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국내 기술로 적외선 영상 어레이 핵심 칩 개발
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국내 기술로 적외선 영상 어레이 핵심 칩 개발
  • CCTV뉴스
  • 승인 2009.05.08 00:00
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"야간, 암실에서도 1km까지 선명한 영상  정보 제공 가능"

전량 수입에 의존하여 가격이 비쌌던 적외선 영상 카메라용 핵심 칩 국내 개발이 성공하였다. ETRI(한국전자통신연구원)는 적외선 영상전문업체인 아이쓰리시스템사(대표이사 정한)와 공동으로 국내 최초 『비냉각형 QVGA 급 적외선 영상 카메라용 핵심 칩』을 개발했다. 이 제품은 깜깜한 어둠 속에서도 1km까지 선명하게 영상 정보를 제공한다. 범죄 예방과 교통 사고 감소는 물론 의료영상진단 분야, 군사용 등에 크게 사용될 것으로 기대된다.

기존 냉각형 방식은 성능은 좋으나 별도 냉각기(영하 196도)가 필요하여 소형으로 만드는데 한계가 있으며 가격도 비싼 단점이 있다. 그러나, ETRI에서 개발된 비냉각형은 소형화가 쉽고 저렴하게 공급할 수 있으며 상온에서 쉽게 작동하여 다양한 응용분야에 활용될 수 있는 장점이 있다.

비냉각형 QVGA 급 적외선 영상 카메라용 핵심 칩



이 기술은 적외선을 효과적으로 흡수하는 구조체를 제작하고 여러 개를 배열(어레이)한 다음에 거기에서 나오는 미세 신호 처리를 위해 신호처리 회로기술을 활용한 것으로 서브 마이크론 사이즈의 반도체 기술과 수십 마이크론 구조체를 쌓는 I-MEMS기술의 융합기술이다. 또한 주요 재료를 아몰퍼스-실리콘(a-Si)을 이용함으로써 향후 기술 수요업체가 미국, 이스라엘 등에서 사용하는 특수한 물질(바나디움옥사이드 : VO2)에 대한 로열티 부담을 없앤 부분에도 의미가 크다.

ETRI 유병곤 차세대 I-MEMS 부장은 "이번 기술개발로 군사용, 의료용, 범죄예방용 등 다양한 응용분야에 활용될 수 있으며, 첨단 핵심부품의 수입대체효과와 함께 국산화를 통한 해외시장 진출에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다. 

ETRI는 응용분야로 주로 열 영상 카메라로 활용이 가능한데 범죄 예방용 야간 CCTV, 자동차용 나이트 비젼 시스템, 의료진단 영상진단 시스템, 화재 시 투시 카메라, 송전 선로 및 전선의 과부하 지점 포착 열상 카메라, 반도체 칩 및 태양광 모듈의 불량 부분 검색용 열상 카메라, 또한 군사용으로 소총 등 개인화기의 야간 조준경 등 응용이 무궁무진하다고 밝혔다.

비냉각형 적외선 영상 센서의 시장규모는 2009년 국내 200억원, 세계 10억불을 초과할 것으로 전망되는 등 급격히 성장하는 신규 시장으로 예상된다.

<다음은 ETRI의 최창억 박사와의 인터뷰 내용이다>

적외선 카메라의 핵심 기술은 센서라고 하는데 ETRI에서 발표한 이 기술에도 센서가 포함된 것입니까? 이 센서 역시 국내 기술진들에 의해 개발된 것입니까?

당연히 포함되어 있습니다. 이 센서는 8만여 개의 개별 적외선 센서가 감지회로와 함께 집적된 영상용 칩으로써 순수하게 국내 기술진들에 의해 개발되었습니다. 본 기술은 정부출연연구소와 국내 기업체와의 성공적인 공동연구의 결과물이라는 점과 국내 최초로 시도된 미소전자기계시스템 (MEMS ; Micro Electro Mechanical System) 기술과 반도체 집적회로 (IC ; integrated circuit) 가 성공적으로 정합된 QVGA 급 (320 x 240) 적외선 영상 센서라는 점에 의미를 둘 수 있습니다.

국내의 다양한 업체들이 이 적외선 카메라 기술을 연구 중인데, 이번에 선보인 ETRI 기술만의 특징이 있다면?

