[첨단 헬로티]

자율주행차, 드론, 스마트홈 애플리케이션 및 스마트시티 등 새로운 영역으로 확산되고 있는 산업용 카메라

FRAMOS는 지난해 Vision Systems Design과 Inspect 매거진과 공동으로 카메라 기술의 동향, 인터페이스 및 향후 개발에 대한 시장 조사를 실시했다. 이 조사는 22개국 41명의 사용자와 20명의 제조업체를 대상으로 진행됐으며, 지역별로는 유럽 66%, 북미 21%, 아시아 14%를 차지했다.

응답자들은 애플리케이션 및 통합, 카메라, 센서, 센서 모듈 및 시장 개발에 대한 질문에 답변했다. 2018년 사용자의 94%는 유럽 시장용 장비를 구입한 반면, 조사에서 제조업체들에게 가장 중요한 시장은 유럽(전체 카메라의 50%를 판매), 아시아(32%), 미국(18%)으로 나타났다.

북미 지역에 대한 수요는 아시아 지역 대비 7% 포인트 하락했는데, 이는 아시아 지역에서 자동화 및 로봇 분야에 대한 지속적인 투자가 발생하고 있기 때문으로 분석된다.

이머징 기술과 성장하는 시장
이미징 기술은 주로 생산 자동화 및 품질 보증(그림 1)과 관련되어 있지만 자율주행차, 드론, 스마트홈 애플리케이션 및 스마트시티와 같은 새로운 영역에서는 구현 비율이 5%~15% 사이로 나타났다. 가장 높은 성장률은 로봇 분야로 조사됐다.

산업 및 소비자 부문의 비전 기술에 대한 새로운 애플리케이션 등장이 본격화되면서 이미징 시장도 계속 성장할 것으로 예상된다. 이는 제조업체에서의 최초 사용자수가 크게 증가한 것에서도 확인할 수 있다. 2017년 38%에 불과했던 제조업체들의 최초 사용이 75%로 증가했다. 

응답자 중 70%가 비전 기술을 활용해 기존 시스템을 확대하기를 원하고 있으며, 93%는 새로운 시스템을 도입할 계획이 있고, 56%는 기존 시스템을 현대화하기를 원하는 것으로 나타났다. 성장 분야를 살펴보면, 65%의 제조업체가 이미지 처리 기술을 삶과 업무의 모든 측면에 통합할 수 있는 가장 큰 기회 중 하나로 임베디드 비전을 꼽고 있다.

카메라 가격의 변화는?
2017년 중저가 카메라의 가격이 안정세를 보인 반면, 제조사나 사용자의 반응은 가격이 다시 하락할 것으로 예상된다. 사용자의 62%는 카메라 한대에 350달러 이하를 쓸 준비가 되어 있다고 답했으며, 이는 전년도의 19%와 비교된다(그림 2).
응답자의 31%는 카메라 한대에 350달러에서 1000달러를 지불할 수 있다고 답했는데, 이 수치는 2017년보다 7% 떨어진 것으로 나타났다. 사용자 중 8%는 카메라 한대에 1000 달러를 투자할 수 있다고 답했는데, 이는 전년 대비 34% 하락한 것이다.

카메라 제조사의 매출의 40% 이상이 1000달러 이상의 카메라에서 발생한다는 사실은 많은 애플리케이션에서 최고급 카메라에 대한 수요가 높다는 것을 보여준다.
150달러미만의 가격대는 불과 3% 포인트 증가한 반면, 1,000달러 초과 가격대에서의 손실은 주로 33%에서 44%로 증가한 중간 가격대의 이익 때문이었다. 이러한 변화는 참가자 샘플링의 변화와 아시아 제조업체와의 경쟁 증가를 통해 설명될 수 있다.

투명하고 안정적인 센서 시장
센서 시장은 투명하고 안정적이다. 소니는 조사대상 사용자들 중 48%가 사용함으로써, 이 시장을 선도하고 있다. 온세미컨덕터의 시장 점유율은 22%로 그 뒤를 따르고 있다. ams Sensors Beligum의 점유율은 19%로 중기적으로 명확하게 구분되는 센서 시장에서 중요한 역할을 담당할 것이다.

그림은 제조사 사이에서도 유사하게 나타난다. 소니가 몇년 동안 도전한 끝에 62%로 시장 점유율을 확보했으며, 이는 전년도 시장 점유율을 두 배로 늘린 것이다. 온세미 컨덕터의 시장 점유율은 22%로 3% 포인트 하락했다. Teledyne e2V는 7%를 달성했고, ams Sensors Beligum는 2017년까지 3%로 유지하고 있다.

머신비전 및 임베디드 비전을 위한 다양한 센서
CMOS 이미지 센서는 가장 흔히 사용되고 있는 센서로, 응답자가 사용하는 모든 센서의 약 80%가 CMOS 기술이다.
그러나 산업 부문 및 소비자 부문에서 전통적인 머신비전과 첨단 임베디드 비전 사이에는 분명한 차이점이 있다. 자율주행차, 드론, 로봇과 같은 임베디드 비전 애플리케이션에는 3D 애플리케이션 요구사항에 맞는 센서가 필요하다.

