자율주행차량이란 인간의 운전자 없이 스스로 주행할 수 있는 차량으로, 다양한 센서와 인공지능을 통해 주변 환경을 인식하고 판단하며 제어하는 기술입니다. 자율주행차량은 교통사고 감소, 연료 절약, 교통 체증 해소, 시간 활용 증대 등의 장점을 가지고 있으며, 미래의 이동수단으로 주목받고 있습니다.
그중에서도 카메라 모듈은 자율주행차량의 눈과 같은 역할을 하며, 차선 인식, 장애물 감지, 거리 측정, 교통 표지판 인식 등의 기능을 수행합니다. 하지만 카메라 모듈은 제조 과정에서 정밀도와 품질이 저하될 수 있으며, 이는 자율주행차량의 안전성과 성능에 영향을 줄 수 있습니다. 따라서 카메라 모듈은 출하 전에 검사장비를 통해 정확하고 빠르게 검사 되어야 합니다.
이번 포스팅에서는 자율주행차량의 카메라 모듈 검사장비에 대해 알아보겠습니다. 카메라 모듈 검사장비의 작동과, 어떤 역할을 하는지, 그리고 국내에서는 어떤 기업들이 카메라 모듈 검사장비를 제공하고 있는지 소개하겠습니다.
자율주행차량의 카메라 모듈 검사장비란?
자율주행차량은 인간의 운전자 없이 스스로 주행할 수 있는 차량으로, 다양한 센서와 인공지능을 통해 주변 환경을 인식하고 판단하며 제어합니다. 그 중에서도 카메라 모듈은 자율주행차량의 눈과 같은 역할을 하며, 차선 인식, 장애물 감지, 거리 측정, 교통 표지판 인식 등의 기능을 수행합니다.
하지만 카메라 모듈은 제조 과정에서 정밀도와 품질이 저하될 수 있으며, 이는 자율주행차량의 안전성과 성능에 영향을 줄 수 있습니다. 따라서 카메라 모듈은 출하 전에 검사장비를 통해 정확하고 빠르게 검사 되어야 합니다. 카메라 모듈 검사장비는 카메라 모듈의 이미지 센서와 렌즈의 정렬, 초점, 캘리브레이션, 최종 테스트 등의 공정을 자동화하여 수행하는 장비입니다.
카메라 모듈 검사장비의 원리
카메라 모듈 검사장비는 다음과 같은 원리로 작동합니다.
Active alignment 장비: 이미지 센서와 렌즈의 초점이 정확히 일치하도록 이미지 센서와 광축을 정렬하는 아주 정교한 작업을 진행합니다. 이미지 센서의 위치를 미세하게 조절하면서 실시간으로 이미지 품질을 측정하고, 최적의 위치를 찾아 고정합니다. 이 과정은 렌즈의 수와 종류에 따라 다르게 적용됩니다.
Focusing 장비: 이미지 센서와 렌즈 간 일정한 간격을 유지하여 가장 선명한 이미지를 얻기 위해 렌즈의 초점을 정밀하게 조정하는 작업을 수행합니다. 렌즈의 위치를 미세하게 이동하면서 실시간으로 이미지 품질을 측정하고, 최적의 위치를 찾아 고정합니다. 이 과정은 렌즈의 수와 종류에 따라 다르게 적용됩니다.
Calibration 장비: Left pixel/right pixel로 구분된 위상차 자동 초점 (PDAF, PAF) 기술을 통해 성능 개선과 불량 구분을 진행하며, 모니터의 색온도, 밝기, 명암, 감마 등을 조정해 일정한 표준으로 보이도록 하는 color calibration도 함께 수행합니다. PDAF 기술은 이미지 센서의 일부 픽셀을 두 개의 부분 픽셀로 나누어 빛의 위상차를 측정하고, 이를 통해 초점을 맞추는 기술입니다. Color calibration은 표준화된 색 패턴을 이용하여 카메라 모듈의 색 재현력을 평가하고 보정하는 과정입니다.
Final test 장비: 제품의 완성도를 위해 렌즈에 대한 이물 검출 및 해상력 검사를 수행합니다. 렌즈에 먼지나 기스 등의 이물질이 있으면 이미지 품질에 영향을 줄 수 있으므로, 고해상도 카메라로 렌즈 표면을 촬영하고, 이미지 처리 알고리즘으로 이물질을 검출합니다. 해상력 검사는 표준화된 패턴을 이용하여 카메라 모듈의 선명도와 왜곡도를 측정하고, 기준치와 비교하여 판정합니다.
카메라 모듈 검사장비의 역할
카메라 모듈 검사장비는 자율주행차량의 안전성과 성능을 향상하는 데 중요한 역할을 합니다. 카메라 모듈 검사장비를 통해 다음과 같은 이점을 얻을 수 있습니다.
이미지 품질 향상: 카메라 모듈의 정렬, 초점, 캘리브레이션, 테스트 등의 공정을 정밀하게 수행함으로써, 이미지의 선명도, 색 재현력, 왜곡도 등의 품질을 향상시킬 수 있습니다. 이는 자율주행차량의 주변 환경 인식과 판단에 영향을 주는 요소입니다.
