업계 최고 성능 주변광 센서로 광 센서 시장 진출!
이재용 기자(hades@eucrastine.com)

고성능 반도체 제품을 설계, 생산하는 Maxim Integrated Products(www.maxim-ic.com)는 고유의 적응형 이득 블록이 내장된 완전 통합 디지털 주변광 센서(ALS) ‘MAX9635’를 출시했다.
Maxim의 고유 BiCMOS 기술을 사용하여 설계된 이 소자는 포토 다이오드 2개, ADC 및 모든 필요한 디지털 기능을 초소형 2x2mm 패키지에 통합하고 있다. 이 통합 솔루션은 고집적 설계로 공간을 절감하면서 업계 최고 성능을 제공한다.
다양한 디스플레이 및 조명 애플리케이션에서 전력을 절감하고 사용자 경험을 향상시키기 위해 주변광 센서의 이용이 늘고 있다. ALS 솔루션을 사용할 경우 시스템 설계자는 주변광의 정도에 따라 디스플레이 밝기를 자동으로 조정할 수 있다. 백라이팅은 시스템 전력 예산의 많은 부분을 차지하기 때문에 동적 밝기 제어는 상당한 전력 절감을 가져다 줄 수 있다.
사람의 눈의 광 반응을 전자 부품으로 똑같이 재현하는 것은 어렵다. 기존의 광 센서는 파장과 관계없이 환경에 존재하는 빛의 양을 측정한다. 이러한 설계는 사람의 눈에는 지각되지 않는 자외선과 적외선에 의해 과도한 영향을 받는다. 이로 인해 주변광 읽기가 부정확해지고 밝기 조정의 차이가 커진다. 이러한 문제는 광원이 서로 다른 스펙트럼을 갖는다는 사실에 의해 더욱 악화된다. 가령 백열등은 형광등보다 많은 적외선 성분을 포함한다.
Maxim의 BiCMOS 기술은 광 필터와 함께 2개 포토다이오드를 통합함으로써 자외선과 적외선을 제거한다. 이러한 구현을 통해 MAX9635는 사람의 눈의 광 반응을 그대로 재현하여 다양한 환경 설정에서 가시광을 정확하게 측정할 수 있다. 향상된 알고리즘은 광원 사이의 모든 스펙트럼 편차를 교정하여 매우 정확한 룩스 응답을 보장한다.
주변광 센서는 직사광선으로부터 완전한 어둠에 이르기까지 중간 단계의 모든 변화와 함께 광 조건의 넓은 스펙트럼을 지원하기 위해 가능한 가장 넓은 동적 범위를 필요로 한다. 디지털 광 센서에서조차 다양한 조명 시나리오에서 서로 다른 동작 모드를 지원하려면 이득을 일정한 값으로 설정해야 한다. 이러한 추가적인 구성 요구사항은 설계 복잡성을 증가시키고 시장 진출을 지연시킨다.
MAX9635는 유일하게 최적의 이득 범위를 자동으로 선택하는 적응형 이득 블록을 내장하고 있다. 이 기능은 많은 시간이 소요되는 소자의 수동 프로그래밍 과정을 없애준다. 적응형 이득 블록은 업계에서 가장 넓은 동적 범위(4,000,000 ~ 1 이상)를 제공하므로 MAX9635는 0.045룩스~188,000룩스 범위의 광 레벨을 측정할 수 있다. 한 마디로 이러한 혁신은 가장 넓은 범위의 주변광 조건에서 가장 정밀한 룩스 측정을 제공한다고 말할 수 있다. 또한 저조도 감도를 제공하기 때문에 블랙 유리 뒤에 센서 IC를 부착해야 하는 애플리케이션에 적합하며 이는 주변광의 양을 크게 줄여준다.
MAX9635는 가장 엄격한 전력 예산을 만족하도록 설계되었다. 소자의 매우 낮은 0.65μA 동작 전류는 많은 경쟁 제품의 파워 다운 전류보다 낮으며, 소자는 업계 최저 수준의 1.7~3.6V 전원 전압으로부터 동작한다. 단 1.1μW의 낮은 동작 전력을 소비하는 MAX9635는 유사 경쟁 제품(124μW)보다 100배 더 적은 전력을 사용한다.
MAX9635는 1.8V에서 동작할 수 있는 업계 유일의 광 센서로 I2C 인터페이스와 동일한 1.8V 전원에 의해 전력을 공급받을 수 있다. 따라서 단일 전압 레일만 사용하면 되기 때문에 전력 소비와 복잡성을 줄일 수 있다. 또한 어드레스 핀은 동일한 I2C 버스에서 2개 센서를 사용할 수 있게 한다. 인터럽트 기능이 내장되어 I2C 통신 빈도를 감소시켜 이러한 전력 절감을 확장한다. 이 기법을 이용해 광 센서는 주변광 측정이 프로그래밍된 임계값을 초과할 때에만 마이크로컨트롤러와 통신을 시작한다. 이것은 센서를 지속적으로 폴링할 필요를 없애주어 프로세서의 부하를 덜어주고 전력을 절감한다.