올해 전체 사용자의 68%는 1~3메가픽셀 해상도의 센서를 사용한다고 응답했다. 이 수치는 1메가픽셀 이하의 전체 세그먼트가 위쪽으로 이동하는 것을 나타낸다. 단 4%만이 여전히 최저 해상도를 사용한다. 그러나 그 상승폭은 훨씬 더 낮았다. 3~5메가픽셀 센서의 예측에 따르면, 사용자의 24%가 이 모델을 선호한다. 전년 대비 6% 포인트 상승했다. 비록 그 차이가 점점 더 분명해지기는 하지만, 제조업체는 장기적인 관점을 취한다. 사용자의 16%는 여전히 VGA(640 x 480) 해상도를 사용하고 있으며, 모든 센서 중 62%는 1~5메가픽셀을 사용하는 것으로 나타났다.

이와는 대조적으로 이미 이미지 센서의 21%는 5~20메가픽셀의 해상도를 가지고 있다. 이 통계는 지난해의 예측과 일치한다. 응답자들은 앞으로 2년 동안 해상도가 약간 올라갈 것이라고 예측한다. 이러한 예측에도 불구하고, 5메가픽셀부터 시작하는 해상도는 모든 애플리케이션의 거의 1/3에서 계속해서 사용될 전망이다.

전체 사용자 중 75%가 작년과 동일하게 1/3 ~ 2/3 인치의 이미지 센서 포맷을 사용한다. 제조업체는 안정성과 소형화 경향을 보여준다. 애플리케이션 영역에 따라 일반적으로 33%의 점유율을 달성하는 1인치 이상의 매우 큰 센서 또는 비전이 내재되어 41%까지 상승한 소형 이미지 센서를 선택한다. 사용자와 제조업체 모두 글로벌 셔터 스캔 이미지를 사용한다.

이미지 속도, 속도 및 인터페이스
이미지 속도는 해상도와 마찬가지로 최고 속도 그룹에 도달했으나 메가 속도로 예상되는 엄청난 증가가 실현되지 못했다. 가장 작은 등급인 최대 25fps는 사용자와 제조업체 모두에서 각각 8%와 7% 포인트의 손실을 입었다. 25fps~100fps까지의 영역은 사용자 사이에서 10% 포인트 증가하고, 제조업체 간에서는 20% 포인트 성장하고 있다. 100fps 이상의 등급은 향후 2년 동안 사용자와 제조업체 모두에서 성장할 것으로 예측된다.

GigE Vision은 제조사와 사용자 모두에서 최고의 전송 표준으로 나타났다 각각 42% 및 43% 점유율로 조사됐다(그림 3). 아날로그 연결은 여전히 일부 사용자에 의해 사용된다. LVDS 및 HDMI는 추가로 사용되는 전송 표준이지만, USB 사용은 여전히 ​​8%의 비율로 분명하다. 사용자와 제조업체는 모두 5Gb/s 이상의 대역폭에 대해 주로 10GigE 및 USB 3.1 표준을 선택한다.

임베디드 비전을 위한 센서 모듈
임베디드 비전 애플리케이션에는 고성능 센서 모듈이 필요하다. 2018년 조사에서는 사용자와 제조업체에게 센서 모듈 사용계획과 기준을 물었다 .
조사 당시 사용자의 46%와 제조업체의 40%가 센서 모듈을 이미 사용해 본 경험이 있거나 이미 사용한 적이 있으며, 제조업체의 42%와 사용자의 10%는 향후 2년 내에 센서 모듈을 사용한 임베디드 비전 프로젝트를 추가적으로 진행할 계획인 것으로 조사됐다.

중요한 센서 모듈 기능면에서 사용자가 가장 중요하게 지적한 기능(56%)은 움직이는 응용 프로그램의 이미지 안정화였고, 제조업체(58%)가 제공한 가장 중요한 기능은 M12 렌즈 마운트였다.

앞으로 전망은?

2018년 조사는 사용자와 제조업체 사이에서 다양한 추세를 보여주고 있다. 사용자들은 더 빠르고 더 나은 성능의 이미지 센서, 표준 인터페이스, 단순한 통합, 더 저렴한 가격, 높은 온보드 처리 능력을 포함한 요구사항을 바라고 있다.
이번 조사에서 드러난 또 다른 주목할 점은 임베디드 비전과 모듈화에 대한 추세다. 제조업체는 자동차 및 인프라 애플리케이션을 위한 임베디드 비전 솔루션에서 큰 잠재력을 보고 있다. 그러나 제조업체는 산업 및 소비자 부문의 머신비전 및 혁신적인 임베디드 비전 애플리케이션 측면에서 고객과 함께 해야 하는 변화에 직면해 있는 것으로 보인다 .