[KOR] [Tech.] 근접센서

00. 근접센서의 정의

근접센서는 주변 환경과의 거리를 측정하여 이를 전기적 신호로 변환해주는 센서입니다.

대개 빛, 초음파, 적외선 등의 원리를 이용해 거리를 측정합니다.

 

00. 근접센서의 종류

-광학식 근접센서: 빛을 이용해 거리를 측정하는 방식

-초음파식 근접센서: 초음파 신호를 이용해 거리를 측정하는 방식

-적외선식 근접센서: 적외선 신호를 이용해 거리를 측정하는 방식

 

00. 근접센서에 적용하는 칩의 종류

-광학식 근접센서: CCD, CMOS 칩 등

-초음파식 근접센서: 초음파 송수신 모듈

-적외선식 근접센서: IR LED, IR 수신 모듈

 

00. 근접센서의 적용 예시

-스마트폰: 전화 중에 화면이 꺼지는 기능 등 다양한 용도로 적용됩니다.

-자동차: 주차 보조 시스템 등에 적용됩니다.

-산업용 로봇: 자동화된 생산 라인에서 로봇의 위치 파악 등에 적용됩니다.

-보안 시스템: 출입문의 개폐 제어 등에 적용됩니다.

-의료 분야: 환자 건강 상태 모니터링 등에 적용됩니다.

 

00. 근접센서의 발전 히스토리

초음파식 근접센서는 1950년대부터 적용되기 시작했습니다.

광학식 근접센서는 1970년대에 개발되었고, CCD와 CMOS 기술이 발전함에 따라 정확도가 향상되었습니다.

적외선식 근접센서는 1980년대부터 적용되기 시작했습니다.

최근에는 초음파, 광학식, 적외선식 등 다양한 센서 기술이 개발되고 있습니다.

근접센서와 핸드폰과의 관계 핸드폰의 화면이 꺼지는 등 다양한 기능을 구현하기 위해 근접센서가 적용됩니다.

스마트폰 제조사들은 근접센서 기술을 개선해 사용자 경험을 개선하고 있습니다.

근접센서와 애플과의 상관성과 적용 예 애플은 근접센서를 활용해 사용자 경험을 개선하고 있습니다.

예를 들어, 에어팟 프로의 투명 모드에서는 근접센서를 사용해 사용자가 환경 소리를 들을 수 있도록 합니다.

또한, 아이폰의 홈 버튼 없는 디자인에서는 근접센서를 사용해 홈 버튼을 대체하는 기능을 구현합니다.

 

00. 근접센서의 발전 히스토리

1970년대 초반: 초음파식 근접센서 등장

1980년대: 적외선식 근접센서 등장

1990년대: 광학식 근접센서 등장

2000년대: 센서 칩 기술 발전으로 센서 크기와 정확도 개선 근접센서의 발전 역사는 다양한 산업 분야에서 사용되는 다양한 유형의 센서를 개발하면서 진행되었습니다.

최초의 근접센서는 19세기 후반에 개발되었으며, 이들 센서는 주로 금속 감지에 사용되었습니다.

이후 20세기 초반에는 전기 용량 센서가 등장하면서 측정 범위와 정확도가 향상되었습니다. 그 후, 적외선 근접센서가 등장하여 광학적인 방식으로 근접 여부를 감지할 수 있게 되었습니다.

이후 근접센서는 다양한 산업 분야에서 사용되어 왔습니다.

핸드폰에서의 근접센서는 주로 적외선 센서를 사용합니다.

이 센서는 사용자가 핸드폰을 귀에 대면 화면을 자동으로 끄는 기능을 제공합니다.

이 기능은 핸드폰의 배터리 수명을 연장하고, 사용자 경험을 향상시키는 데 큰 역할을 합니다.

최근에는 핸드폰의 화면 크기가 점점 커지면서, 보다 정확한 근접 감지가 필요해졌습니다.

이에 따라 적외선 센서 외에도 초음파를 이용한 근접센서 등 다양한 방식이 개발되고 있습니다.

 

00. 근접센서의 구성

근접센서는 기본적으로 다음과 같은 구성 요소로 이루어져 있습니다.

-발광다이오드(LED, Light Emitting Diode): 발광 다이오드는 전기가 흐르면 빛을 내는 반도체 소자입니다.

근접센서에서는 LED가 근접 대상에 빛을 쏘아 거리를 측정합니다.

-수신기(Photo Detector): 수신기는 광을 감지하여 전기 신호로 변환하는 반도체 소자입니다.

근접센서에서는 LED로 쏜 광이 반사되어 수신기로 돌아오는 시간을 측정하여 거리를 계산합니다.

-송신/수신 회로: LED와 수신기를 제어하는 송신/수신 회로는 근접센서의 동작을 제어하고 거리를 측정하는 신호를 처리합니다.

