최근 Lidar(Light Detection and Ranging)를 이용한 3차원 계측은 자동운전을 위한 지도 작성, 이동 로봇의 내비게이션, 상공의 지형 계측 등 다양한 분야에서 이용되고 있다. 현재 이용되고 있는 Lidar의 대부분은 근적외 펄스 레이저를 이용해 대상물까지의 ‘거리’와 ‘방향’을 계측하는 것이다. 거리 계측은 Time of Flight (ToF) 방식에 의해 레이저를 발사한 후 대상물에 닿아 반사되어 되돌아올 때까지의 시간으로부터 산출한다. 레이저의 발사 각도는 회전형 Lidar의 경우에는 엔코더 등의 센서로 계측할 수 있기 때문에 대상물까지의 방향을 계측할 수 있다. 이것에 의해 Lidar에서 대상물까지의 상대적인 3차원 벡터를 계측할 수 있다. Lidar를 이동체에 탑재해 이동하면서 상대적인 3차원 계측을 하는 것으로, 대규모 환경의 3차원 계측이 가능해진다. 차량, 항공기, 이동 로봇 등의 여러 가지 플랫폼에 Lidar를 탑재해 환경을 계측하는 기법이 이용되고 있는데, 최근 드론, UAV(Unmanned Aerial Vehicle)에 Lidar를 탑재한 UAV-Lidar에 의한 3차원 계측이 급속히 확산되고 있다. 지금까지 UAV에
레이저 광원 회로의 설계 부하 삭감과 거리 측정 정밀도 향상에 기여 [헬로티] 로옴(ROHM)이 공간 인식·거리 측정 시스템인 TOF의 측정을 향상시키는 빅셀(VCSEL) 모듈 기술을 개발했다고 밝혔다. 기존의 빅셀을 채용한 레이저 광원은 빅셀 제품과 모스펫(MOSFET) 제품을 각각 개별적으로 기판에 내장했다. 광원이 되는 빅셀과 이 광원을 구동하는 모스펫이 따로 있었던 것이다. 이때 제품 간의 배선 길이가 광원의 구동 시간과 출력에 영항을 미쳐 고정밀도 센싱에 필요한 단펄스와 고출력 광원을 실현하기에 한계가 있었다. 이에 로옴은 빅셀과 모스펫을 하나의 패키지에 통합한 새로운 솔루션을 선보였다. ▲ 3D TOF 시스템에서의 VCSEL 모듈 채용 이미지의 모습. (사진 : 로옴) 로옴은 빅셀 소자와 모스펫 소자를 1패키지에 집적해 모듈화했다. 소자 간 배선 길이를 극소화함으로써 각 소자의 성능을 최대화시켜 태양광으로 인한 외부 노이즈의 영향을 배제할 수 있는 광원의 단펄스(10nsec. 이내) 구동을 실현시켰다. 또한, 기존 구성 대비 약 30%의 고출력화를 달성했다. 로옴은 최근 선보인 VCSEL 모듈을 고정밀도 센싱이 필요한 모바일 기기의 안
[첨단 헬로티=이나리 기자] 스마트폰의 카메라는 단순히 사진을 촬영하는 수준을 넘어서 AI 기능이 접목되고, 보안을 위해 세분화된 얼굴 인식이 요구되면서 고도화된 감지 기술을 필요로 하게 됐다. 3D 이미지 센싱을 위한 기술로 등장한 ToF(Time-of-Flight, 비행거리측정) 센서는 최신 하이엔드 스마트폰에 탑재률이 높아지면서 주목받고 있다. 삼성전자는 2019년 8월 ‘갤럭시 노트10 플러스’를 출시하면서 자사의 스마트폰 브랜드 중에 처음으로 후면 카메라에 ToF(Time of Flight, 비행시간 거리측정) 기술을 채택했으며, 이후 ‘갤럭시 A80’에도 탑재했다. 이들 제품에 탑재된 ToF 센서는 소니의 제품으로 알려져 있다. ToF 센서는 워낙 고가의 부품이라, 삼성전자는 올해 2월 출시한 ‘갤럭시 S20’에는 ToF 센서를 넣지 않았고 좀 더 고가인 ‘갤럭시 S20+’와 ‘갤럭시 S20울트라’에 적용했다. 이 제품 역시 소니의 ToF 센서가 들어갔다. ▲삼성전자 ‘갤럭시 노트10 플러스’에 탑재된 소니의 ToF 센서
