스마트폰 '카툭튀' 없앤다…삼성전자·포스텍, 메타렌즈 난제 해결

삼성전자와 포항공과대학교가 스마트폰의 고질적인 '카툭튀'(스마트폰에서 카메라만 튀어나오는 현상) 문제를 개선할 수 있는 메타렌즈 상용화 가능성을 열었다.

삼성전자는 포항공과대학교(포스텍)와 산학협력으로 실시한 '초소형 안구 카메라용 메타렌즈' 연구 논문이 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션스에 게재됐다고 13일 밝혔다.

이번 연구는 윤정근 삼성리서치 연구원과 노준석 포스텍 교수를 중심으로 실시했다. 강현정 포스텍 연구원이 공동 제1저자로 참여했다.

(사진 왼쪽부터) 포스텍 노준석 교수, 강현정 포스텍 연구원, 삼성리서치 윤정근 연구원

차세대 광학 기술인 메타렌즈는 기존 굴절렌즈와 다른 방식으로 빛을 다룬다. 얇은 기판 위에 미세 구조를 새겨 렌즈 역할을 하는 방식이어서 훨씬 얇고 가벼운 광학 기기를 만드는 데 유리하다.

메타렌즈가 선명한 상을 만들려면 빛의 파동 속도를 조절하는 '위상 지연'이 필요하다. 서로 다른 경로를 지난 빛줄기가 정확히 한 점에서 맞물려야 또렷한 상을 얻을 수 있기 때문이다.

기존 방식은 수천만개 나노 기둥을 세워 위상 지연을 구현하는 까다로운 과정이 필요해 상용화가 어려웠다.

연구팀은 최소 속도 제어량만 이용해 기존 한 파장이 아닌 3분의 2 파장의 위상 지연만으로도 빛을 효율적으로 회절시키는 방법을 세계 최초로 제시했다. 제작 난도와 불량률을 낮출 수 있어 수율 향상과 가격 경쟁력 확보가 가능해졌다.

이번 성과는 확장현실(XR) 디바이스의 두께와 무게를 줄이고 스마트폰 카메라 높이를 낮춰 '카툭튀' 개선 가능성을 제시했다.

특히 메타렌즈의 광학 성능과 기계적 안정성, 가격 경쟁력을 모두 확보할 가능성을 열었다고 삼성전자는 설명했다. 향후 가시광 영역으로 기술을 확장해 스마트폰 카메라 모듈의 돌출을 줄이고 다양한 이미징센서를 더 작게 만들어 디바이스 차별화가 가능해질 것으로 내다봤다.

배옥진 기자 withok@etnews.com