-렌즈: 렌즈는 LED에서 나온 광을 집중시켜 근접 대상에 쏘거나, 수신기에서 들어오는 광을 집중하여 수신기로 보냅니다. 근접센서에서 사용되는 주요 물질과 성분으로는 다음과 같습니다.

-반도체 소자: 근접센서에서 사용되는 다이오드(LED)와 수신기는 반도체 소자입니다. 이들은 주로 실리콘(Silicon)으로 만들어지며, 동작을 위해 첨가물로 인 dopant(도핑제)가 첨가됩니다.

-광학 소재: 근접센서에서는 광을 집중시키기 위한 렌즈가 사용됩니다. 이 렌즈는 주로 플라스틱으로 만들어지며, 굴절률을 높이기 위해 유기계 광학 소재가 함유될 수도 있습니다.

-회로 소재: 근접센서에서 사용되는 회로 소재는 대부분 구리(Copper)나 알루미늄(Aluminum)입니다.

이들은 전기 신호를 전달하고 처리하는 데에 사용됩니다.

 

00. 근접센서의 발전 히스토리 (추가)

근접센서의 발전 역사에서는 초음파 센서가 처음 등장한 것으로 알려져 있습니다.

1950년대 초반, 미국의 아이온화장실회사(American Standard)에서 초음파 기술을 이용한 근접센서를 개발했습니다.

이후, 근접센서는 점차 다양한 형태와 원리로 발전해왔습니다.

1990년대부터는 광학식 근접센서가 개발되었습니다. 이러한 근접센서는 발광 다이오드(LED)와 수광 다이오드(Photo diode)를 이용하여 대상물과의 거리를 측정합니다.

광학식 근접센서는 비교적 높은 정확도와 빠른 반응 속도를 가지고 있어, 산업용 로봇, 자동화된 공장 등에서 널리 사용되고 있습니다.

핸드폰에서의 근접센서는 대부분 광학식 근접센서를 사용합니다.

이는 스마트폰이나 태블릿 PC 등의 디바이스에서 스크린이 켜져있는 동안에는 근접센서가 작동하지 않고, 화면을 가리는 물체(예: 귀 또는 손가락)가 가까이 다가오면 근접센서가 작동하여 화면을 자동으로 꺼지게 만들어줍니다.

이는 배터리 수명을 연장하고, 불필요한 터치를 방지하여 사용자의 편의성을 높여줍니다.

또한, 핸드폰의 근접센서는 거리 측정뿐만 아니라, 화이트밸런스 조절 등의 다양한 용도로도 활용됩니다.

예를 들어, 화이트밸런스는 촬영 대상물의 색온도에 맞추어 적절한 색상을 보정해주는 기능으로, 근접센서를 이용하여 촬영 대상물과의 거리를 측정하여 적절한 보정을 수행합니다.

근접센서의 발전과정에서는 초음파, 적외선, 레이더, 라이다 등 다양한 센서 기술이 발전하면서 근접센서의 정확성과 활용도가 크게 향상되었습니다. 이러한 기술 발전은 자동차 산업, 산업용 로봇 및 자동화 시스템, 스마트폰 및 모바일 디바이스 등 다양한 분야에서 근접센서 기술의 활용과 개발을 촉진하고 있습니다.

특히, 스마트폰과 같은 모바일 디바이스에서는 근접센서 기술이 사용되어 다양한 기능을 제공하고 있습니다.

또한, 스마트폰에서는 주로 적외선 기술이 이용되는데, 이를 이용하여 리모컨 기능이나, 항상 켜진 화면을 꺼지게 하는 기능 등 다양한 기능을 제공합니다.

최근에는 적외선 대신 LED를 이용하여 근접을 감지하는 기술도 개발되었으며, 이는 전력 소비량이 적고 보다 빠르게 근접을 감지할 수 있는 장점이 있습니다. 이와 같이 근접센서는 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 이를 이용한 다양한 기술의 발전이 더욱 기대됩니다. 00. 근접센서와 핸드폰과의 관계 스마트폰의 다양한 기능을 구현하는 데 근접센서가 필수적입니다. 화면 자동 회전, 통화 종료, 에어젝트 등의 기능을 구현하기 위해 사용됩니다.

 

00. 아이폰의 근접센서

애플은 화면이 자동으로 켜지지 않도록 하기 위해 아이폰에 광학식 근접센서를 적용합니다.

또한, 통화 종료 및 에어젝트 등에도 근접센서가 사용 아이폰의 근접센서는 전면 카메라와 근접센서 모듈로 구성되어 있습니다.

사용자가 얼굴을 가까이 대면 화면이 꺼지고, 멀어지면 다시 켜지는 기능을 구현합니다.

또한, 전화 중에 근접센서가 감지되면 화면이 꺼지고 통화가 종료됩니다.

애플은 근접센서를 활용해 사용자 경험을 개선하고 있습니다. 예를 들어, 에어팟 프로의 투명 모드에서는 근접센서를 사용해 사용자가 환경 소리를 들을 수 있도록 합니다. 또한, 아이폰의 홈 버튼 없는 디자인에서는 근접센서를 사용해 홈 버튼을 대체하는 기능을 구현합니다.

