고성능 센서 솔루션 선도기업인 ams는 세계에서 가장 작은 크기의 통합형 1D ToF(time-of-flight) 거리 측정 및 근접 센싱 모듈을 출시한다고 밝혔다. 

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 확연히 저하되는 것”이라며 “TMF8701은 오염과 간섭에 대한 우려를 크게 줄이는 보다 작은 풋프린트의 디바이스로서, 1D FoT 센서의 결점과 관련한 모든 우려 사항들을 해소한다”고 말했다. 

새로운 TMF8701은 VCSEL 적외선 이미터, 다수의 SPAD(single photon avalanche photodiode) 광 감지기와 TDC(time-to-digital converter), 히스토그램 프로세싱 코어를 통합하고 있다. 여기에 히스토그램 기반 대상물 감지 기능과 거리 측정 및 근접 센싱 알고리즘 등 모든 기능을 내장하고 있다. 

ams의 TMF8701은 디스플레이 화면 상의 지문 얼룩으로 인한 반사와 사용자의 얼굴 같은 커버 유리 위에 있는 물체로 인한 광학적 반사를 구분하기 때문에 센서의 조리개가 더러워졌을 때에도 신뢰성 높은 성능을 유지한다. 

이 Class 1 Eye Safe VCSEL 이미터는 주변광으로 인한 간섭에 대해 매우 뛰어난 내성을 나타내며 어떠한 조명 조건에서도 정확한 거리 측정 성능을 제공한다. 이 모듈은 일반적인 조명 조건에서 20~60cm 범위의 거리를 측정할 때 ±5% 오차율의 높은 정확도를 달성한다. 햇빛이 밝을 때(100klux)에도 최대 35cm의 측정 거리까지는 ±5%의 정확도를 유지한다. 

TMF8701은 저전력 소모가 특징이다. 신제품은 10Hz의 샘플링 속도로 근접 센싱 동작을 수행할 때 단지 940µA의 전류를 소모하기 때문에 스마트폰의 얼굴 인식 시스템에 사용하기에 매우 이상적이다. 상시 전원 모드에서는 ToF 센서가 디스플레이 화면으로부터 최대 60cm 범위 내에서 물체를 감지했을 때 고출력 얼굴 인식 시스템이 기동하도록 할 수 있다. 

이처럼 근접 센싱 능력이 우수하기 때문에, 스크린으로부터 0~10cm 떨어진 거리에서 물체의 표면이 반사되는 것을 감지했을 때 디스플레이 및 얼굴 인식 시스템의 전환 기능에도 활용이 가능하다. 

TMF8701은 정확도 높은 거리 측정 성능을 기반으로 셀피 카메라의 LDAF(laser detect auto-focus) 기능을 지원할 수 있으며 특히 밝기가 낮은 저조도 환경에서는 이 같은 성능이 더욱 진가를 발휘한다. TMF8701 ToF 센서는 현재 양산 공급 중이며 제품 단가는 5000개 주문 수량을 기준으로 개당 2.60달러이다. 

TMF8701을 위한 평가 키트는 ams ICdirect 온라인 쇼핑몰에서 구매할 수 있다. 샘플 주문 및 자세한 기술 정보는 해당 페이지에서 참조 가능하다.