"전장 업체로 도약"…삼성전기, 전장용 카메라 모듈에 담긴 新기술은?

'발수·히팅' 기능 통해 악천후서도 성능 유지…'하이브리드 렌즈' 등 초격차 기술 확보

[아이뉴스24 권용삼 기자] "그동안 시장의 반응은 낮았지만 사실 저희는 오래 전부터 (전장 카메라모듈)에 대한 개발을 해왔습니다. 최근에는 다시 반응이 올라오고 있고, 지금은 저희의 준비 상황과 시장의 니즈가 맞물려 가고 있습니다."

곽형찬 삼성전기 전장광학팀장(상무)가 전장용 카메라 모듈을 소개하고 있는 모습. [사진=삼성전기]

곽형찬 삼성전기 전장광학팀장(상무)가 15일 서울 중구에 있는 삼성전자 태평로빌딩 기자실에서 '삼성전기 제품학습회 SEMinar'를 열고 이같이 말했다. 삼성전기는 최근 기존 주력 사업이던 '모바일·IT' 부품 사업을 넘어 전장(자동차용 전자장치) 부품 업체로 체질 전환에 속도를 내고 있다. 특히 그동안 IT 카메라에서 쌓은 핵심 기술 노하우를 활용해 차별화된 제품으로 시장을 공략하겠다는 방침이다.

곽 상무는 이날 행사에서 "전장용 카메라 모듈은 IT용 카메라모듈 대비 고신뢰성이 요구되는 카메라모듈"이라며 "IT용 카메라와 다르게 전장용 카메라의 경우 작동 여부에 따라 안정성 확보가 달라져 나쁜 주변환경에서도 동작해야 하는 고신뢰성이 요구된다"고 설명했다.

삼성전기는 시장 최고 성능의 발수 코팅 기술과 히팅 기능을 통해 눈, 성에, 안개 등 기상악화 상황에서도 안정적으로 구동되는 전천후(Weather Proof) 전장용 카메라 모듈을 선보였다.

기술적 특징을 살펴보면 먼저 삼성전기의 전장용 카메라 모듈은 세계 최고 성능의 발수 코팅을 자랑한다. 차량용 카메라에 물방울이 계속 남아 있으면 차선 변경, 움직임 감지 등 주행안정성을 감소시킬 수 있는 우려가 있다. 이에 렌즈에 물방울이 맺혀있을 때 빠르게 제거되는 것이 중요하다.

이에 삼성전기는 발수각을 최대화해 물방울이 렌즈에 접촉하는 면적을 최소화하는 발수 코팅 기술을 개발했다. 이 기술을 통해 렌즈에 맺힌 물방울이 쉽게 날아간다. 곽 상무는 "이러한 코팅은 햇빛과 자외선에 노출되면 쉽게 마모가 된다"며 "삼성전기가 자체 개발한 재료 기술을 통해 기존 시장에 있는 제품보다 수명이 약 6배 이상 길며 흙먼지, 주차시 긁힘 등에 의한 마모가 되지 않도록 유지하는 성능은 약 1.5배 이상 높다"고 강조했다.

삼성전기 '전장용 카메라 모듈' 제품 이미지. [사진=삼성전기]

아울러 삼성전기의 전장용 카메라 모듈에는 능동적인 온도 제어을 통해 항온을 유지하는 '렌즈 히터' 기술이 탑재됐다. 업계에 따르면 최근 안전한 자율주행을 위해 완성차 업체들의 '히팅 카메라' 탑재 수요가 증가하고 있다. 삼성전기가 개발한 '렌즈 히터' 기술은 렌즈 부분을 데워서 상시 항온을 유지한다. 이를 통해 카메라 모듈에 눈, 성에 등이 맺혀 있으면 1분 이내 녹고, 히팅 동작할 때에는 일정한 온도를 유지해 소모전류를 최소화한다.

삼성전기 전장용 카메라 모듈에 탑재된 렌즈 히팅 기술 활용 예시. [사진=권용삼 기자]

이와 함께 삼성전기의 전장용 카메라 모듈에는 '하이브리드 렌즈'가 적용됐다. 통상 차량용 카메라에 주로 사용하는 유리 렌즈의 경우 빛을 잘 투과하고 굴절률이 높다. 또 렌즈 표면이 강해 흠집이 잘 나지 않기에 오랜 사용이 가능하며, 온도 안정성이 높아 열에 강하다는 특징이다. 반면 무겁고, 충격에 약한 소재로 쉽게 깨질 수 있어 파손 위험이 있다. 또 연마를 통한 가공으로 생산성이 낮고, 제품 단가도 높은 것이 단점이다.