 

00. 근접센서에 적용하는 칩의 종류

-CCD: Charge-Coupled Device의 약자로, 광학식 근접센서에 사용됩니다.

-CMOS: Complementary Metal-Oxide-Semiconductor의 약자로, 광학식 근접센서와 카메라 등에 사용됩니다.

-초음파 송수신 모듈: 초음파식 근접센서에 사용됩니다.

-IR LED: 적외선식 근접센서에 사용되는 LED입니다.

-IR 수신 모듈: 적외선식 근접센서에 사용됩니다.

아이폰의 근접센서는 전면 상단에 위치하며, 스피커 옆에 적외선 LED와 포토다이오드로 이루어져 있습니다.

전화를 받거나 문자를 읽을 때, 근접센서가 사용자의 귀와 가까워지면 스크린이 꺼지고 통화가 종료됩니다.

또한, 얼굴 인식 기능을 사용할 때도 근접센서가 사용됩니다.

 

00. 근접센서와 향후 발전 방향성

센서 크기와 정확도 개선: 칩 기술의 발전으로 센서 크기와 정확도가 개선됩니다.

거리 측정 범위 개선: 거리 측정 범위가 더 넓어지는 센서가 개발됩니다.

인공지능과 결합: 인공지능 기술을 활용해 센서의 패턴 인식 기능이 개선됩니다.

근접센서는 IoT 기술과 결합해 다양한 분야에 적용될 가능성이 큽니다.

예를 들어, 스마트 홈에서는 근접센서를 사용해 인체 감지 기능을 구현해 보안 시스템을 강화할 수 있습니다.

또한, 자율 주행 자동차에서는 근접센서를 사용해 차량 주변 환경을 감지하고 충돌을 예방하는 기능을 구현할 수 있습니다.

 

00. 애플에서 근접센서의 적용방향

애플은 근접센서를 다양한 제품과 서비스에서 활용하고 있습니다.

아이폰에서는 근접센서를 사용해 화면이 자동으로 꺼지고 켜지는 기능을 제공하며, 이를 통해 배터리 수명을 연장할 수 있습니다.

또한, 아이폰의 Face ID도 근접센서 기술을 활용합니다.

사용자 얼굴과의 거리를 감지하여 인식하는 기능으로, 보안성을 높이면서도 사용자의 편의성을 제공합니다.

애플 워치에서도 근접센서를 활용해 팔을 끄적이는 동작 등을 인식하여 제스처 제어 기능을 제공합니다.

또한, 애플의 AR(증강현실) 기술에서도 근접센서가 중요한 역할을 합니다.

근접센서를 활용하여 주변 환경을 감지하고, 그에 맞는 증강현실 콘텐츠를 제공하는 것이 가능해집니다.

근접센서에 대한 향후 발전 방향성 근접센서의 발전 방향성은 인식 기능과의 융합을 통해 다양한 기능을 제공하는 것으로 예상됩니다.

예를 들어, 거리 감지 기능과 인체 감지 기능을 융합하여, 자동차의 브레이크나 핸들 제어 등을 가능하게 하는 자율주행 기술의 발전에 기여할 수 있습니다.

또한, 근접센서와 인공지능 기술의 융합을 통해, 인식 기능의 정확도와 속도를 높이는 것이 가능해질 것으로 예상됩니다. 또한, 인체 감지 기능과의 융합으로 건강 관리 분야에서의 응용도 가능해질 것으로 예상됩니다.

예를 들어, 수면 감시 기능 등이 그 예입니다.

마지막으로, 산업용 로봇 및 자동화 분야에서의 활용도 기대됩니다. 근접센서를 활용하여 로봇이 환경을 감지하고 조작하는 것이 가능해질 것으로 예상됩니다.

애플이 사용하는 근접센서는 대부분 이동식 레이저 센서(Laser Sensor)입니다.

이 센서는 센서의 정면에서 레이저를 발사하고, 물체로부터 반사된 레이저를 센서가 다시 캐치함으로써 물체까지의 거리를 측정합니다. 이를 통해 사용자가 스마트폰에서 얼마나 멀리 떨어져 있는지를 측정할 수 있습니다.

이러한 센서에서는 광학적 요소인 발광부와 수광부가 사용됩니다. 발광부는 센서가 방출하는 레이저 광선을 생성하고, 수광부는 센서가 수집한 광선을 캡처합니다.

이 광선은 레이저 광선으로 생성되기 때문에, 일반적인 빛보다 더 강한 광량을 발산합니다.

애플에서는 이러한 광학적 요소들을 포함한 센서 칩으로 VCSEL(Vertical-cavity surface-emitting laser) 또는 ToF(Time of Flight) 센서를 사용합니다.

