스마트폰 카메라 관리와 증강 및 가상 현실을 구현하기 위해서는 플라이트센스 ToF 거리측정 센서의 발전이 수반돼야 한다. 이에 ST는 ToF 모듈의 여러 주요 구성요소를 대폭 개선함해 거리측정 성능을 모든 실내구역에서 최대 4m까지 2배로 확장하는 등 차세대 기기 발전에 기여하고 있다.

ST마이크로일렉트로닉스(STMicroelectronics, 이하 ST)가 스마트폰 카메라 관리와 증강 및 가상 현실을 지원하는 최신 플라이트 센스(Flight Sense) ToF(Time-of-Flight) 거리측정 센서를 출시했다고 17일 발표했다. 

ST의 최신 ToF 모듈은 여러 주요 구성요소를 대폭 개선해 거리측정 성능을 모든 실내구역에서 최대 4m까지 2배로 확장했으며 일반 조건에서 동작할 경우 이전 세대 디바이스에 비해 전력소모를 절반으로 줄여준다고 설명했다.

메타렌즈(Metalenz)와 공동으로 개발한 세계 최초의 광학 메타표면 기술은 광학 시스템이 더 많은 빛을 모으고 단일 레이어로 여러 기능을 제공한다. 또한, 스마트폰 및 기타 기기에 새로운 형태의 감지 기능을 지원하며 이러한 모든 기능을 컴팩트한 패키지로 제공할 수 있다.
 
VL53L8은 스마트폰 및 태블릿과 같은 유저-페이싱(User-Facing) 및 월드-페이싱(World-Facing) 애플리케이션 모두에 매우 적합하며, 스마트 스피커와 AR·VR·MR과 같은 개인용 전자제품 분야의 액세서리에 활용할 수 있다고 설명했다. 

유저-페이싱 애플리케이션에는 객체 추적 및 제스처 인식 기능이 포함돼 있다. 월드-페이싱 애플리케이션에는 △레이저 △자동초점 △카메라 선택 △터치- 포커스(Touch-to-Focus )△플래시 디밍 등이 있으며, VL53L8은 저조도 조건에서 이러한 기능에 큰 이점을 제공한다고 강조했다. 

또한 이 센서는 실내 및 실외 감지 기능과 스마트 포커스 브라케팅(Smart-Focus Bracketing) 외에도 심도 매핑이 필요한 컨슈머용 라이다(LiDAR)도 지원한다.

세부적으로 보면 이 모듈에는 △고출력 940nm VCSEL 광원 △VCSEL 드라이버가 내장된 SoC(System-on-Chip) 센서 △SPAD 수신 어레이 △저전력 32bit MCU 코어가 통합돼 있다. 

VL53L8은 송신 및 수신 조리개에 모두 메타표면 렌즈 기술을 적용했다. 또한, 이 새로운 센서는 VL53L5와 마찬가지로 16개 또는 64개의 개별 거리측정존을 지원해 향상된 거리측정 성능을 안정적이고 정확하게 제공한다.

 VL53L8은 VL53L5를 비롯해 ST의 이전 세대 ToF 센서가 제공하는 혁신 기능에 기반하고 있다. 2세대 거리측정 센서는 회절성 광학 메타표면 렌즈(Metasurface lens) 기술을 통합하고 있으며, 프랑스 크롤에 위치한 ST의 300mm 팹에서 제조된다. 

VL53L8은 이전 세대보다 성능이 3배 더 강화된 새로운 VCSEL 드라이버와 효율적인 VCSEL을 결합하면서 유사 조건에서 VL53L5 보다 2배의 거리측정 성능을 제공하고, 전력소모를 50%까지 줄일 수 있다고 ST측은 설명하고 있다.

동일한 시야각과 개별 출력 거리측정존(초당 60프레임 속도로 4x4 또는 초당 15 프레임 속도로 8x8)을 유지하면서도 이러한 성능을 달성한다. 또한, 시스템 통합이 용이하도록 1.2V 및 1.8V I/O 호환성을 제공하는 단일 리플로우 컴포넌트로 하우징됐으며, 1세대 센서의 요건에 비해 호스트 프로세서 부하를 크게 줄일 수 있다는 설명이다.

에릭 오세다 ST 수석 부사장은 “ST의 ToF 기술은 현재 200개 이상의 스마트폰 모델과 100개 이상의 PC, 프로젝터, 로봇 제품에 채택되는 등 상업적으로 큰 성공을 거뒀다”며 “이제 VL53L8 플라이트센스 센서로 성능과 전력효율성을 새로운 차원으로 이끌게 된다”고 밝혔다. 

또한 그는 “이 최신 세대 거리측정 센서는 혁신적 메타표면 렌즈 기술과 전력 효율적 아키텍처를 통해 배터리 부하를 줄이고, 카메라의 자동초점 범위를 확장하며, 장면 이해 기능을 향상시켜 준다”고 피력했다.