I. 서론 LiDAR(라이다)는 Light Detection and Ranging의 약자이며, 이를 해석하면 빛을 탐지 하여 거리를 측정한다는 뜻이다. 즉, 물체에서 반사되어온 빛을 측정하여 물체까지의 거리를 측정한다. 때로는 LADAR(Laser Detection and Ranging)라는 이름으로 사용되지만 LiDAR가 보다 일반적인 용어이다. 레이저라고 하는 광원을 목표물에 비춤으로써 사물까지 의 거리, 방향, 속도, 온도, 물질분포 및 농도 특성 등을 감지할 수 있는 기술이다. 라이다 센서는 일반적으로 높은 에너지 밀도와 짧은 주기를 가지는 펄스 신호를 생성할 수 있는 레이저의 장점을 활용하여 보다 정밀한 대기 중의 물성 관측 및 거리 측정 등에 활용된다. 라이다 센서 기술은 탐조등 빛의 산란 세기를 통해 상공에서의 공기밀도 분석 등을 위한 목적으로 1930년대 처음 시도되었으나, 1960년대 레이저의 발명과 함께 비로소 본격적인 개발이 가능하였다. 1970년대 이후 레이저 광원 기술과 광검출소자의 지속적인 발전과 함께 다양한 분야에 응용 가능한 라이다 센서 기술들이 개발되었다. 항공기, 위성 등에 탑재되어 정밀한 대기 분석 및 지구환경 관측을 위한 중요한 기술로 활용되고 있으며, 또한 우주선 및 탐사 로봇에 장착되어 사물까지의 거리 측정 등 카메라 기능을 보완하기 위한 수단으로 활용되고 있다. 지상에서는 원거리 거리 측정, 자동차 속도위반 단속 등을 위한 간단한 형태의 라이다 센서 기술들이 상용화되어 왔으며, 최근에는 3D 리버스 엔지니어링 및 미래 무인자동 차를 위한 레이저 스캐너 및 3D 영상 카메라의 핵심 기술로 활용되면서 그 활용성과 중요성이 점차 커지고 있다. 이러한 라이다 센서의 기술 발전 과정은 [표 1]과 같다[1]. * 본 내용은 정용택 전문위원(☎ 02-3475-1318, iotsensor@kista.re.kr)에게 문의하시기 바랍니다. ** 본 내용은 필자의 주관적인 의견이며 IITP의 공식적인 입장이 아님을 밝힙니다. LiDAR 센서용 광검출소자의 특허 동향 분석 Chapter 02 주간기술동향 2022. 1. 26. 14 www.iitp.kr [표 1] LiDAR 센서의 기술 발전 과정 라이다는 [표 1]과 같이 산업 전반에서 활용된다. 그 중 차량용 라이다는 주로 첨단운전자 보조시스템(ADAS)과 자율주행차량 등에 사용된다. 프랑스 시장조사기관 YOLE에 따르면 [그림 1]과 같이 2019년 약 16억 달러에 이른 라이더 센서 시장규모는 연평균 19% 성장하 여 2025년에는 약 38억 달러에 이를 것으로 전망된다[2]. II. 라이다 센서용 광검출소자 라이다 센서의 핵심 기술은 레이저(laser), 광검출소자(photodetector), 스캐너(scanner), 그리고 측정 및 구동회로(measurement process) 기술로 나눌 수 있다. 광검출소자는 빛을 내보내는 레이저의 특성에 따라 결정되며, 1차원뿐만 아니라 3차원의 영상을 정밀하게 구현 하기 위해서는 광검출소자 기술이 가장 중요하다. 물체에서 반사되어 온 레이저를 탐지하는 광검출소자는 Si 기반의 APD(Avalanche Photo Diode)와 SPAD(Single Photon Avalanche