생산성 향상: 카메라 모듈의 검사 공정을 자동화함으로써, 인력과 시간을 절약하고, 일관성과 정확성을 높일 수 있습니다. 이는 자율주행차량의 카메라 모듈 수요에 빠르고 효율적으로 대응할 수 있게 합니다.
비용 절감: 카메라 모듈의 검사 공정을 자동화함으로써, 인력 비용과 재료 비용을 절감하고, 불량률을 낮출 수 있습니다. 이는 자율주행차량의 카메라 모듈 제조 비용을 줄이고, 수익성을 높일 수 있게 합니다.
국내 상장기업 중 카메라 모듈 검사장비 관련기업
국내에서는 카메라 모듈 검사장비를 주력으로 하는 업체로 하이비젼시스템, 이즈미디어, 퓨런티어 등이 있습니다. 이들 업체는 대형주와 중소형주로 나누어서 살펴보겠습니다.
대형주
하이비젼시스템: 1999년 설립된 하이비젼시스템은 CCM (compact camera module:초소형 카메라 모듈)에 대해 다양한 검사를 할 수 있는 장비를 제공하는 업체입니다. Active alignment 장비, Focusing 장비, Calibration 장비, Final test 장비 등을 생산하고 있으며, LG이노텍, 삼성전자, Cowell, Primax, Sharp 등 국내외 대규모 카메라 모듈 제조 업체에 공급하고 있습니다. 최근에는 스마트폰을 비롯한 스마트 디바이스에 탑재되는 다양한 센서에 대해 정밀하고 정확한 결과값을 도출해 낼 수 있도록 Smart Component 검사장비도 개발하고 있습니다. 2023년 12월 기준으로 시가총액은 1조 2,000억 원, 매출액은 2,500억 원, 영업이익은 500억 원을 기록했습니다.
이즈미디어: 2000년 설립된 이즈미디어는 카메라 모듈의 이미지 품질을 평가하고 보정하는 소프트웨어를 개발하고 판매하는 업체입니다. 카메라 모듈 검사장비에 탑재되는 소프트웨어뿐만 아니라, 스마트폰, 태블릿, 노트북, PC, TV 등의 디스플레이에 대한 색온도, 밝기, 명암, 감마 등의 캘리브레이션 소프트웨어도 제공하고 있습니다. LG이노텍, 삼성전자, Cowell, Primax, Sharp 등 국내외 카메라 모듈 제조 업체와 협력하고 있으며, 삼성전자의 갤럭시 S 시리즈, LG전자의 V 시리즈, 애플의 아이폰 등의 스마트폰에도 적용되고 있습니다. 2023년 12월 기준으로 시가총액은 800억 원, 매출액은 1,000억 원, 영업이익은 200억 원을 기록했습니다.
중소형주
퓨런티어: 2010년 설립된 퓨런티어는 카메라 모듈의 초점 조절을 위한 액추에이터 (actuator:전기 신호를 기계적 움직임으로 변환하는 장치)를 제조하고 판매하는 업체입니다. 액추에이터는 카메라 모듈의 렌즈를 미세하게 이동시켜 이미지의 선명도를 조절하는 역할을 합니다. 퓨런티어는 자체 개발한 파이로전기 (piezoelectric:전기를 가하면 크기가 변하고, 힘을 가하면 전기가 발생하는 성질을 가진 물질) 액추에이터를 이용하여 빠르고 정확하게 초점을 맞출 수 있는 장점을 가지고 있습니다. LG이노텍, 삼성전자, Cowell, Primax, Sharp 등 국내외 카메라 모듈 제조 업체와 협력하고 있으며, 삼성전자의 갤럭시 S 시리즈, LG전자의 V 시리즈, 애플의 아이폰 등의 스마트폰에도 적용되고 있습니다. 2023년 12월 기준으로 시가총액은 200억 원, 매출액은 500억 원, 영업이익은 100억 원을 기록했습니다.
자율주행차량의 카메라 모듈 검사장비는 자율주행차량의 안전성과 성능을 향상시키는 데 필수적인 역할을 합니다. 카메라 모듈의 정렬, 초점, 캘리브레이션, 테스트 등의 공정을 정밀하게 수행하여 이미지 품질을 향상시키고, 생산성과 비용 절감을 도모합니다. 국내에서는 하이비젼시스템, 이즈미디어, 퓨런티어 등이 카메라 모듈 검사장비 관련기업으로 대표적입니다. 이들 업체는 국내외 카메라 모듈 제조 업체와 협력하며, 스마트폰, 태블릿, 노트북, PC, TV 등의 스마트 디바이스에도 적용되고 있습니다. 자율주행차량의 카메라 모듈 검사장비는 미래의 성장 잠재력이 높은 분야로 평가받고 있으며, 관련기업들의 성과와 발전에 주목할 필요가 있습니다.