'카툭튀' 없앤다…삼성, 초박형 카메라 기술 확보

삼성-포스텍, 초소형 메타렌즈 공동 개발

두께 20%·무게↓…카툭튀 현상 개선

MTF 성능 72%로 향상, 시야각 120도 확보

XR·광학센서 소형화·고성능화 기대

[서울=뉴시스]13일 삼성전자 뉴스룸에 따르면, 삼성전자가 포스텍(POSTECH)과 산학협력으로 진행한 '초소형 안구 카메라용 메타렌즈' 연구 논문이 세계적인 학술지 '네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)'에 최근 게재됐다. 사진 왼쪽부터 논문에 저자로 참여한 노준석 포스텍 교수와 강현정 연구원, 윤정근 삼성리서치 연구원. (사진=삼성전자 제공) [email protected] *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]이인준 기자 = 삼성전자가 초박형 스마트폰 시대의 최대 난제인 ‘카툭튀’(스마트폰 카메라 돌출 현상)를 해결할 수 있는 메타렌즈 기술을 개발했다.

이 기술은 스마트폰뿐 아니라 다양한 광학기기에 적용돼 메타버스 등 XR(확장현실) 시장의 성장을 앞당길 수 있는 핵심 혁신으로 주목받고 있다.

13일 삼성전자 뉴스룸에 따르면, 삼성전자가 포스텍(POSTECH)과 산학협력으로 진행한 '초소형 안구 카메라용 메타렌즈' 연구 논문이 세계적인 학술지 '네이처 커뮤니케이션스'에 최근 게재됐다.

이 논문은 윤정근 삼성리서치 연구원과 노준석 포스텍 교수를 중심으로 이뤄졌으며, 강현정 포스텍 연구원이 공동 제1저자로 참여했다.

메타렌즈는 얇은 평면 위에 나노미터(㎚) 크기의 미세 구조(작은 기둥이나 돌기)를 촘촘하게 배열해 빛을 정밀하게 조정하는 차세대 렌즈다. 이 기술을 활용하면 소형 카메라의 시대를 앞당길 수 있다.

기존의 두껍고 무거운 곡면 형태의 유리 렌즈를 대체해, 얇고 가벼운 평면 형태의 카메라를 제작할 수 있게 한다.

그동안 높은 제작 난도와 낮은 기계적 안정성으로 상용화에 어려움이 컸으나, 연구진은 새로운 나노 구조체 설계 방식법을 개발해 이를 해결했다.

특히 제작 난이도와 불량률을 낮추면서도 빛을 효과적으로 제어할 수 있는 '2/3 파장 위상 지연' 기술을 통해 내구성 강화와 제조 비용 절감을 모두 잡았다.

이 기술을 활용하면 렌즈 두께를 2.0㎜에서 1.6㎜로 20% 줄일 수 있고, 무게도 더 가벼워 진다.

또 120도의 넓은 시야각으로 홍채 인식, 동공 추적까지 가능하다. 피사체의 선명도 재현율을 뜻하는 MTF 성능도 50%에서 72%로 향상됐다.

삼성전자가 이번에 개발한 기술이 상용화된다면 다양한 광학 센서와 이미지 장치의 소형화와 고성능화에 진전을 이룰 것으로 기대된다.

특히 스마트폰 카메라의 '카툭튀' 현상을 극복할 수 있는 기술이다.

최신 스마트폰은 해마다 0.1㎜ 단위의 얇기 경쟁을 벌이는 중인데도, 카메라는 기술 개발 속도가 다소 더디다. 이미지센서 성능 향상으로 크기가 커지고, 이에 렌즈도 두꺼워지면서 전반적으로 카메라 부피가 늘어나고 있다. 결국 본체보다 카메라가 돌출되는, 디자인 개발 상의 난점이 발생하고 있다.

연구팀은 이미 XR 디바이스용 적외선 초소형 안구 카메라를 구현하는 데 성공했다. 이어 가시광(사람이 눈으로 볼 수 있는 빛의 파장 범위) 영역으로 기술을 확장한다.

연구팀은 "스마트폰 카메라 모듈의 돌출을 줄이고 다양한 이미징 센서를 더 작게 만들어 디바이스 차별화의 새로운 길을 개척할 것"이며 "앞으로도 미래를 선도해 나갈 혁신기술 확보를 위해 산학협력 등 다양한 연구를 지속할 계획"이라고 강조했다.

[서울=뉴시스]차세대 메타 렌즈는 곡면 형태의 굴절 렌즈를 평면 구조로 대체한다. 이를 위해 빛이 렌즈를 통과하는 속도를 조절, 한 점에 초점에 모이는 '위상 지연' 기술을 활용한다. 다만 이 기술은 제조 난도가 높고 불량률이 높아 상용화에 어려움이 컸다. 연구진은 '3분의 2 파장 위상 지연'이란 신기술을 통해 내구성 확보와 제조 비용 절감을 모두 잡는데 성공했다. (사진=삼성전자 제공) [email protected] *재판매 및 DB 금지

◎공감언론 뉴시스 [email protected]