연구 성과, 국제 학술지 '나노 레터스' 온라인판 게재
포스텍은 노준석 교수 연구팀이 미국 노스웨스턴대·고려대 연구팀과 함께 전기신호 하나로 기능이 완전히 바뀌는 다기능 메타렌즈를 개발했다고 20일 밝혔다.
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| ▲ 포스텍 노준석 교수. [포스텍 제공] |
머리카락보다 얇은 이 렌즈 하나로 고화질 촬영부터 3D 측정까지 구현한 이번 연구는 국제 학술지 '나노 레터스' 온라인판에 게재됐다.
포스텍에 따르면 기존 VR·AR 기기와 고해상도 광학 장비는 여러 개 렌즈와 센서를 사용해야 하기 때문에 무겁고 부피가 큰 문제가 있었다.
연구팀이 이번에 만든 렌즈의 핵심은 '액정(LC)'이다. 연구팀은 TV 화면에 쓰이는 액정을 '수소화 비정질 실리콘 메타원자' 층 위에 덧씌워 전압만 가해도 순식간에 성격이 바뀌는 메타렌즈를 제작했다.
스마트폰으로 카메라 모드를 바꾸듯 렌즈 자체의 물리적 특성을 전기로 조절하는 셈이다. 심지어 이 과정은 1000분의 1초 만에 일어난다.
그 비밀은 빛의 '회전'에 있다. 연구팀이 만든 렌즈로 들어온 빛은 두 방향으로 회전하며 각각 다른 이미지를 만들고, 그 회전 각도 차이로 물체 거리를 정밀 계산한다. 덕분에 별도 센서 없이 머리카락 굵기 절반 수준까지 3D 측정이 가능하다.
이 기술이 상용화되면 무거운 VR·AR 헤드셋이 일반 안경 수준으로 가벼워질 수 있다. 그뿐 아니라 연구팀이 개발한 전기 조절형 렌즈는 초고속 현미경, 실시간 홀로그래피, 자율주행차 센서, 의료 진단 장비 등 다양한 분야에서 차세대 3D 센싱 플랫폼으로 활용될 수 있을 전망이다.
노준석 교수는 "이번 연구로 3D 현미경부터 AR·VR 기기까지 모든 광학 장비가 혁신적으로 소형화되어 상용화되기를 바란다"고 말했다.
KPI뉴스 / 장영태 기자 3678jyt@kpinews.kr
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