sa 게임 슬롯, 빛 기울어도 색은 정확…차세대 이미지 센서 판 바꾼다

(왼쪽부터) 박찬형 전기및전자공학부 박사과정,전재현 물리학과 학사과정, 장민석 전기및전자공학부 교수.ⓒsa 게임 슬롯

한국과학기술원(sa 게임 슬롯)은 전기및전자공학부 장민석 교수 연구팀이 한양대학교 정해준 교수 연구팀과 함께 빛의 입사각이 달라져도 안정적으로 색을 분리할 수 있는 이미지 센서용 메타물질 기술을 개발했다고 13일 밝혔다.

기존 스마트폰 카메라는 아주 작은 렌즈로 빛을 한곳에 모아 사진을 찍어왔다. 하지만 카메라 속 픽셀이 너무 작아지면서, 렌즈만으로는 빛을 충분히 모으기 어려워졌다.

이를 대신하기 위해 등장한 나노포토닉 컬러 라우터는 렌즈로 빛을 모으는 대신, 눈에 보이지 않을 만큼 작은 구조를 이용해 들어온 빛을 색깔별로 sa 게임 슬롯히 나누는 기술이다.

이 구조는 빛이 지나가는 길을 설계해, 빛을 적색(R), 녹색(G), 청색(B)으로 정밀하게 나누는 메타물질 기반 기술이다.

기술은 삼성전자가 ‘나노 프리즘(Nano Prism)’이라는 이름으로 실제 sa 게임 슬롯지 센서에 적용하며 상용화 가능성을 sa 게임 슬롯 보여준 바 있다. 이론적으로도 매우 미세한 나노 구조를 여러 층으로 쌓으면, 빛을 더 많이 모으고 색을 더 정확히 나눌 수 있다는 점이 알려져 있다.

그러나 기존 나노포토닉 컬러 라우터에는 한계가 있었다. 빛이 정면에서 들어올 때는 잘 작동했지만 스마트폰 카메라처럼 빛이 비스듬히 들어오는 상황에서는 색이 섞이거나 성능이 크게 떨어졌다.

이러한 문제를 사선 입사(oblique incidence) 문제라고 하며 실제 제품에 적용하기 위해 반드시 해결해야 할 과제로 꼽혀 왔다.

연구팀은 먼저 왜 이런 문제가 생기는지부터 살펴봤다.

그 결과 기존 설계들이 빛이 수직으로 들어오는 조건에만 맞춰 지나치게 최적화돼 있어, 입사 각도가 조금만 달라져도 성능이 급격히 나빠진다는 점을 확인sa 게임 슬롯. 스마트폰 카메라는 다양한 각도의 빛을 받아들이기 때문에, 각도가 달라져도 성능이 유지되는 특성이 매우 중요하다.

이에 연구팀은 사람이 직접 구조를 설계하는 대신, 컴퓨터가 가장 좋은 구조를 스스로 찾도록 하는 역설계(inverse design) 방식을 적용sa 게임 슬롯.

이를 통해 빛이 들어오는 각도가 달라져도 안정적으로 색을 나눌 수 있는 컬러 라우터 구조를 도출sa 게임 슬롯.

그 결과 기존 구조는 빛이 약 12도만 sa 게임 슬롯져도 제 기능을 거의 하지 못했지만, 새롭게 설계된 구조는 ±12도 범위에서도 약 78%의 광효율을 유지하며 안정적인 색 분리 성능을 보였다. 즉, 실제 스마트폰 사용 환경에서도 충분히 활용할 수 있는 수준이다.

연구팀은 또 메타물질의 층 수나 설계 조건, 제작 과정에서 발생할 수 있는 오차까지 고려해 성능 변화를 분석하고, 입사각 변화에 얼마나 강건할 수 있는지 그 한계도 체계적으로 정리sa 게임 슬롯.

연구는 현실적인 sa 게임 슬롯지 센서 환경을 반영한 컬러 라우터 설계 기준을 제시했다는 점에서 의미가 크다.

장민석 sa 게임 슬롯 교수는 “연구는 컬러 라우터 기술의 상용화를 가로막아 온 입사각 문제를 처음으로 체계적으로 분석하고 해결 방향을 제시했다는 점에서 의미가 크다”며 “제안한 설계 방법은 컬러 라우터를 넘어 다양한 메타물질 기반 나노광학 소자 전반에 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.