- 생체인식, 의료 내시경, 가상·증강현실 카메라 분야에도 응용 가능

빛의 방향까지 기록하는 라이트필드 카메라를 고해상도·초박형화 하는 기술이 국내 개발됐다.

한국과학기술원(KAIST)은 정기훈 바이오·뇌공학과 교수팀이 금속 나노 광흡수층을 통해 고해상도 4D 영상 구현이 가능한 초박형 라이트필드 카메라를 개발했다고 4일 밝혔다.

라이트필드 카메라는 미세렌즈와 대물렌즈를 결합한 카메라다. 곤충 시각 구조에서 발견되는 형태와 같다.

한 번 촬영으로 빛의 공간과 방향 등 4차원 정보를 동시에 획득할 수 있다. 다만 기존 라이트필드 카메라는 미세렌즈 배열의 광학 크로스토크(영상 겹침)로 인한 해상도 저하와 대물렌즈의 위치로 인한 크기의 한계가 존재한다.

연구팀이 개발한 `4D 카메라'는 나노 두께의 광 흡수 구조를 미세렌즈 배열 사이에 삽입해 대비도 및 해상도를 높여, 기존의 카메라가 가지는 외부 광원, 추가 센서 부착의 한계를 극복할 수 있다.

연구팀은 광 흡수 구조를 갖는 미세렌즈 배열을 포토리소그래피, 리프트 오프, 열 재유동 공정을 통해 양산 제작했다.

또한 라이트필드 카메라의 전체 두께를 최소화하기 위해 미세렌즈의 방향을 이미지센서 방향의 역방향으로 배치하고 대물렌즈와 미세렌즈 사이 거리를 2.1mm 수준으로 줄였다. 전체 5.1mm 수준이다. 현존 라이트필드 카메라 중 가장 얇다.

이는 의료영상, 생체인식, 모바일 카메라 또는 다양한 가상현실·증강현실 카메라 분야에 적용 가능할 전망이다.

나노 광 흡수 구조를 갖는 미세렌즈에 의해 이미지센서에 기록되는 원시 영상은 기존 미세렌즈를 통한 영상에 비해 높은 대비도와 해상도를 갖췄다. 연구팀은 이를 영상처리 기법을 통해 시점 영상 및 3차원 영상으로 재구성했을 때 향상된 정확도를 보였다고 설명했다.

이번 연구는 국제 학술지 `어드밴스드 옵티컬 머티리얼즈(Advanced Optical Materials)'에 1월 20일자에 게재됐다.

베타뉴스 박은선 기자 (silver@betanews.net)
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