ToF 카메라 모듈이란? 3차원 센싱 모듈 - 이제는 사진도 입체다!

현실과 사진의 가장 큰 차이가 뭐라고 생각하시나요?

 

 

 

 

사진은 비교적 멋진 상황 위주로 담는 다면 현실은 그렇지 않은 순간이 많다는 것이죠.

하지만 그것보다 더 결정적이 차이가 있습니다. 현실은 3차원 입체 즉 3D라면 사진은 3D의 정보를 받아서 그걸 평면에 나타내는 2D라는 차이가 있지요.

 

 

 

 

왜 사진은 2차원 평면일까? 너무도 당연한 질문입니다.

우선 사진은 종이위에 나오죠? 그러니까 그렇기도 하지만 사진기는 외부의 물체로 부터 빛을 받아 그걸 Detector 가 인식하는데 Detector가 평면이니 당연히 평면으로 얻어진다고도 생각 할 수 있을 것 같습니다.

 

사실 사진이 평면이라고 해서 우리가 입체감을 느끼지 못하는 것은 아니죠.

 

 

입체감이 우리에겐 느껴지죠?

 

 

우리는 경험과 원근감 등을 통해 사진을 볼 때도 거리감을 대략적으로나마 느끼죠.

하지만 그렇다고 저 사진에 픽셀마다 거리에 대한 정보가 담겨져 있지는 않습니다. 왜 필요하냐고 반문하실 수도 있겠죠?

 

 

머지않은 미래 VR

 

 

넵 앞으로 VR, AR 등이 점차 우리 생활에 들어오는데 입체적인 정보를 카메라 모듈에서 얻어야 하기 때문입니다. 뭐 그렇게 어려운가? 라는 생각이 살짝 드네요.

사실 우리 눈은 이미 입체정보를 얻고 있으니까 말이죠.

 

 

 

 

우리의 두 눈은 물체를 볼 때 좌우의 차이를 가지고 원근감을 느낀답니다. 물체와 두 눈 사이의 각도를 광각이라고 합니다.

아마 카메라 모듈도 이런 원리를 이용하는 방법이 이미 있던지 앞으로 나오던지 하겠지요?

 

 

하지만 오늘 소개해드릴 ToF (Time of Flight) 방식이 요새 핫하다고 합니다.

이글을 읽으시는 분들 중에 자연대나 공대를 나오신 분들에게 ToF 라는 용어는 꽤나 친숙하지요. 각종 분석기기에 ToF라는 용어가 자주 등장하기 때문이죠.

 

한국어로는 뭐라 할지 모르겠지만 주식에서도 ToF 모듈에 대해 슬슬 이슈가 떠오를지 모르니 용어에 익숙해지면 좋을 거 같아요!

(한글로 하면 비행시간 측정법 이라고 해야할까요?)

 

 

이미지 출처 : Fujitsu

 

 

그림에서 카메라처럼 생긴 전체가 수없이 많은 모듈의 한 픽셀로 생각하셔야 합니다. 저런게 엄청 많은게 ToF 모듈인것이죠.

 

ToF는 결국 일반 카메라모듈처럼 디텍터(Detector) 에 추가로 Light emitter가 있다고 보시면 됩니다. 마치 카메라 플래쉬를 터트린다고 보시면 됩니다.

다른 부분은 방출하는 빛이 가시광선이 아닌 IR (적외선)인 것이죠.

 

TOF이미지는 아래처럼 얻어지고 저게 일반 사진 영상과 합쳐지면 사진에 거리정보가 들어갈 수 있겠죠?

 

출처 : 유투브 Basler AG

 

 

당연하게도 빛을 보냈다가 센서로 들어오는 시간을 측정하면 그게 거리로 환산이 되는 것이죠.

말은 이렇게 쉽게 하긴 했지만 사실 복잡한 요소들이 있지요.

이런 느낌으로 상상해주십시오!

 

 

출처: http://blog.naver.com/PostList.nhn?blogId=pamtek

 

 

역시 이런건 영상 하나 보는게 더 확 와닿지요?

 

 

 

제가 어플리케이션으로 VR, AR 이런쪽만 언급하긴 했지만 ToF 모듈은 더 다양한 가능성이 있답니다. 예를들면 자동화 로봇 이라던지 자동차 등 뭐 첨단기술에 센서는 쓰일 곳이 매우 많지요.

 

이미지의 깊이를 측정하는 방식은 ToF만 있는 것은 아니니 장단점에 따라 다른 방식이 사용될 수도 있겠지만 말이죠.

 

 

그러면 국내에 관련 회사는 뭐가 있을까요?

대기업으로는 삼성전기, LG이노텍 2군데가 대표적이라고 합니다.

그리고 삼성전기에서 나와서 초고속 코스닥 상장으로 유명한 '파트론' 이 있답니다.

또 '하이비젼시스템' 이라는 회사도 있고 말이죠.

 

 

 

 

이미 어느정도 파트론은 많이 상승해 있더군요... 사실 코스닥 기업에 크게 관심은 없지만 왠지 들으면 관심이 생길 분들이 많으실 거 같아서요.

아직 ToF 모듈에 대해선 많이 이슈가 일어나지 않은 거 같아서 관심을 한번 가져볼까?

이런 상태랍니다.

 

끝으로 관련 코스닥 기업의 3년 주가를 한번 볼까 합니다.