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ToF 센서(Time of Flight)

안녕하세요, 주식회사 #한국전자기술 입니다.

시간을 측정하고 거리를 계산하는 ToF센서, 최근에는 휴대폰에도 탑재가 될 정도로 흔하게 활용되고 있습니다. 특히나 AR/VR을 기반으로 하는 서비스에 다양하게 활용되는 ToF에 대해 알아보는 시간을 가지도록 하겠습니다.

ToF 센서란?

Time of Flight
출처 : https://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2020/05/13/2020051303371.html

ToF(Time of Flight) 센서는 빛을 쏘고, 그 빛이 반사되어 돌아오는 시간을 측정해 거리를 계산하는 센서입니다.

발광부와 수광부로 구성이 되어있으며 돌아오는 빛을 감지하는 파트를 Receptor라고 합니다.

ToF 카메라란, 이 ToF 모듈을 활용하여 거리를 측정하고 카메라 형태로 나타내는 제품인데 거리가 멀면 붉은 색을, 가까우면 푸른색으로 표기하여 거리를 한눈에 알 수 있도록 합니다. 얼핏 보면 열화상카메라처럼 보일수도 있을 것 같네요.

 

ToF 센서의 장단점

ToF의 거리 측정 능력은 정확한 축에 속합니다. 또한, 레이저를 활용하기 때문에 빠르게 측정이 가능하다는 장점도 있지요.

빠르고 정확한 대신 단점으로는, 매번 말씀드리는 것처럼 센서의 기능이 좋을수록 가격이 비싸다는 점이 있습니다. 또한 피사체가 너무 멀리 있을 경우(=측정거리가 먼 경우) 빛이 점차 약해지기 때문에 측정이 불가할 수 있어요. 빛이 Receptor에 잘 인식되어야 거리 측정이 가능한데 태양광 아래에서 사용할 경우 태양광과 LED의 구분이 어려워 사용할 수 없습니다. 즉, 거리와 사용 공간에 제한을 받는다고 볼 수 있습니다.

사이즈 스펙을 찾아보니 VL53L0X모델 기준 20**22(㎜)으로 셀의 크기도 작은 편은 아닙니다. 이미지 센서의 셀마다 프로세싱 Chip이 들어가기 때문이라고 하네요.

 

TOF 기술의 활용처

스마트폰에도 ToF 센서가 적용되어 피사체와의 거리를 측정할 수 있게 되었습니다.

또한 최근 각광받고 있는 AR/VR 구현 시 ToF 기술이 활용됩니다. 해당 기술로 생체인식, 얼굴인식, 동작인식 등이 가능하다고 하니 AR VR 구현에 있어 필수적인 기술이 아닐까 생각이 됩니다.

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