VCSEL은 고성능 레이저 다이오드를 사용하여 빛을 방출하고, ToF 센서는 반사된 레이저의 도착 시간을 측정하여 거리를 계산합니다. 애플은 이러한 근접센서를 주로 아이폰 시리즈와 iPad 시리즈 등의 모바일 기기에 적용하고 있으며,

최근에는 새로운 AR(증강현실) 플랫폼인 ARKit에서도 사용되고 있습니다.

또한, 애플 워치에서도 근접센서를 사용하여 화면을 자동으로 켜고 끄는 등의 기능을 구현하고 있습니다. 애플에서 사용하는 VCSEL은 초소형 레이저 다이오드를 사용하여 빛을 방출합니다. 이는 빠른 반응속도와 높은 신뢰성을 제공합니다.

VCSEL은 근접센서 뿐만 아니라, Face ID 및 포토 아이디어(Portrait mode) 등 다양한 애플 제품과 서비스에서 사용됩니다. 또한, 애플에서는 근접센서와 함께 ToF(Time of Flight) 기술도 적극적으로 활용하고 있습니다.

ToF는 레이저나 LED 등으로 발광한 광선을 대상물에 쏘아 반사된 광선을 다시 센서가 수집하여 거리를 측정하는 기술입니다.

이는 다양한 산업분야에서 적용되고 있으며, 애플에서도 근접센서뿐만 아니라 새로운 AR(증강현실) 기술에서도 활용하고 있습니다.

애플에서 사용하는 근접센서 칩은 A시리즈 칩이나 M시리즈 칩에서 직접 통합되어 사용됩니다.

이를 통해 센서의 데이터 처리와 관리를 보다 효율적으로 수행할 수 있습니다. 또한, 최근에는 근접센서와 함께 적외선 카메라와 광학식 이미지 안정화(OIS) 기술 등을 통합한 칩도 출시되어 있습니다.

애플의 근접센서 기술은 매년 업데이트되며, 높은 정확도와 반응속도를 제공하는 새로운 센서 기술을 도입하고 있습니다. 또한, 최근에는 적외선 카메라와 광학식 이미지 안정화(OIS) 등 다양한 기술을 통합하여 더욱 뛰어난 사용자 경험을 제공하고 있습니다. 애플의 근접센서 기술은 매년 새로운 아이폰 모델 출시 때마다 업그레이드됩니다.

또한, 최근 애플은 근접센서를 이용한 새로운 기술을 개발해 출시하고 있습니다. 예를 들어, 아이폰 12 Pro와 12 Pro Max에서는 LiDAR 스캐너라는 새로운 근접센서가 적용되었습니다. 이는 ToF(Time of Flight) 기술을 이용하여 광선을 쏘아 대상물과의 거리를 정밀하게 측정할 수 있으며, AR(증강현실) 콘텐츠 제작이나 더욱 정확한 초점 조절 등 다양한 용도로 사용될 수 있습니다. 애플은 근접센서를 적극적으로 활용하며, 끊임없이 센서 기술을 개선하여 더욱 정확하고 빠른 인식 및 다양한 새로운 기능을 제공하고 있습니다.

애플은 또한, 미래에는 센서 기술을 더욱 발전시켜 새로운 혁신적인 제품과 서비스를 출시할 것으로 예상됩니다.

애플이 근접센서를 사용하여 제공하는 기능 중에는 다양한 것이 있습니다. 예를 들어, 아이폰에서는 다음과 같은 기능을 제공합니다.

-Proximity Sensor: 아이폰의 Proximity Sensor는 스크린이 얼굴이나 다른 물체에 가까이 위치했을 때 스크린을 꺼지게 합니다. 이 기능은 전화통화나 FaceTime 등 스크린을 사용하지 않고 음성통화만 하는 경우 배터리 수명을 연장시켜주는 역할을 합니다.

-Face ID: 아이폰 X 이후의 모델에서는 Face ID를 이용하여 얼굴 인식 기능을 제공합니다.

이 기능은 근접센서, TrueDepth 카메라, IR 카메라, IR 발광기 등의 하드웨어를 이용하여 3D 얼굴 스캔을 하고 얼굴 인식을 수행합니다. 이를 통해 보안성이 높은 얼굴 인식 잠금 기능을 제공합니다.

-Portrait Mode: 아이폰의 Portrait Mode는 포토 아이디어 기능 중 하나로, 카메라가 대상물과의 거리를 측정하는 근접센서를 이용하여 배경을 흐리게 만들어 주는 효과를 제공합니다.

-LiDAR Scanner: 최신 아이폰 모델 중 일부에는 LiDAR 스캐너가 탑재되어 있습니다.

이 기술은 광선을 쏘아 대상물과의 거리를 정밀하게 측정하여 3D 모델링이나 AR 콘텐츠 제작에 사용될 수 있습니다.

애플은 근접센서를 사용하여 보다 더욱 정확하고 편리한 사용자 경험을 제공하는 데 주력하고 있습니다.

