삼성전자·포스텍, 스마트폰 '카툭튀' 없앴다

'메타렌즈 상용화' 난제 해결

삼성전자가 포스텍과 산학협력으로 진행한 '초소형 안구 카메라용 메타렌즈' 연구 논문이 세계적인 학술지 '네이처 커뮤니케이션스'에 게재됐다고 13일 밝혔다. 이번 연구는 윤정근 삼성리서치 연구원과 노준석 포스텍 교수 중심으로 이뤄졌고, 강현정 포스텍 연구원이 공동 제1저자로 참여했다. 이번 성과는 확장현실(XR) 디바이스의 두께와 무게를 줄이고, 스마트폰 카메라의 높이를 낮춰 일명 '카툭튀(스마트폰에서 카메라만 튀어나오는 현상)' 개선 가능성을 보여줬다.

메타렌즈는 기존의 굴절렌즈와는 다른 방식으로 빛을 다루는 차세대 광학 기술이다. 얇은 기판 위에 미세 구조를 새겨 렌즈 역할을 하기 때문에 훨씬 얇고 가벼운 광학 기기를 만드는 데 유리하다.

메타렌즈가 선명한 상을 만들려면 빛의 파동 속도를 조절하는 '위상 지연'이 필요한데, 제작이 까다롭고 부러지기 쉬워 상용화에 큰 걸림돌이 됐다. 이에 연구팀은 최소 속도 제어량만을 이용해 정확히 빛을 제어하는 새로운 설계 규칙을 시도했다. 이를 통해 기존과 동일한 광학 성능을 유지하고, 제작 난이도와 불량률을 낮추며 안정성을 높였다. 결과적으로 수율 향상과 가격 경쟁력 확보가 가능해졌다.

연구팀은 개발한 메타렌즈를 기반으로 XR 디바이스용 적외선 초소형 안구 카메라 구현했다. 메타렌즈의 적용으로 기존 굴절렌즈 기반 카메라 대비 두께를 20% 줄여 (2.0㎜→1.6㎜) 무게와 부피를 모두 경감했다. 얇은 두께로 동공 추적과 홍채 구별이 가능하다는 점도 입증했다.
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soup@fnnews.com 임수빈 기자