0.94㎜ 초박형 카메라 나왔다…두께·고화질 동시에 구현

KAIST, 아주 얇으면서 넓은 화각 지닌 ‘광시야 카메라’ 개발 기생곤충 시각구조 적용...분할 촬영 후 통합 원리로 두께 고화질 곤충의 시각 원리를 모사해 머리카락 굵기 수준의 초박형 두께로 넓은 시야각을 갖는 초슬림 카메라 기술이 개발됐다. 앞으로 의료용 내시경부터 웨어러블 기기, 초소형 로봇까지 다양한 분야에 활용될 전망이다. KAIST는 정기훈 바이오및뇌공학과 교수와 김민혁 전산학부 교수 연구팀이 공동으로 기생 곤충인 제노스 페키의 시각 구조를 모사해 아주 얇으면서 넓은 화각의 ‘광시야 생체모사 카메라’를 개발했다고 7일 밝혔다. 기존 광각 카메라는 시야각을 넓히면 영상 주변부가 흐려지고, 해상도를 높이기 위해선 렌즈 크기와 두께가 커지는 문제가 있다. 연구팀은 기생곤충인 제노스 페키에 주목했다. 일반적인 곤충의 겹눈은 넓게 볼 수 있지만 해상도가 낮지만 제노스 페키는 여러 개의 눈이 서로 다른 방향에서 얻은 영상을 통합해 하나의 장면으로 인식한다. 분할 촬영 및 통합 원리를 카메라 구조에 도입해 얇은 두께와 고화질을 동시에 구현해 낸 것이다. 기존 겹눈 기반 카메라의 낮은 해상도 문제와 단일 렌즈 기반 카메라의 좁은 시야 한계를 함께 극복한 셈이다. 연구팀은 제노스 페키의 시각 구조를 모사해 여러 개의 작은 렌즈가 각각 다른 방향을 동시에 촬영한 뒤 이를 하나의 영상으로 합쳐 선명한 장면으로 구현하는 0.94㎜의 초박형 카메라를 개발했다. 이 카메라는 렌즈 모양과 빛이 들어오는 위치를 정교하게 조정해 화면 가장자리까지 흐려지지 않도록 함으로써 주변부까지 고르게 선명한 영상을 얻을 수 있었다. 아주 가까운 거리에서도 안정적인 촬영이 가능했다. 관련 기술은 광학 영상 전문기업 마이크로픽스에 이전돼 내년 상용화를 목표로 후속 연구가 진행 중이다. 정기훈 KAIST 교수는 “자연계의 시각 원리를 적용해 초소형 구조에서도 넓은 시야와 안정적인 영상 품질을 동시에 확보했다”며 “카메라 성능 향상을 위해 장치 크기를 키워야 했던 기존 설계 패러다임을 바꾸는 기술로, 초소형 기기에서도 고성능 영상 획득이 가능해질 전망”이라고 말했다. 연구결과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 지난 23일에 게재됐다.