미래에는 더욱 발전된 근접센서 기술을 이용하여 새로운 제품 및 서비스를 출시할 가능성이 높습니다.

애플에서는 근접센서를 적극적으로 활용하기 위해 다양한 연구 및 개발을 진행하고 있습니다.

예를 들어, 애플은 근접센서와 LiDAR 스캐너 기술을 결합하여 AR 콘텐츠 제작에 활용할 수 있는 기술을 개발하고 있습니다. 이를 통해 사용자들은 더욱 현실감 있는 AR 경험을 누릴 수 있을 것으로 기대됩니다.

또한, 애플은 근접센서를 활용하여 보안성을 높인 기술을 개발하고 있습니다.

예를 들어, 최근에는 아이폰의 Face ID 기술을 업그레이드하여 마스크를 착용한 채로도 얼굴 인식이 가능하도록 개발하였습니다. 이를 위해 근접센서와 TrueDepth 카메라, 머신 러닝 기술 등을 이용하여 마스크를 착용한 얼굴도 정확하게 인식할 수 있는 기술을 개발하였습니다.

또한, 애플은 근접센서와 함께 다양한 센서 기술을 결합하여 보다 정확한 위치 정보 및 환경 정보를 수집하고 활용할 수 있는 기술을 연구하고 있습니다.

예를 들어, 최근 출시된 애플 워치 시리즈 7에는 센서 기술을 업그레이드하여 자전거 타기나 팔굽혀펴기 등 다양한 운동 활동을 더욱 정확하게 측정할 수 있도록 개발하였습니다. 애플에서는 근접센서를 포함한 다양한 하드웨어 기술과 소프트웨어 기술을 결합하여 보다 더욱 혁신적이고 편리한 제품과 서비스를 제공하고 있습니다.

더욱 발전된 기술을 이용하여 사용자들에게 더욱 높은 가치를 제공할 예정입니다.

애플에서 사용하는 근접센서의 칩 중에서도 대표적인 것은 'VCSEL(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser) 칩'입니다. VCSEL 칩은 근접센서와 함께 Face ID 및 Animoji와 같은 다양한 기능에서 사용됩니다.

 

00. 애플에서 근접센서 적용제품

-핸드폰: 애플의 아이폰은 전면에 근접센서를 내장하고 있습니다.

이 센서는 전화를 받거나 메시지를 받은 경우 화면이 자동으로 켜지게 하여 사용자가 휴대폰을 들지 않아도 정보를 확인할 수 있습니다. 또한 전화를 걸거나 수신 중에는 화면이 꺼지는데, 이는 사용자의 귀가 전화기에 가까워졌을 때 근접센서가 감지하여 화면이 꺼지도록 설계되어 있습니다.

-에어팟: 애플의 에어팟은 근접센서를 이용해 사용자가 에어팟을 귀에 끼고 있는지 여부를 감지합니다. 에어팟을 귀에서 빼면 자동으로 재생을 일시 중지하고, 다시 귀에 넣으면 자동으로 재생을 재개합니다. 이는 근접센서가 에어팟과 사용자의 귀 사이의 거리를 감지하여 작동합니다.

-애플워치: 애플의 스마트워치인 애플워치도 근접센서를 적용하고 있습니다. 애플워치는 손목에 착용되어 있을 때 근접센서를 이용하여 화면을 자동으로 켜거나 끌 수 있습니다. 또한, 사용자가 애플워치를 벗으면 자동으로 잠금 모드로 전환됩니다. 이는 근접센서가 애플워치와 사용자의 손목 사이의 거리를 감지하여 작동합니다.

 

00. 근접센서에 적용하는 칩의 종류

근접센서에 적용되는 칩의 종류에는 인텔의 RealSense, ST 마이크로일렉트로닉스의 VL53L0, 파나소닉의 AMG8833 등이 있습니다. 인텔의 RealSense는 근접센서 뿐만 아니라 3D 카메라 등 다양한 기능을 수행할 수 있습니다. ST 마이크로일렉트로닉스의 VL53L0는 초소형 칩으로서 소형 전자기기에 적합합니다. 파나소닉의 AMG8833는 열 카메라 모듈로서, 인체 감지 등의 분야에서 활용됩니다. VCSEL 칩은 센서에서 송신기로 작동하여, 고주파 전류를 통해 빛을 발산시키는 소자입니다. 이 소자는 높은 정밀도로 제작되며, 세로방향으로 진행되는 빛을 방출함으로써 평면 빛원을 형성합니다. 이렇게 형성된 빛원은 센서에서 반사되어 다시 수신기로 돌아오게 됩니다.

이렇게 수신된 빛을 센서가 분석하여 물체와의 거리를 측정하게 됩니다. VCSEL 칩은 높은 정밀도와 작은 크기, 높은 발광 효율성 등의 이점이 있어 근접센서 및 Face ID와 같은 기술에서 매우 유용하게 사용됩니다.