[첨단 헬로티=이나리 기자] 스마트폰의 카메라는 단순히 사진을 촬영하는 수준을 넘어서 AI 기능이 접목되고, 보안을 위해 세분화된 얼굴 인식이 요구되면서 고도화된 감지 기술을 필요로 하게 됐다. 이처럼 3D 이미지 센싱을 위한 기술로 등장한 VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser, 수직 공진 표면 발광 레이저)와 ToF(Time-of-Flight, 비행거리측정) 센서는 최신 하이엔드 스마트폰에 탑재률이 높아지면서 주목받고 있다. 또 3D 이미지 센싱 기술은 스마트폰 외에도 AR, VR, 게임 산업 분야 등에도 광범위하게 활용될 수 있어서 시장을 선점하기 위한 업체간 경쟁이 더욱 심화되고 있다. 시장조사기관 욜디벨롭먼트(Yole Développement)에 따르면 전세계 3D 이미징 및 센싱 시장은 2019년 50억 달러에서 연평균 20% 성장해 2025년이면 150억 달러로 확대 될 것으로 전망된다. 3D 센싱 시장에서 주요 트렌드는 스마트폰의 후면에 ToF 카메라 부착이 전면을 넘어서 2025년에 탑재율이 42%에 달할 것으로 전망된다. 3D 센싱 기술은 스마트폰 외에도 지능형 구동 디바이스, 로봇, 스
[첨단 헬로티] ST마이크로일렉트로닉스(STMicroelectronics, 이하 ST)가 10억번째 ToF(Time-of-Flight) 모듈을 출하했다고 발표했다. ST의 ToF 센서는 자사의 SPAD(Single Photon Avalanche Diode) 센서 기술이 적용되었으며, 프랑스 크롤(Crolles)에 위치한 ST의 300nm 전공정(Front-end) 웨이퍼 팹에서 생산되고 있다. 제품의 뛰어난 성능을 구현하는 데 필요한 광학 부품과 SAPD 센서 및 VCSEL(Vertical Cavity Surface Emission Laser)이 통합된 최종 모듈은 ST 내의 최첨단 후공정(Back-End) 설비에서 조립과 테스트를 거친다. ST 이미징 서브그룹의 사업 본부장인 에릭 오세다(Eric Aussedat)는 “ST는 자사 연구팀을 통해 선도적인 연구를 진행해 왔으며 이를 완벽하게 상용화하여 시장을 선도하는 제품으로 이끌어 왔다. 현재 150종 이상의 다양한 스마트폰 모델에 적용되었으며, 이제 10억 개 모듈이라는 이정표를 달성했다”고 전했다. 이어서 그는 “ST는 지속적인 투자를 통해 고성능 1차원 거리측정 디바이스
[첨단 헬로티] 새로운 TMF8701 센서, 탁월한 얼룩 및 오염 방지, 주변광 간섭에 대한 높은 내성, 우수한 화각 제공 고성능 센서 솔루션 선도기업인 ams는 세계에서 가장 작은 크기의 통합형 1D ToF(time-of-flight) 거리 측정 및 근접 센싱 모듈을 출시한다. 새로운 센서는 대상물 감지(presence detection) 기능을 구현하는 데 매우 적합하다. 예컨대 스마트폰 사용자의 얼굴이 정해진 범위 안에 들어왔을 때 얼굴 인식 시스템이 작동하도록 하는 애플리케이션을 구현할 수 있다. 2.2mm x 3.6mm x 1.0mm 크기의 패키지로 제공되는 새로운 TMF8701 센서는 소형 베젤(narrow bezel)에 적합하여 스마트폰 제조회사는 이를 활용해 높은 단말기 본체 대 화면 비율(screen to body ratio, SBR)을 가진 와이드스크린 단말기 설계를 구현할 수 있다. ams 통합 광학 센서 사업부의 데이브 문(Dave Moon) 선임 제품 마케팅 매니저는 “스마트폰 제조사들은 오늘날의 1D FoT 센서의 결점이 무엇인지 명확히 알고 있다. 크기가 너무 크고, 역광 상황이나 디스플레이 화면이 더러울 때 성능이 확연
