KAIST, 해상도 높인 곤충 눈 구조 초박형 카메라 개발

제노스 페키 눈 구조 모사, 의료영상 기기 적용 기대


[아이뉴스24 최상국 기자] KAIST 바이오 및 뇌공학과 정기훈 교수 연구팀이 고해상도 이미징을 위한 곤충 눈 구조의 초박형 카메라를 개발했다고 발표했다.

이 카메라는 독특한 시각 구조를 가진 제노스 페키(Xenos peckii)라는 곤충의 눈을 모사해 상용 카메라보다 얇은 렌즈 두께(0.74mm)와 넓은 광시야각을 갖는다.

기존의 곤충 눈 모사 카메라와 달리 제노스 페키의 눈 구조가 갖는 특성을 모방해 렌즈간 간섭현상을 해결했으며, 양산 가능한 미세전자기계시스템(MEMS) 공정을 통해 제작함으로써 상용화 가능성도 높였다.

KAIST 정기훈 교수팀이 개발한 0.74mm두께 초박형 어레이드 카메라. [KAIST]

곤충의 겹눈 구조는 넓은 시야각, 빠른 움직임 민감도, 무한 초점 등 특별한 시각적 특성을 갖고 있어 곤충 눈을 모사한 초소형카메라 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중에서도 제노스 페키는 일반적인 곤충과 달리 하나의 렌즈에 수백 개의 광수용체를 가지고 있어 각 렌즈 마다 개별 영상을 획득 할 수 있으며 렌즈와 렌즈 사이에 빛을 차단하는 색소 조직을 갖고 있다.

연구팀은 이를 모방해 각 렌즈 사이의 빛 간섭을 차단할 수 있는 구조를 포토리소그래피 공정으로 제작하고 이를 이미지 센서와 결합해 초박형 어레이드 카메라를 만들었다.

최종 이미지는 각 렌즈에서 같은 시야각을 통해 획득한 영상을 합성해서 만든다. 연구팀은 이렇게 만든 이미지의 해상도가 상용 카메라에는 못미치는 수준이지만 단일 채널 영상보다 향상된 것을 확인했으며 두께나 시야각, 상용화 가능성에 큰 진전을 보인 것에 의미를 부여했다.

(좌) 초박형 어레이드 카메라를 통해 얻은 배열 영상. (우) 배열 영상을 통하여 통합한 합성 영상. [KAIST]

연구팀은 “실질적으로 상용화 가능한 초박형 카메라를 제작하는 방법을 개발했다”라며 “모바일 기기, 감시 및 정찰 장비, 의료영상 기기 등 다양한 소형 카메라가 필요한 분야에 적용해 소형화에 기여할 것”으로 기대했다.

김기수 박사과정이 주도한 이번 연구결과는 국제 학술지 '빛 : 과학과 응용 (Light : Science & Applications)’ 2월 27일 자 온라인판에 게재됐다.

◇논문명: 고대비 고해상도 이미징을 위한 생체모사 초박형 카메라, Biologically Inspired Ultrathin Arrayed Camera for High Contrast and High Resolution Imaging

최상국기자 skchoi@inews24.com

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