한국과학기술원(KAIST·총장 이광형)이 3차원 홀로그래피 이미징 센서 기술의 새로운 도약을 이뤘다.
KAIST는 박용근 물리학과 교수팀이 복잡한 간섭계를 사용하지 않는 혁신적인 홀로그래피 카메라 기술을 발표했다고 23일 전했다.
홀로그래픽 카메라는 대상의 3D 정보를 획득해 현실감 있는 영상을 제공한다. '광파' 간섭 현상을 이용해 빛의 파장·굴절률 등을 측정하는 장치인 간섭계를 사용해 구성이 복잡하다. 주변 환경에도 민감하다는 것이 단점이다.
연구팀이 제시한 혁신적인 방법은 수학적으로 특정 조건을 만족하는 마스크를 일반 카메라에 추가하고, 이로써 레이저 산란광을 컴퓨터 상에서 분석하는 방식이다.
복잡한 간섭계가 필요하지 않고, 더욱 단순화된 광학 시스템으로 빛의 위상 정보를 효과적으로 획득한다.
마스크는 빛 특정 부분을 선별적으로 필터링하며, 렌즈를 통과하는 빛 강도는 일반 상업용 카메라로 측정할 수 있다. 카메라로부터 받은 이미지 데이터와 마스크의 패턴을 결합하고 알고리즘 처리를 해 세밀한 3D 정보를 복원한다.
이 방식은 어떤 위치 물체든 선명하게 3차원으로 촬영한다. 일반 이미지 센서에 마스크를 추가하는 것만으로 레이저 홀로그래피 3D 이미지 센서 구현이 가능하다. 광학 시스템 설계와 제작이 더욱 간편하다. 빠르게 움직이는 물체에도 선명한 홀로그래픽 이미지 촬영이 가능해 활용 범위가 넓다.
오정훈 KAIST 물리학과 박사가 제1 저자로 참여한 이 연구 결과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션즈' 8월 12일자에 출판됐다.
오정훈 박사는 “제안하는 홀로그래픽 카메라 모듈은 일반 카메라에 필터를 추가하는 방식으로 구현될 수 있으므로, 실용화된다면 비전문가가 손쉽게 사용할 수 있을 것”이라며 “기존 원격 감지 기술을 대체할 수 있는 높은 잠재력을 가지고 있다”고 말했다.
한편 이번 연구는 연구재단의 리더연구사업, 과학기술정보통신부의 홀로그램핵심기술지원사업, 나노 및 소재 기술개발사업 지원을 받아 수행됐다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
