스마트폰 렌즈 개수 줄어드나?...거리 조절 가능한 '메타렌즈' 개발

조인준 기자 / 기사승인 : 2023-10-05 13:06:35
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▲아이폰11 프로렌즈 수가 늘어나자 이를 풍자한 이미지 (사진=온라인 커뮤니티 캡처)

국내 연구팀이 하나의 렌즈로 여러 개의 렌즈를 사용한 것과 동일한 성능을 낼 수 있는 새로운 렌즈를 개발했다.

현재 시판되는 고기능 스마트폰들은 대부분 앞뒷면에 걸쳐 최소 4개 이상의 렌즈를 탑재하고 있다. DSLR 카메라의 경우는 피사체와의 거리에 따라 렌즈를 갈아끼우도록 돼 있지만 스마트폰의 경우는 렌즈를 교체할 수 없으니 용도에 맞춰 표준렌즈, 광각렌즈, 망원렌즈, 줌렌즈 등을 모두 탑재한다. 이는 물체와의 거리에 따라 초점을 맞출 수 있도록 하기 위해서다.

그런데 스마트폰 촬영 기능을 계속 향상시키려면 렌즈 수도 덩달아 계속 늘려야 한다는 문제다.

이에 노준석 포스텍 기계공학과·화학공학과 교수연구팀은 이같은 문제를 해결하기 위해 초점 위치가 자유롭게 조절되는 '메타렌즈'를 개발했다고 5일 밝혔다. 메타렌즈는 빛의 성질을 제어할 수 있는 메타물질을 활용해 개발됐다. 메타물질이란 자연계에 없거나 희소한 물질을 인공적으로 만든 것으로 기존 소재의 한계를 넘어 새로운 물질 개발로 이어진다.

메타렌즈는 나노미터(㎚)급 두께여서 무게감이 거의 없으면서 빛의 파장보다 미세한 구조물로 구성돼 빛의 양과 방향 등을 자유롭게 조절할 수 있는 것이 강점이다.

연구팀은 구조체의 너비와 길이 등을 조절해 입사·투과되는 빛의 회전방향에 따라 초점 위치를 변경할 수 있는 렌즈를 설계했고 이를 실제로 사용가능한 렌즈로 개발하는데 성공했다. 개발한 렌즈는 빛이 회전하는 방향에 따라 초점 위치를 바꿔 왼쪽이나 오른쪽에 초점을 모으는 것이 가능하다.

노준석 교수는 "기존 렌즈의 한계를 넘어 하나의 렌즈로 초점 위치를 다양하게 조절하는데 성공했다"며 "컴퓨터 비전이나 광학컴퓨팅 분야에 큰 도움이 될 것"이라고 밝혔다.

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