애플은 VCSEL 칩을 향후 더 많은 제품과 서비스에 적용할 계획입니다.

이를 위해 애플은 VCSEL 칩을 생산하는 제조사와 계약을 체결하고 있으며, 더욱 발전된 VCSEL 칩을 개발하기 위해 연구를 진행하고 있습니다. VCSEL 기술을 적용한 애플 제품은 더욱 정밀하고 높은 기능성을 가지고 있으며, 애플 제품의 성능을 높이는 데 큰 역할을 합니다.

애플은 VCSEL 칩을 사용하여 다양한 제품과 서비스를 출시하고 있습니다.

예를 들어, VCSEL 칩은 iPhone의 Face ID에서 주요한 역할을 합니다.

Face ID는 얼굴 인식 기술로, 사용자의 얼굴을 인식하고 잠금을 해제하거나 인증하는 기능을 제공합니다.

VCSEL 칩은 이 기술에서 사용되는 핵심 소자 중 하나이며, 얼굴을 조명하여 3D 매핑을 통해 사용자의 얼굴을 인식합니다. 또한, VCSEL 칩은 Animoji와 같은 새로운 기능을 구현하는 데 사용됩니다. Animoji는 사용자의 얼굴 표정과 움직임을 따라하는 모션 캡처 기술을 사용하여 만들어진 이모티콘입니다.

VCSEL 칩은 사용자의 얼굴에 빛을 반사하고, 이를 3D 매핑하여 Animoji와 같은 기능을 구현할 수 있습니다.

VCSEL 칩은 또한 애플의 다른 제품과 서비스에서도 활용될 예정입니다.

예를 들어, VCSEL 칩은 Apple Watch 및 AirPods와 같은 차세대 제품에서도 사용될 것으로 예상됩니다.

또한, VCSEL 칩은 AR(증강 현실) 및 VR(가상 현실) 기술에서도 활용될 수 있습니다.

이처럼, VCSEL 칩은 애플 제품과 서비스에서 매우 중요한 역할을 담당하는 소자 중 하나입니다.

애플은 VCSEL 칩을 더욱 발전시켜 더욱 정밀하고 높은 성능의 제품을 출시할 예정이며, VCSEL 칩을 활용한 새로운 기술 및 서비스를 지속적으로 개발해 나갈 것입니다. 애플의 근접센서 제품명은 'TrueDepth Camera'로, iPhone X 이후 출시된 iPhone과 iPad Pro에서 사용됩니다.

TrueDepth Camera는 광학적인 레이저 발광 모듈과 광학식 수신기 모듈을 사용하여, 거리를 측정하고 사용자의 얼굴을 인식하는 역할을 합니다. 이를 위해 애플은 VCSEL(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser) 기술을 활용해 레이저 발광 다이오드를 제작하고 있습니다.

또한, 애플은 최근에 출시된 AirTag에도 근접센서를 사용하고 있습니다.

AirTag는 U1 칩과 근접센서를 이용하여 정확한 위치 추적이 가능하도록 설계되었습니다.

이를 위해 애플은 Ultra-Wideband 기술을 사용하고 있으며, AirTag와 함께 사용되는 'Where is' 앱을 통해 위치 정보를 확인할 수 있습니다. 또한 애플은 2017년에 인공지능 스피커인 HomePod을 출시하면서 근접센서를 활용하였습니다. HomePod은 사용자가 가까이 다가가거나 터치할 때만 작동하는 터치 피드백 기능을 가지고 있으며, 이를 위해 근접센서가 사용되었습니다. 애플이 근접센서를 적극적으로 활용하는 것은 제품의 사용성을 높이고, 고객 경험을 개선하기 위한 노력의 일환입니다. 또한 애플은 근접센서를 사용하여 제품의 안전성을 높이는데도 큰 역할을 합니다.

예를 들어, 이어폰을 사용하는 경우 근접센서가 적용되어 이어폰을 뺄 때 자동으로 재생을 일시정지하므로, 운전 중에는 안전성을 확보할 수 있습니다.

애플이 근접센서를 적극적으로 활용하는 것은 다른 기업들에게도 영향을 끼치고 있습니다.

최근 스마트폰 시장에서는 근접센서를 이용한 기능이 많이 추가되고 있습니다.

예를 들어, 일부 스마트폰은 손가락으로 화면을 가리면 자동으로 화면이 꺼지는 기능을 제공하고 있으며,

이는 애플이 iPhone에서 근접센서를 활용한 기능을 제공한 것을 따라한 것입니다. 근접센서는 애플뿐만 아니라 다른 기업들도 활용하고 있으며, 향후에는 더욱 발전된 기술과 함께 더 다양한 분야에서 사용될 것으로 예상됩니다.

애플은 근접센서를 다양한 제품과 서비스에 적극적으로 활용하고 있습니다.