현재 대부분의 업체들은 바나듐옥사이드 계열의 감지 재료를 이용하여 적외선 센서를 만들고 있습니다. 오직 프랑스의 ULIS사만이 비정질실리콘 계열의 감지 재료를 이용하고 있습니다. 바나듐옥사이드 계열의 재료를 이용할 경우 기존 특허를 회피하기 어려우며, 이 계열의 재료를 이용하는 대부분의 업체들은 미국의 선도 업체에 로열티를 지불하며 제품을 생산하고 있습니다.

반면에 비정질실리콘을 이용하여 센서를 만들 경우에는 특허의 회피가 용이하여 로열티를 지불하지 않아도 됩니다. ETRI 에서 금번에 개발한 제품은 비정질실리콘을 적용한 제품입니다. 그리고 ETRI는 현재 새로운 감지 재료에 대해서도 연구를 진행하고 있습니다. 조만간 좋은 결과가 있으리라 기대합니다. 이번에 저희가 개발한 센서는 센서의 구조 측면에 있어서도 기존 업체들의 제품에 비하여 단순하여 제조공정이 간단하다는 장점도 가지고 있습니다.

완제품 출시는 언제입니까? 그 동안 외산의 높은 가격 때문에 다양한 시장에서 접근하기가 쉽지 않았다고 하던데 외산과 비교하여 가격이 얼마나 차이가 나는지?

아직 연구소 수준에서의 개발이라 가격을 이야기하기는 어렵습니다. 현재 개발된 수준의 제품으로도 저가형 제품 시장에는 진입가능 할 것으로 생각됩니다. 차후에 다음 version의 제품 개발이 완료되면 고가형의 시장에서도 충분한 경쟁력을 갖추게 될 것입니다.
물론 양산을 전제로 합니다만 현재 국내 잘 발달된 반도체기술과 경쟁력을 가지는 MEMS 센서기술을 접목, 양산에 성공할 경우 향후 국내에서 이와 같은 i-MEMS(Integrated Micro Electro Mechanical System)형 센서 제품의 단가 가격을 낮출 수 있는 것으로 기대됩니다.

제품 출시 발표 후 시장의 반응은 어떻습니까? 이번에 발표한 적외선 카메라의 CCTV 활용 분야에 대해서 설명해 주시고, ETRI가 보는 적외선 카메라를 비롯한 CCTV시장의 산업을 조망해 주십시오.  

각계의 관심이 높아 많은 관련 업체들로부터 문의가 있었습니다. 최초로 국산화에 성공했다는 점 때문에 관련 업체들이 기술 이전에 많은 관심을 보이고 있습니다. 적외선 카메라는 야간감시 카메라, 군사용 야시 장비, 차량용 운전자 시야보조 시스템, 화재진압시의 소방관용 시야 보조 장치 등 폭넓은 응용분야를 가지고 있습니다.

비냉각형 적외선 센서는 10μm 부근의 장파장 영역의 빛을 감지합니다. 이 영역의 빛은 안개나 비 등의 가혹한 환경에서도 대기 투과성이 매우 좋습니다. 따라서, 비냉각형 적외선 카메라를 이용할 경우 야간 뿐만 아니라 안개 낀 날이나 비 오는 날에도 선명한 영상을 얻을 수 있기 때문에 자동차 운전자용 시야보조 시스템으로 응용되고 있습니다. 아직까지는 비싼 가격문제로 고급 차종에만 장착이 되고 있으나 향후 가격이 낮아지면 대부분의 차량으로 확대되리라 기대됩니다. 이 분야가 민수용으로는 가장 큰 시장을 형성할 것으로 생각합니다.

비냉각형 적외선 카메라는 화염 및 연기에 의한 시야 방해를 적게 받기 때문에 화재시에 화염 및 연기 건너편에 있는 사람을 선명하게 인식할 수 있습니다. 따라서 소방관의 시야 보조 장치로도 활용되고 있습니다.

앞으로 보안에 대한 관심이 증대함에 따라 적외선 카메라를 비롯한 CCTV 시장은 지속적으로 커질 것으로 기대됩니다. 특히 적외선 센서는 빛이 없는 야간에서도 선명한 영상을 제공해줄 수 있고, 적외선 대역에서의 빛 방출이 많은 인체 및 생명체에 대한 감지 성능이 뛰어나 야간 CCTV 관련 분야에서의 많은 응용이 기대되고 있습니다.



<김현경 기자>


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