■ 곤충 눈을 모방한 초박형 카메라 개발

■ 곤충 눈을 모방한 초박형 카메라 개발

 

● 곤충의 눈 구조를 모사해 제작한 10원 동전 절반 두께 초박형 카메라

 

곤충의 독특한 눈 구조를 본뜬 초박형 카메라가 개발됐다. 모바일 기기나 감시·정찰 장비, 의료 영상 기기 등 소형 카메라가 필요한 다양한 분야에 활용될 전망이다. KAIST 바이오 및 뇌공학과 정기훈 교수 연구팀이 독특한 시각 구조를 가진 '제노스 페키' 곤충의 눈을 모사해서 얇은 렌즈 두께와 넓은 광시야각의 '초소형 초박형 카메라'를 개발했다고 2020년 03월 23일 밝혔다.

 

제노스 페키는 말벌에 기생하는 곤충으로, 수백 또는 수천 개의 빛 감각기 (낱눈) 각각에 개별 영상이 맺히는 독특한 겹눈을 갖고 있어 넓은 광시야각을 확보할 수 있다. 기존의 광학 렌즈는 크기만 줄여 이미징 시스템에 적용할 경우, 분해 능력과 감도가 떨어지는 단점이 있다. 이를 위해 곤충과 같은 자연계에 존재하는 생체 시각 구조를 모방한 초소형 카메라 연구가 활발히 진행되고 있다.

 

하지만, 곤충 눈을 모사한 카메라들은 낮은 해상도와 복잡한 제작 방법으로 양산에 한계를 갖고 있다. 연구팀은 광 차단 구조와 마이크로 렌즈를 포토 리소그래피 공정으로 매우 얇게 제작한 후, 렌즈를 이미지 센서에 초점거리 만큼 고정시켜 초박형 어레이드 카메라를 만들었다. 이렇게 제작한 카메라 렌즈 두께는 0.74㎜로 10원 짜리 동전 두께의 절반 크기에 해당한다.

 

연구팀은 이 카메라를 이용해서 원거리에 있는 물체를 모든 렌즈에서 같은 시야각으로 동일 영상을 획득하고, 이 영상들을 하나의 이미지로 합성해서 해상도를 높였다. 합성된 영상은 합성 전 단일 영상에 비해 보다 향상된 해상도를 보였다. KAIST 정기훈 교수는 "사용화 가능한 초박형 카메라를 제작할 수 있는 기술을 확보한 만큼 영상 획득이 필요한 장치와 통합하면, 장치 소형화에 크게 기여할 것으로 기대한다"고 말했다. 이 연구 결과는 국제 학술지 ‘빛, 과학과 응용’ 2020년 02월 27일 온라인판에 게재됐다.