우리 연구진이 치아나 구상조직 형태를 치과 치료 등을 위해 간편하게 3차원(3D) 스캐닝하는 기술을 개발했다.
한국과학기술원(KAIST·총장 이광형)은 정기훈 바이오 및 뇌공학과 교수팀이 3D 구강 스캐닝에 적합한 휴대형 라이트필드 카메라를 개발했다고 6일 밝혔다.
기존 구강 스캐너는 크고 정확도는 낮아 사용 빈도가 낮다. 실용성을 더하려면 소형화와 손움직임에 따른 동작 잡음 개선 등이 필요하다.
이에 연구팀은 주 렌즈, 고체 잠입 마이크로렌즈 어레이(미세렌즈 배열 광학 소자), 이미지센서 등을 이용해 동작잡음이 없는 초소형 고심도 라이트필드 카메라를 설계·제작했다.
빛 세기만 기록하는 일반 카메라와 달리 라이트필드 카메라는 마이크로렌즈 어레이를 이미지 센서 앞에 배치해 빛의 방향을 구분한다. 한 번 촬영으로 3D 광학이미지를 획득할 수 있고, 구조도 간단해 초소형 제작이 가능하다.
이번 성과 핵심아이디어는 저굴절률 고분자 코팅으로 마이크로 렌즈 초점거리를 향상한 고체 잠입 마이크로렌즈다. 제작한 라이트필드 카메라는 피사계 심도가 높아 손떨림에도 둔감하고, 한번 촬영으로 더 많은 3D 영상정보를 쉽게 획득할 수 있다.
연구팀은 이렇게 라이트필드 카메라 기반 구강 스캐너 구현해 휴대 촬영으로 손동작 잡음 없이 구강 모형 3D 재구성 영상 획득에 성공했다.
고대비 이미지를 획득해 높은 3D 재구성 정확도를 보였다. 고정확도 3D 구강 스캐닝이 가능함을 확인했다.
정기훈 교수는 “개발 라이트필드 카메라는 구강 스캐닝 뿐만 아니라 생체 내 3D 이미징을 위한 새로운 플랫폼으로 활용될 전망”이라며 “내시경·현미경 등 다양한 바이오·의료분야, 3D 산업용 검사장비에 활용하게 될 것”이라고 설명했다.
권재명 KAIST 바이오 및 뇌공학과 박사과정 학생이 주도한 이번 연구 결과는 국제학술지 'APL 바이오엔지니어링'에 게재됐다.
이번 연구는 과학기술정보통신부 및 바텍 지원을 받아 수행했고, 마이크로픽스(연구실 창업)에서 기술사업화를 진행 중이다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
