삼성전자, 포스텍과 '무색수차 메타렌즈' 개발…색수차 한계 극복

삼성전자가 포스텍(POSTECH)과 산학협력을 통해 진행한 '무색수차 메타렌즈' 연구 논문이 세계적인 학술지 '네이처 머티리얼스'에 게재됐다.

메타렌즈는 빛의 회절을 제어할 수 있는 나노 크기의 구조체로 구성된 평면 렌즈다. 디스플레이·카메라 등 광학 시스템 분야에서 차세대 소자로 주목받으며 10여 년 전부터 업계에서 다양한 연구가 진행돼 왔다. 기존 볼록 광학 렌즈 대비 크기와 두께를 획기적으로 줄일 수 있지만 큰 색수차로 이미지가 심각하게 왜곡되는 기술적 한계가 있어 실제 제품 개발로 이어지는 데 어려움을 겪어왔다.

삼성전자 삼성리서치 문석일 박사와 포스텍 노준석 교수는 기존 메타렌즈의 설계방식을 바꿔 색수차 저감 한계를 해결했다. 연구팀은 모든 메타 구조체 간의 상호 관계를 설계 단계에서부터 고려한 알고리즘을 개발해 색수차를 없애는데 성공했다.

그 결과 연구팀이 개발한 '무색수차 메타렌즈'는 얇은 두께를 유지하면서도 렌즈 크기를 기존보다 3~5배 키울 수 있게 돼 넓은 시야각을 제공할 수 있게 됐다.
연구팀은 단 한 장의 무색수차 메타렌즈와 홀로그래픽 디스플레이를 결합해 색수차 외에도 다양한 광학 수차를 해결하고 이미지 왜곡 없는 넓은 시야각의 영상을 확보하는데 성공했다.

향후 '무색수차 메타렌즈'와 '홀로그래픽 디스플레이'를 결합하면 콤팩트하면서도 높은 품질의 이미지를 제공하는 가상현실(XR) 웨어러블 기기 개발이 가능해지고 보다 다양한 카메라 및 센서에 활용할 수 있게 될 전망이다.


장용석 글로벌이코노믹 기자 jangys@g-enews.com