[첨단 헬로티] 반도체 및 전자 부품을 공급하는 마우저 일렉트로닉스가 ST마이크로일렉트로닉스 (ST)의 VL53L1X ToF 거리 측정 근접 센서를 공급한다. ST의 플라이트센스(FlightSense) 제품군에 속하는 VL53L1X는 시중에서 속도가 가장 빠른 소형 ToF 센서로, 최대 4m까지 정확하게 거리를 측정하며, 최대 50Hz의 빠른 주파수를 자랑한다. 마우저가 공급하는 ST의 VL53L1X ToF 근접 센서는 일체형의 소형 모듈로, 940nm 레이저 드라이버와 이미터를 포함한다. SPAD (단광자 애벌랜치 다이오드) 광검출기 어레이도 갖춰 거리 측정 속도와 신뢰도가 뛰어나다. VL53L1X는 표준 27도의 시야(FoV)와 함께 SPAD 어레이에 프로그래밍 가능한 ROI(관심 영역) 크기를 제공하므로 호스트에서 FoV 감소 및 다중 지역에서 작동을 제어한다. VL53L1X 근접 센서는 단일 전원 장치와 I2C 인터페이스를 사용하며, ST의 이전 세대 VL53L0X 센서와 핀과 핀이 호환되므로 기존 제품을 간편하게 교체할 수 있다. 레이저를 이용하는 자동 초점 및 영상 초점 기능을 지원하므로 개인용 컴퓨터에서 사용자 감지, IoT(사물인터넷) 장치,
‘Cube eye’는 고성능 ToF(Time of Flight) 센서를 사용한 3D Range 카메라이다. 이 카메라는 감시 시스템 및 피플 카운팅, 공간 3D 스캐닝 등 다양한 산업 분야에 접목해 사용할 수 있다. 또한 고해상도의 Depth Raw 데이터를 획득함으로써 추가 보정 없이 정확한 데이터 분석이 가능하다. Depth Only 방식 또는 Depth＋RGB 방식의 카메라를 선택할 수 있으며, 다양한 커스터마이징도 가능하다. 김희성 기자 (npnted@hellot.net)
TOF(Time of Flight)는 신호(근적외선, 초음파, 레이저 등)를 이용하여 어떤 사물의 거리를 측정하는 기술이다. 어떤 곳에서는 레이저로 TOF 기술을 이용하여 질량분석기를 구현하기도 한다. TOF 센서를 이용한 깊이 정보를 추출하기 위해 TOR 거리 연산의 기본원리를 알아본다. 1. TOF의 개념 TOF(Time of Flight)는 신호(근적외선, 초음파, 레이저 등)를 이용하여 어떤 사물의 거리를 측정하는 기술이다. 2015년 현재 최신 3D 카메라에 적용되지만 점차 그 응용범위를 넓혀가고 있다. 어떤 곳에서는 레이저로 TOF 기술을 이용하여 질량분석기를 구현하기도 한다. ‘Time of Flight’ 기술이란 신호가 날아가서 어떤 물체에 부딪친 후 다시 돌아오는 시간(비행 시간)을 측정하여 사물의 깊이(depth)를 측정하는 것이다. 2. TOF 거리 연산의 기본원리 TOF 센서를 이용한 깊이 정보를 추출하기 위한 기본원리를 알아본다. TOF 기술은 송신부에서 신호를 발사하고, 수신부에서 신호를 측정하는데 신호의 비행시간을 측정하므로 TOF 센서는 송신부와 수신부를 한 장치에서 약간 떨어뜨려 구현한다. 그리고 송신부에서
TOF(Time of Flight)는 신호(근적외선, 초음파, 레이저 등)를 이용하여 어떤 사물의 거리를 측정하는 기술이다. 어떤 곳에서는 레이저로 TOF 기술을 이용하여 질량분석기를 구현하기도 한다. TOF 센서를 이용한 깊이 정보를 추출하기 위해 TOF 거리 연산의 기본원리를 알아본다. 1. TOF의 개념 TOF(Time of Flight)는 신호(근적외선, 초음파, 레이저 등)를 이용하여 어떤 사물의 거리를 측정하는 기술이다. 2015년 현재 최신 3D 카메라에 적용되지만 점차 그 응용범위를 넓혀가고 있다. 어떤 곳에서는 레이저로 TOF 기술을 이용하여 질량분석기를 구현하기도 한다. 'Time of Flight' 기술이란 신호가 날아가서 어떤 물체에 부딪친 후 다시 돌아오는 시간(비행 시간)을 측정하여 사물의 깊이(depth)를 측정하는 것이다. 2. TOF 거리 연산의 기본원리 TOF 센서를 이용한 깊이 정보를 추출하기 위한 기본원리를 알아본다. TOF 기술은 송신부에서 신호를 발사하고, 수신부에서 신호를 측정하는데 신호의 비행시간을 측정하므로 TOF 센서는 송신부와 수신부를 한 장치에서 약간 떨어뜨려 구현한다. 그리고 송신부에서 반사된 신호가 수신부
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