스마트폰 카메라에 주로 사용하는 플라스틱 렌즈의 경우 사출성형 방식의 제조 공법으로 대량 생산이 가능하고 가격 면에서도 유리 소재보다 유리하다. 또 소재 자체의 무게도 적게 나가 경량화·소형화·형상자유도가 가능하다. 반면 유리 렌즈보다 온도 변화에 의한 수축·팽창이 커 굴절률이 변화면서 성능 저하가 일어난다. 특히 자동차와 같이 극한의 외부환경에서 신뢰성 확보가 어렵다.

이에 삼성전기는 두 렌즈의 장점을 결합하고 단점을 보강한 '하이브리드 렌즈'를 개발했다. 이 제품은 렌즈의 연속 발수(물을 렌즈 표면에서 흘리는 것) 성능 유지 시간을 늘려 운전자의 안전성을 높인 것이 특징이다. 삼성전기는 오는 2025년 양산을 시작해 후방·서라운드뷰모니터링 등 차량용 카메라 시장을 본격 공략한다는 방침이다.

삼성전기 '하이브리드 렌즈' 제품 이미지. [사진=권용삼 기자]

이 외에도 삼성전기는 그 동안 모바일 카메라 모듈 사업에서 축적한 기술력과 노하우를 활용해 세계 최초 빛의 양을 조절하는 조리개를 전장용 카메라 모듈에 탑재했다.

조리개는 렌즈를 통화하는 빛의 양을 조절해 사진의 밝기를 조절하는 장치다. 특히 F값으로 수치를 표현하는데 값이 크면 조리개를 닫아 빛이 들어오는 양이 적어지고, 반대로 값이 작아질수록 조리개를 열어 빛을 많이 받아들인다. 조리개는 빛의 양을 오차없이 조리개를 열었다 닫았다하는 정밀한 기구 설계 기술이 필요하다.

곽 상무는 "모바일용 카메라 모듈의 탑재한 조리개의 경우 대부분 실온에서 작동하지만 전장용의 경우 영하 40도, 영상 50도 등 가혹한 환경에서도 이상 없이 작동해야 한다"며 "삼성전기는 핵심부품의 내재화와 독자적인 기구 설계 기술 바탕으로 신뢰성이 확보된 '전장용 가변조리개(IRIS) 카메라 모듈'을 세계 최초 개발했다"고 설명했다.

삼성전기 'IRIS 카메라' 제품 이미지. [사진=권용삼 기자]

이 밖에 곽 상무는 이날 향후 전장용 카메라 모듈 시장이 더욱 커질 것이라는 전망을 내놓았다. 특히 시장 성장이 예상되는 요인으로 △안전 규제 법제화 △첨단운전자지원시스템(ADAS)·자율주행시스템(AD) 고도화 △주차지원 등 안전과 편의 추구 △카메라 모듈의 고화소·고성능화 등을 꼽았다.

곽 상무는 "전장용 카메라 모듈 시장은 자율주행 기술이 발전함에 따라 고성장이 예상된다"며 "차량 한대 당 카메라 모듈이 4~5개가 필요했다면 향후 20개까지 적용될 것으로 보인다"고 말했다. 그러면서 "삼성전기는 빅 센서, 가변조리개, 폴디드줌 등 IT용 카메라 모듈 기술력을 바탕으로 전장용 카메라 모듈 시장에서도 '키 플레이어'가 될 준비를 마쳤다"고 덧붙였다.

실제 시장조사업체 콘세직 비즈니스 인텔리전스에 따르면 전장용 카메라 모듈 시장 규모는 올해 31억달러(약 4조1200억원)에서 오는 2030년 85억달러(약 11조3000억원)로 연평균 약 13.8% 성장할 것으로 예상된다.

삼성전기 '전장용 카메라 시장 전망' 요약 [사진=권용삼 기자]

업계에 따르면 삼성전기는 내부적으로 오는 2025년 전장·AI 분야에서 2조원의 매출을 거둔다는 목표를 세운 것으로 알려졌다. 앞서 장덕현 사장은 올해 초 신년사를 통해 "인공지능(AI)·전장·서버 등 성장 시장을 선도할 수 있도록 강한 사업체질 구축이 필요하다"며 "목표 달성을 위해 기술 차별화로 신시장을 개척해야 한다"고 강조한 바 있다.

/권용삼 기자(dragonbuy@inews24.com)