배진우 한기대 교수팀, '다방향 초점·줌 기능 탑재한 적응형 렌즈' 개발

연구책임자인 배진우 한기대 교수(가운데)가 한동헌 석박사통합과정(왼쪽), 윤재욱 박사과정과 기념촬영하고 있다./사진제공=한기대

한국기술교육대학교(이하 한기대)는 최근 배진우 에너지신소재화학공학부 응용화학전공 교수 연구팀이 외부 전기장 반응에 형상이 변하는 스마트 폴리염화비닐(polyvinyl chloride, PVC) 젤을 활용해 다방향 초점 조절 및 줌 기능을 탑재한 적응형 렌즈를 개발했다고 4일 밝혔다.

배 교수팀은 4개의 독립된 전극을 이용해 낮은 전압으로도 렌즈의 형상을 다양하게 변화시켜 자유로운 초점 조절이 가능한 'PVC 고분자 젤 기반 다방향 초점 조절이 가능한 적응형 렌즈'를 세계 최초로 선보였다.


연구팀은 연구책임자인 배 교수를 비롯해 윤재욱 박사과정(제1저자), 한동헌 석박사통합과정(공동 제1저자), 오승주 박사과정, 우인선 박사과정, 박현수 석사과정 등으로 구성됐다.

적응형 렌즈는 고체렌즈와 달리 형상을 자유롭게 바꾸고 초점거리를 유연하게 조절할 수 있기 때문에 광학 분야에서 활용범위가 무궁무진하다. 하지만 기존 연구들은 형태를 바꾸는데 필요한 구동 전압이 상대적으로 높아 초점거리를 조절하는 수준의 변형만 가능했다.

연구팀은 렌즈를 구성하는 전극을 4개의 독립 전극으로 분할해 더 복잡한 변형을 유도했다. 그 결과 넓은 범위의 초점거리 구현은 물론 수직·수평·대각선 방향의 초점 조절에도 성공했다.


배 교수팀이 개발한 렌즈는 다방향 초점 조절과 줌 기능이 동시에 가능하기 때문에 자동초점(autofocus, AF)뿐만 아니라 손떨림보정(optical image stabilizer, OIS)까지 단 한 층의 렌즈만으로 구현할 수 있다. 이는 스마트폰 카메라와 광학 센서 등의 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

배 교수는 "이번에 개발한 스마트 소재와 초소형 렌즈는 형상을 다양하게 변화시킬 수 있다. 이를 통해 조작자가 원하는 대로 초점을 움직일 수 있다"며 "후속 연구를 수행해 단 한 장의 렌즈만으로 AF와 OIS를 구현할 수 있도록 노력하겠다"고 말했다.

한편 이번 연구는 '한국연구재단 이공분야기초연구사업'(중견연구)과 '4단계 두뇌한국(BK)21 FOUR 사업'의 지원을 받아 진행됐다. 연구결과는 지난달 20일 국제학술지 '어드밴스드 머터리얼즈 테크놀로지스'(Advanced Materials Technologies) 온라인 판에 게재됐으며, 현재 후면 표지논문으로 선정돼 출간을 앞두고 있다.

배진우 한기대 교수팀의 연구 결과가 등재된 국제학술지 '어드밴스드 머터리얼즈 테크놀로지스'(Advanced Materials Technologies)의 표지 이미지./사진제공=한기대