'카툭튀' 해결 방안 찾았다…삼성·포스텍, 메타렌즈 상용화 ‘한걸음’

삼성전자가 스마트폰 기술의 최대 난제인 카메라 돌출 현상을 해결할 수 있는 기술을 개발했다.

삼성전자는 포항공과대학교(포스텍)와 산학협력으로 진행한 '초소형 안구 카메라용 메타렌즈' 연구 논문이 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션스에 게재됐다고 13일 밝혔다. 연구는 윤정근 삼성리서치 연구원과 노준석 포스텍 교수를 중심으로 이뤄졌고 강현정 포스텍 연구원이 공동 제1저자로 참여했다.

메타렌즈는 기존 굴절렌즈와는 다른 방식으로 빛을 다루는 차세대 광학 기술이다. 평평한 표면에 나노미터 크기의 기둥 구조를 세워 빛이 통과할 때 나타나는 ‘회절’ 현상을 이용한다. 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 필요하다. 이를 위해선 폭이 매우 좁고 길이가 긴 수천 만 개의 나노 기둥을 세워야 하는데, 제작이 까다롭고 부러지기 쉬워 상용화에 걸림돌이 됐다. 연구팀은 최소 속도 제어량만을 이용해 정확히 빛을 제어하는 새로운 설계 규칙을 시도했다. 이를 통해 제작 난도와 불량률을 낮춰 수율 향상과 가격 경쟁력을 확보했다.

삼성전자는 이번 연구에 대해 확장현실(XR) 디바이스의 두께와 무게를 줄이고, 스마트폰 카메라 높이를 낮춰 이른바 '카툭튀'(스마트폰에서 카메라만 튀어나오는 현상)의 개선 가능성을 제시했다고 강조했다. 향후 가시광 영역으로 기술을 확장해 스마트폰 카메라 모듈의 돌출을 줄이고 다양한 이미징 센서를 더 작게 만들어 디바이스 차별화가 가능해질 것으로 전망된다.

삼성전자 관계자는 "앞으로도 미래를 선도해 나갈 혁신 기술 확보를 위해 산학협력 등 다양한 연구를 지속할 계획"이라고 말했다.