STMicroelectronics, 고해상도 3D 공간 인식 가능한 dToF 3D LiDAR 모듈 ‘VL53L9’

▲ ST의 일체형 dToF 3D LiDAR 모듈 ‘VL53L9’(사진 위쪽)와 로봇 공간 인식·장애물 회피 적용 개념 이미지(아래쪽)

STMicroelectronics(이하 ST)가 고해상도 공간 인식을 지원하는 직접 비행시간 방식(dToF)의 3D LiDAR 일체형 모듈 ‘VL53L9’를 출시했다. 이제품은 54×42 배열의 2268개 측정 존과 최대 100fps의 프레임 레이트, 5cm 미만의 근거리부터 최대 9m까지의 거리 측정 성능을 제공한다. 온칩 처리 기능을 통해 연산 자원이 제한된 소형 MCU 기반 엣지 AI 시스템 에서도 3D 깊이 데이터를 활용할 수 있도록 설계됐다.

2268개 측정 존으로 정밀한 3D 깊이 감지

VL53L9는 54×42 배열의 2268개 측정 존과 54°×42°의 시야각을 제공한 다. 이를 통해 물체까지의 거리뿐 아니라 작은 물체와 윤곽, 모서리 등의 세부 특징을 포함한 3D 깊이 맵을 생성할 수 있다. ST의 적층형 BSI SPAD 센서 기술과 메타표면 광학 소자(MOE)를 적용해 5cm 미만의 근거리부터 최대 9m까지 측정한다. 최대 1% 수준의 거리 측정 정확도와 초당 최대 100프레임의 처리 성능을 갖춰 실시간 공간 인식과 빠르게 변화하는 장면의 감지에 대응한다.

듀얼 스캔 플러드 조명과 일체형 설계

VL53L9는 기존 도트 스캐닝 방식 대신 듀얼 스캔 플러드 조명을 사용한 다. 장면에 빛을 넓게 조사해 움직임으로 인한 왜곡을 줄이고 측정 사각지 대를 해소하며, 작은 물체의 검출 성능을 높인다. 하나의 모듈에서 상호 보완적인 2D 적외선 영상과 3D 깊이 데이터를 함께 출력해 후처리 부담을 줄였다. 온칩 dToF 처리 회로와 전용 전원관리 IC를 내장했으며, 별도의 캘리브레이션 없이 사용할 수 있어 시스템 통합과 개발 과정도 간소화한다.

로봇·산업 자동화·스마트빌딩 등에 적용

로봇 분야에서는 작은 물체 검출과 SLAM, 장애물 회피를 위한 자율주행 공간 인식에 활용할 수 있다. 산업 자동화에서는 탱크와 저장 용기의 부피를 측정해 공정 효율과 재고 관리를 지원한다. 스마트빌딩과 주거 환경에서는 사용자의 사생활을 보호 하면서 사람의 존재와 인원수를 감지할 수 있다. AR·VR 과 소비자 기기에서는 제스처 인식과 신체 추적, 손가락 골격 인식에 적용되며, 헬스케어 분야에서는 낙상 감지와 고령자·환자 모니터링 등에 활용할 수 있다. 한편 VL53L9는 2026년 7월 초 양산에 들어갔으며, 샘플과 양산 물량이 전 세계 고객에게 공급될 예정이다.

자료제공: STMicroelectronics(www.st.com)