모바일‧로봇‧XR‧드론 등에 활용, 신속하고 정확하게 사물 파악
박쥐가 음파 파악하듯 빛 파장 감지해 3차원 입체정보 측정
업계최초 원칩 iToF 센서…전작 대비 시스템 전력 소모량 40% 감소
[파이낸셜리뷰=박영주 기자] 삼성전자가 미래산업의 눈이라 할 수 있는 이미지센서 라인업 ‘아이소셀 비전(ISOCELL Vizion)’의 차세대 제품 2종을 19일 공개했다.
박쥐가 음파를 활용해 주변을 탐지하는 것과 유사한 원리로 거리를 측정하는 ‘아이소셀 비전 63D’와 사람의 눈처럼 모든 픽셀을 동시에 빛에 노출해 촬영하는 글로벌 셔터(Global Shutter) 센서 ‘아이소셀 비전 931’이 눈길을 끈다.
‘아이소셀 비전 63D’는 빛의 파장을 감지해 사물의 3차원 입체 정보를 측정하는 간접 비행시간측정센서(indirect Time of Flight, iToF)로, 모바일은 물론 로봇‧XR 분야 등 다양한 미래 첨단산업에 활용된다. iToF 센서는 고해상도·높은 정밀도를 요구하는 응용처에 특화된 ToF 센서 종류를 말한다.
박쥐가 음파를 활용하여 주변을 탐지하는 것과 유사한 원리로 거리를 측정하는데, 음파 대신 발광된 빛 파장과 피사체에 반사돼 돌아온 파장의 위상차로 거리를 빠르고 정확하게 계산해 사물의 3차원 입체 정보를 파악한다.
이를 통해 서빙‧물류 로봇, XR 기기, 안면인증 등 여러 첨단 응용처의 주요 제품으로 활용될 예정이다.
이번 제품은 업계 최초 원칩 iToF 센서로 사물의 심도(Depth) 연산에 최적화된 ISP(Image Signal Processor)가 내장돼 AP지원 없이 뎁스 맵(Depth Map) 촬영이 가능하다. 또한 전작인 ‘아이소셀 비전 33D’ 대비 시스템 전력 소모량을 최대 40%까지 줄였다.
iToF 센서 기능 구현에 최적화된 QVGA 해상도의 이미지를 초당 60 프레임의 속도로 처리하며, 셀의 광원 흡수율을 높이는 후방산란 기술(BST)을 통해 적외선 기준 940nm(나노미터)에서 업계 최고수준인 38%의 양자효율(Quantum Efficiency)을 구현했다. 이를 통해 모션 블러를 최소화해 선명한 이미지를 제공한다.
높은 해상도를 제공하는 면광원 모드는 물론, 거리 측정이 가능한 점광원 모드를 동시에 지원해 최대 측정가능 거리를 전작의 5미터에서 10미터까지 2배 확장했다. 주변 상황을 빠르고 정확하게 인식해 이동해야 하는 주행‧서비스 로봇 등에 필수적이다.
이외에도 ‘아이소셀 비전 63D’는 업계 최소크기의 3.5㎛(마이크로미터) 픽셀 적용으로 VGA(640x480) 해상도를 1/6.4" 옵티컬 포맷 크기에 구현해 휴대 또는 착용이 가능한 소형 기기에 최적화됐다.
또다른 차세대 제품 ‘아이소셀 비전 931’은 사람의 눈처럼 모든 픽셀을 동시에 빛에 노출해 촬영하는 글로벌 셔터(Global Shutter) 센서로 XR, 모션 트래킹 게임, 로봇, 드론 등 움직이는 피사체를 왜곡 없이 촬영해야 하는 분야에 최적화됐다.
기존 고해상도 카메라용 이미지센서의 롤링 셔터 방식이 아닌 글로벌 셔터 기술을 적용한 이미지센서로, 빠르게 움직이는 물체도 선명하고 왜곡 없이 촬영할 수 있다. 이 때문에 XR, 모션 트래킹 게임, 로봇, 드론 등 신속성과 정확도가 중요한 분야에 활용된다.
특히 ‘아이소셀 비전 931’은 1대1 비율의 해상도(640 x 640)를 지원해 XR 기기와 같은 머리 장착형 디스플레이 기기에서 홍채인식 뿐만 아니라 시선추적, 얼굴표정, 손동작 같은 미세한 움직임을 인식하는데 최적화됐다.
또한, 후방산란기술과 픽셀 사이에 절연부를 형성하는 FDTI(Front Deep Trench Isolation) 공법을 적용해 850nm적외선에서 업계 최고 수준인 60%의 양자효율을 구현했다.
이밖에 멀티드롭 기능을 통해 하나의 데이터 선으로 최대 4대의 카메라까지 동시에 연결해 기기 제조사가 보다 쉽게 제품을 설계할 수 있도록 지원한다.
삼성전자 시스템LSI사업부 차세대Sensor개발팀 이해창 부사장은 “아이소셀 비전 63D와 아이소셀 비전 931에는 삼성전자의 차별화된 차세대 이미지센서 기술과 노하우가 모두 집약됐다”며 “삼성전자는 iToF 센서, 글로벌 셔터 센서 등 아이소셀 비전 라인업을 바탕으로 빠르게 성장하는 차세대 이미지센서 시장을 주도할 계획”이라 밝혔다.
삼성전자는 현재 두 제품의 샘플을 고객들에게 제공하고 있다.
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