동전 반쪽 두께 '곤충눈' 카메라 개발

[아시아경제 황준호 기자] 국내 연구진이 곤충의 겹눈을 모사해 크기를 줄이면서도 선명한 사진을 획득할 수 있는 카메라를 개발했다. 스마트폰, 정찰 감시 장비, 의료영상기기 등 다양한 분야에 바로 상용화가 가능할 것으로 예상된다. KAIST는 이같은 내용의 정기훈 바이오 및 뇌공학과 교수의 연구팀의 연구 결과을 23일 발표했다.

제노스 페키를 모사한 초소형 카메라

연구팀은 넓은 시야각과 빠른 움직임에 따른 민감도, 무한초점 등의 특징을 가진 제노스 페키(Xenos peckii)이라는 곤충의 겹눈을 모사한 초박형 어레이드 카메라를 개발했다.

곤충의 눈은 렌즈와 렌즈 사이의 빛을 차단하는 색소 세포가 존재한다. 이는 각 렌즈에서 결상되는 영상들 간의 간섭을 막는다. 결상은 어떤 물체에서 나온 광선 등이 반사 굴절한 다음 다시 모여 그 물체와 닮은꼴의 상을 만드는 현상이다. 곤충은 이러한 눈을 갖고 있어 고해상도 영상을 얻는다.

연구팀은 이런 광 차단 구조를 모사한 카메라를 개발했다. 곤충의 눈처럼 여러개의 렌즈를 가진 카메라다. 이 카메라는 여러 렌즈가 같은 시야각을 통해 동일한 영상을 획득한다. 이어 배열된 영상들은 해상도를 하나의 이미지로 합성한다. 합성된 영상은 합성 전 단일 채널 영상보다 향상된 해상도를 확보한다.

특히 연구진은 포토리소그래피라는 공정을 통해 0.74mm 두께의 렌즈로 제작했다. 10원짜리 동전의 절반 정도의 두께다.

실제적으로 상용화 가능한 초소형 카메라

연구진이 개발한 카메라 렌즈는 카메라 소형화에 또다른 길을 개척했다는 점에서 의의가 있다. 기존 초소형 카메라는 다층 렌즈 구조를 이용해 두께를 줄이는데 한계가 있다. 또 곤충 눈을 모사한 세렌즈 배열의 렌즈의 경우 렌즈 사이의 광학 크로스토크(영상 중첩)로 인해 해상도가 저해되는 문제가 있었다.

정기훈 교수는 "실질적으로 상용화 가능한 초박형 카메라를 제작하는 방법을 개발했다"라며 "이 카메라는 영상획득이 필요한 장치에 통합돼 장치 소형화에 크게 기여할 것으로 확신한다"고 말했다.

이번 연구결과는 국제 학술지 '빛 : 과학과 응용'에 지난달 27일 실렸다.

황준호 기자 rephwang@asiae.co.kr
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