“ST dTOF, 저전력·균일한 거리 성능 만족”

TOF, Lidar 比 저렴한 가격…셀프 서비스 결제 단말기·소비자 가전 적합
ST dTOF, STM32 개발 에코시스템 활용 TOF 어플리케이션 구현 가능
 

[편집자주] dTOF는 레이저 펄스신호가 전송된 뒤 반사되어 되돌아오는 시간으로 표적까지의 거리를 계산하는 기술이다. 이는 Lidar와 비슷한 방식이나 가격이 저렴해 소비자 가전 시장에서 주목받고 있다. 가전 시장에서 TOF에 대해 저전력, 작은 사이즈, 균일한 거리 성능과 타겟 시스템에 쉽게 통합할 수 있도록 개발 환경도 요구되고 있다. ST마이크로일렉트로닉스는 4월 13일 e4ds 웨비나에서 자사의 TOF인 VL53L7CX의 기능과 제품의 혁신 가능성, 설계 리소스 및 소프트웨어 코드 예제를 비롯한 개발 툴에 대해 소개할 예정이다. 웨비나에 앞서 연사로 나서는 남경태 ST 부장의 이야기를 들어보았다.

▲남경태 ST마이크로일렉트로닉스 부장

■ dTOF에 대한 소개를 부탁드린다
 
Direct TOF는 통합 모듈의 형태로 구성되어 있으며, 송신부는 주로 940nm 주파수 대역의 VCSEL를 광원을 이용하며, 수신부는 SPAD(Single-Photon Avalanche Diode)를 사용하고 있다. 송신부의 광원이 임의의 타겟에 맞고 돌아오는 시간차를 모듈 내부 TOF 프로세싱 엔진을 통해 측정된 거리값을 mm 단위로 I2C 혹은 SPI 인터페이스를 통해 사용자에게 제공한다.  
 

 

■ dTOF가 주목받는 이유는 무엇인가

SPAD 기반의 통합 모듈의 형태로 나온 ST TOF제품은 기존의 거리센서(초음파 센서)와는 차별화된 초소형 모듈 사이즈, 정밀도, 저전력, 사용상의 편의성 등을 제공한다. 아울러 유사한 방식인 LiDAR와는 다른 소비자 가전 시장에 필요로 하는 적절한 가성비 있는 거리 센서를 제공하기 때문에 주목을 받고 있다.

■ 오늘 소개하는 제품은 어떤 것인가 

오늘 소개하는 VL53L7CX 센서는 여러 대상을 감지하는 최대 64개의 감지 영역과 각 영역마다 최대 350cm의 거리 측정, 90° 사선으로 넓은 사변형 시야각을 제공한다. 센서 어레이 수의 프로그래밍도 가능하며, 고속 거리측정 모드인 16개 영역(4x4) 모드에서는 초당 최대 60프레임까지 제공할 수 있다.

■ 주요 적용 애플리케이션은 무엇인가

VL53L7CX는 제스처 인식 및 사람의 존재 여부를 자동 감지하게 해주기 때문에 셀프 서비스 결제 단말기 외에도 컨슈머 제품 및 가전기기처럼 여러 사람이 사용하는 장비의 웨이크-업 기능에 적용할 수 있다. 이는 전력소모를 크게 줄이면서 안전한 터치-프리 동작을 구현한다. 또한 재고 관리를 지원하는 저장탱크 레벨 모니터링, 액체 레벨 제어, 스마트 폐기물 수집의 효율성을 향상시키는 수거함 레벨 모니터링 등에 적합하다.

■ 시장 및 업계의 주요 요건은 무엇인가

소비자 가전 마켓에서는 TOF에 대해 저전력, 작은 사이즈, 균일하게 거리 성능이 나오는 제품을 선호하고, 타겟 시스템에 쉽게 통합할 수 있도록 개발 환경도 요구하고 있다. ST TOF는 위 요구 조건을 만족하며 광범위한 툴체인을 지원해 사용자가 간단하게 평가 및 STM32 개발 에코시스템을 활용해 TOF 어플리케이션 구현할 수 있도록 환경이 갖추어져 있다.

■ 주요 이점은 무엇인가

VL53L7CX는 저전력 마이크로컨트롤러를 내장하고 있으며 절전 애플리케이션에 맞게 자율 동작이 가능하다. 이 센서는 완전 통합형 6.4mm x 3.0mm x 1.6mm 모듈로 제공되며 적외선 VCSEL(Vertical Cavity Surface Emission Laser) 에미터와 히스토그램 기반 ToF 프로세싱 엔진 및 SPAD(Single-Photon Avalanche Diode)를 내장한 수신기가 포함되어 있다. 최대 64개의 감지 영역과 각 영역마다 최대 350센티미터의 거리 측정, 90° 사선 화각 지원으로 인해 어플리케이션의 다양한 use-case를 하나의 TOF 센서로 처리할 수 있다. 

■ 경쟁사 제품과 비교할 때 어떠한 차별성이 있나

ST마이크로일렉트로닉스는 컨슈머용 dTOF를 2013년 세계 최초로 출시한 이후 지속적으로 소비자 가전 마켓에 다양한 dTOF 제품을 출시하고 있다. 이번에 소개 드린 제품 기존 출시된 멀티존(Multi-Zone) 플라이트센스(FlightSense™) ToF 센서 대비 메타렌즈의 평면렌즈 기술을 이용해 최대 90° 사선 화각을 지원한다.

■ 오늘 소개한 내용과 관련해 e4ds 독자들에게 한 말씀 부탁드린다

e4ds 독자 여러분 이렇게 webinar를 통해 ST TOF, 특히 VL53L7CX를 소개 드릴 수 있는 기회를 갖게 되어 감사의 말씀드립니다. 다양한 TOF 제품이 ST.com에 준비되어 있으니 웹사이트에 방문하시고 유익한 정보를 많이 얻으시고 원하시는 기능을 ST TOF와 함께 구현하시면 좋겠습니다. 감사합니다.