아이폰의 경우, 근접센서를 사용해 화면을 자동으로 꺼지게 하거나 전화를 받을 때 근접센서를 이용해 화면을 꺼내지 않고 통화를 진행할 수 있게 만들어주는 등의 기능을 제공합니다.

또한 애플워치도 근접센서를 내장하고 있습니다. 애플워치에서는 근접센서를 사용해 손목을 들면 화면이 켜지고, 내리면 화면이 꺼지는 기능을 제공하며, 운동 중에는 근접센서를 이용해 심박수를 측정할 수 있습니다.

애플은 이외에도 근접센서를 다양한 제품과 서비스에 적용하고 있으며, 근접센서를 연구하는 다양한 업체와 협력하여 보다 진보된 근접센서 기술을 개발하고 있습니다.

예를 들어, 애플이 근접센서를 연구하는 업체로는 STMicroelectronics, Broadcom, AMS 등이 있습니다.

이 중 STMicroelectronics에서는 VL53L0X라는 근접센서를 생산하고 있으며, 이 센서는 애플워치 등 다양한 제품에 적용되고 있습니다. AMS에서는 TMD27713라는 근접센서를 생산하고 있으며, 이 센서는 아이폰 등 다양한 제품에 적용되고 있습니다. 이 외에도 애플은 다양한 업체와 협력하여 근접센서 기술을 개발하고 있으며, 앞으로 보다 발전된 근접센서 기술을 적용한 제품과 서비스를 출시할 것으로 기대됩니다.

 

00. 결론

근접센서는 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 애플과 같은 대형 IT 기업에서도 적극적으로 활용되고 있습니다. 향후 근접센서는 인식 기능과의 융합을 통해 다양한 기능을 제공할 것으로 예상되며, 인공지능 기술의 발전과 함께 더욱 정교한 인식 기능을 갖추게 될 것으로 예상됩니다.

 

00. 관련특허 및 Ref.

핸드폰 (iPhone)

-US Patent 9042468: "Proximity Sensor Calibration for Mobile Devices" (2015)

-US Patent 8599144: "Ambient Light and Proximity Sensor Assembly for Electronic Devices" (2013)

-US Patent 10072054: "Proximity Sensor Self-Test and Calibration" (2018)

에어팟 (AirPods)

-US Patent 10569355: "Use of Proximity Sensors for Proximity Detection of AirPods" (2020)

-US Patent 10825875: "Ear Detection Using Capacitive Sensing" (2020)

-US Patent 10915792: "Proximity Sensor Systems for Earbuds" (2021)

애플워치 (Apple Watch)

-US Patent 9804657: "Proximity and Multi-Touch Sensor Detection and Demodulation" (2017)

-US Patent 10221768: "Wrist Worn Proximity Sensor for Mobile Devices" (2019)

-US Patent 10938708: "Proximity Sensing for Wearable Devices" (2021)

 

근접센서 (추가)

-US Patent No. 7,557,529: "Proximity detector in handheld device"

-US Patent No. 9,502,103: "Proximity and multi-touch sensor detection and demodulation" 

-US Patent No. 8,082,523: "Proximity detector calibration"

-US Patent No. 8,738,104: "Method and system for providing haptic feedback based on sensor input"

-US Patent No. 10,978,227: "Inductive proximity sensing"

-US Patent No. 10,971,185: "Electronic devices with proximity sensors for biometric security operations"

-US Patent No. 10,635,750: "Proximity sensor with increased sensitivity"

-US Patent No. 10,731,296: "Methods and systems for detecting contact with a device using a proximity sensor"

-US Patent No. 10,773,292: "Sensor-based control of a user interface"

-US Patent No. 10,942,219: "Proximity sensor sensitivity adjustment based on color temperature and/or illuminance level" -US Patent No. 10,987,878: "Sensor fusion using a proximity sensor and an ambient light sensor"

 

00. 관련용어

-근접감지(Proximity Detection) : 근접센서가 대상물체와의 거리를 감지하는 것을 의미합니다.

-광학 필터(Optical Filter) : 광학 필터는 광선을 특정한 주파수 대역으로 필터링하는 역할을 합니다.

-반사판(Reflective Plate) : 대상물체로부터 반사된 광선을 센서로 돌려주는 역할을 합니다.

-IR 센서(Infrared Sensor) : IR 센서는 적외선(IR)을 이용하여 대상물체와의 거리를 측정합니다.

-적외선(IR) : 적외선(IR)은 인간의 눈으로 볼 수 없는 전자기파 중 일정 주파수 대역에 속하는 광선입니다.

-투과율(Transmittance) : 투과율은 광선이 물체를 통과하는 비율을 의미합니다.

-주파수(Frequency) : 주파수는 일정 시간 동안 반복되는 파동의 수를 의미합니다.

-발광부(Emitter) : 발광부는 광을 발생시키는 역할을 합니다.

-수광부(Receiver) : 수광부는 광을 감지하는 역할을 합니다.

