KAIST, 휴대용 카메라로 구강 스캐닝 가능한 기술 개발

3차원 구강 스캐닝용 라이트필드 카메라 개발
다양한 바이오·의료 이미징 분야에 적용 가능

고체 잠입 마이크로렌즈 어레이 및 구강 스캐너와 구강 모형. 사진=KAIST 제공

한국과학기술원(KAIST) 바이오및뇌공학과 정기훈 교수 연구팀이 3차원 구강 스캐닝에 적합한 휴대형 라이트필드 카메라를 개발하는 데 성공했다.

연구팀에 따르면 기존 구강 스캐너는 큰 크기와 낮은 정확도로 사용 빈도가 낮아 실용적인 사용을 위해 소형화와 동작 잡음 개선 등이 필요한 상황이다.

빛의 세기만을 기록하는 일반적인 카메라와 달리 라이트필드 카메라 (light-field camera)는 마이크로렌즈 어레이(미세 렌즈 배열 광학 소자)를 이미지센서 앞에 배치해 들어오는 빛의 방향을 구분한다.

즉, 한 번의 촬영으로 3차원 광학이미지를 획득하고 간단한 구조를 가지기 때문에 초소형 제작이 가능하다.

연구팀은 3차원 구강 스캐닝을 위해 주 렌즈, 고체 잠입 마이크로렌즈 어레이, 이미지센서 등을 이용한 동작잡음이 없는 초소형 고심도 라이트필드 카메라 (deep focus light-field camera)를 설계·제작했다.

제작된 라이트필드 카메라는 피사계 심도가 높아, 손떨림에도 둔감하고, 한 번 촬영으로 더 많은 3차원 영상정보를 쉽게 획득할 수 있다.

정 교수는 "연구팀이 개발한 라이트필드 카메라는 구강 스캐닝 뿐만 아니라 생체 내 3차원 이미징을 위한 새로운 플랫폼으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다"며 "내시경, 현미경 등의 다양한 바이오·의료분야는 물론 3차원 산업용 검사장비에 활용하게 될 것"이라고 말했다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 '에이피엘 바이오엔지니어링(APL Bioengineering)'에 최근 게재됐다.