-광저항(Glory Resistor) : 광저항은 광을 감지하여 전기 신호로 변환하는 역할을 합니다.

-고정밀 근접센서 (Precision Proximity Sensor) : 고정밀 근접 센서는 일반적인 근접 센서보다 더 정확한 거리 측정이 가능합니다. 이는 고밀도의 적외선 방출 및 감지를 가능케하는 기술적 개선을 통해 구현됩니다.

-초음파 근접센서 (Ultrasonic Proximity Sensor) : 초음파 근접 센서는 초음파를 사용하여 대상물체와의 거리를 측정하는 센서입니다. 이 센서는 일반적으로 자동차 주차보조장치나 로봇 등에서 사용됩니다.

-전자기 근접센서 (Inductive Proximity Sensor) : 전자기 근접 센서는 대상 물체와의 거리를 측정하는 데에 전자기장을 이용합니다. 이 센서는 일반적으로 금속 또는 비금속 물체를 감지하는 데 사용됩니다.

-용량식 근접센서 (Capacitive Proximity Sensor) : 용량식 근접 센서는 대상 물체와의 거리를 측정하는 데에 전기용량을 이용합니다. 이 센서는 일반적으로 금속이 아닌 물체의 측정에 사용됩니다.

-광학식 근접센서 (Optical Proximity Sensor) : 광학식 근접 센서는 대상물체와의 거리를 측정하는 데에 광학적 방법을 이용합니다. 이 센서는 일반적으로 감지 대상이 어둡거나 투명한 물체를 감지할 때 사용됩니다.

-자기 근접센서 (Magnetic Proximity Sensor) : 자기 근접 센서는 대상 물체와의 거리를 측정하는 데에 자기장을 이용합니다. 이 센서는 일반적으로 자석을 사용하는 장비 등에서 사용됩니다.

-리쿼 스위치(Reed Switch): 자석에 의해 작동되는 전기 스위치로, 근접 센서에서 이용되어 스위치가 자석 근처에 위치할 때 전기 회로를 열거나 닫습니다.

-캡시브 센서(Capacitive Sensor): 전기적으로 충전된 플레이트를 이용하여 전기 용량을 측정하는 센서로, 터치스크린과 같은 인터페이스에 이용됩니다.

-히스테리시스(Hysteresis): 근접센서에서 이용되는 용어로, 특정 임계값을 넘어설 때만 센서가 작동하도록 하는 기술입니다. 이를 통해 불안정한 상태의 근접센서에서 오류를 방지할 수 있습니다.

-아날로그 근접센서(Analog Proximity Sensor): 근접거리를 측정할 때 아날로그 값을 출력하는 센서입니다. 일반적으로 010V, 420mA 등의 아날로그 신호를 출력합니다.

-디지털 근접센서(Digital Proximity Sensor): 근접 여부를 이진 디지털 값으로 출력하는 센서입니다. 일반적으로 NPN, PNP와 같은 출력 방식을 이용합니다.

-레이저 센서(Laser Sensor): 광선을 이용하여 거리 측정을 수행하는 센서입니다. 레이저 광선을 이용하여 매우 정확한 거리 측정이 가능합니다.

-초음파 센서(Ultrasonic Sensor): 초음파를 이용하여 거리를 측정하는 센서입니다. 음파를 발생시켜 대상물체에서 반사된 음파를 다시 수신하여 거리를 측정합니다.

-무접점 근접센서(Non-contact Proximity Sensor): 근접 여부를 측정할 때 실제로 대상 물체에 접촉하지 않는 센서입니다. 적외선, 초음파, 레이저 등의 기술을 이용합니다.

-인덕티브 센서(Inductive Sensor): 금속 대상물에 의해 생성되는 자기장을 이용하여 근접 여부를 감지하는 센서입니다. 주로 금속 물체 검출에 이용됩니다.

-적외선 센서(Infrared Sensor): 적외선을 이용하여 물체의 근접 여부를 감지하는 센서입니다. 적외선 발광부에서 적외선을 발생시켜 대상 물체로부터 반사되는 적외선을 수광부에서 감지하여 근접 여부를 판단합니다. 4

-마그네틱 센서(Magnetic Sensor): 자기장을 이용하여 근접 여부를 감지하는 센서입니다. 자기장이 감지되면, 센서 내부의 자기 센서 요소에 전기 신호가 발생하여 근접 여부를 감지할 수 있습니다. 자기장의 강도에 따라 감지 범위가 달라지며, 자기장을 생성하는 자석 또는 금속 물체 검출에 이용됩니다.

-물체 인식 센서(Object Recognition Sensor): 물체 인식 센서는 카메라, 레이더, LIDAR 등 다양한 기술을 활용하여 주변 환경에서 물체를 감지하고 인식하는 역할을 합니다. 이를 통해 자율주행 차량이 주변 환경의 물체를 인식하여 안전하게 운행할 수 있습니다.