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삼성전자·포스텍 ‘무색수차 메타렌즈’ 연구, ‘네이처 머티리얼스’에 게재

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Tuesday, February 25, 2025, 09:02:28

렌즈의 크기와 무게를 줄일 수 있는 '무색수차 메타렌즈' 공동 연구
이미지 왜곡 없는 저 피로도 차세대 디스플레이 개발 가능성 시사

 

인더뉴스 이종현 기자ㅣ삼성전자[005930]와 포스텍이 산학협력을 통해 진행한 '무색수차 메타렌즈' 연구 논문이 글로벌 학술지 '네이처 머티리얼스(Nature Materials)'에 게재됐습니다.

 

메타렌즈는 빛의 회절을 제어할 수 있는 나노 크기의 구조체로 구성된 평면 렌즈로 디스플레이·카메라 등 광학 시스템 분야에서 차세대 소자로 주목받고 있습니다.

 

기존 볼록 광학 렌즈 대비 크기와 두께를 획기적으로 줄일 수 있는 장점이 있지만 큰 색수차로 이미지가 심각하게 왜곡되는 기술적 한계가 있어 실제 제품 개발로 이어지는 데 어려움이 있었습니다.

 

색수차(Chromatic Aberration)란 렌즈를 통과하는 빛이 굴절될 때 서로 다른 파장의 빛들이 굴절률이 달라 각기 다른 방향으로 휘어져 이미지의 색상이 번지는 현상입니다.

 

삼성전자와 포스텍 연구팀은 최근 색수차가 없는 '무색수차 메타렌즈' 개발에 성공했으며 홀로그래픽 디스플레이와 결합할 경우 다양한 광학 수차의 보완이 가능하다는 것도 증명했습니다.

 

향후 '무색수차 메타렌즈'와 '홀로그래픽 디스플레이'를 결합하면 높은 품질의 이미지를 제공하는 XR 웨어러블 기기 개발이 가능해지고 보다 다양한 카메라 및 센서에 활용할 수 있게 될 전망입니다.

 

이번 프로젝트는 문석일 삼성전자 삼성리서치 박사와 노준석 포스텍 교수가 주도했으며 최민석, 김주훈, 신길수 포스텍 연구원이 공동 1저자로 참여했습니다.

 

삼성전자와 포스텍 연구팀은 기존 메타렌즈의 설계 방식을 바꿔 색수차 저감 한계를 해결했습니다.

 

기존 연구는 색수차를 없애기 위해 단일 메타 구조체를 독립적으로 설계해 기판에 올려 합치는 방식을 사용했지만 구조체 사이의 상호 관계를 고려하지 않은 탓에 색수차를 완전히 줄일 수 없었습니다.

 

이를 극복하기 위해 연구팀은 모든 메타 구조체 간의 상호 관계를 설계 단계에서부터 고려한 알고리즘을 개발해 색수차를 없애는 데 성공했습니다.

 

그 결과 연구팀이 개발한 '무색수차 메타렌즈'는 얇은 두께를 유지하면서도 렌즈 크기를 기존보다 3~5배 키울 수 있게 돼 넓은 시야각 제공이 가능해졌습니다. 또 메타렌즈의 초점력을 가지면서도 이미지 품질이 향상되는 결과를 가져왔습니다.

 

렌즈는 일반적으로 화면이 커질수록 이미지 왜곡 현상 심해지는데 이를 해결하기 위해 여러 장의 렌즈를 결합해 보정합니다.

 

연구팀은 한 장의 무색수차 메타렌즈와 홀로그래픽 디스플레이를 결합해 색수차 외에도 다양한 광학 수차를 해결하고 이미지 왜곡 없는 넓은 시야각의 영상을 확보하는 데 성공했습니다.

 

특히, 무색수차 메타렌즈와 홀로그래픽 디스플레이를 결합하면 일반 광학 렌즈와 디스플레이를 결합했을 때 보다 작고 가벼우면서도 피로도가 적은 가상 영상 제공이 가능하다는 것도 기술 검증을 통해 입증했습니다.

 

향후 무색수차 메타렌즈와 홀로그래픽 디스플레이를 결합한 장치는 XR 기기뿐만 아니라 일반 디스플레이, 카메라, 센서 등 다양한 광학 시스템의 성능 향상과 부피 저감에 활용될 전망입니다.

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이종현 기자 flopig2001@inthenews.co.kr

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현대자동차·기아, ‘2025 레드 닷 어워드’ 최우수상 2개 포함 총 11개 콘셉트 디자인 수상

현대자동차·기아, ‘2025 레드 닷 어워드’ 최우수상 2개 포함 총 11개 콘셉트 디자인 수상

2025.07.21 10:47:26

인더뉴스 김용운 기자ㅣ현대차·기아는 '2025 레드 닷 어워드: 콘셉트 디자인(Red Dot Award: Contcept Design 2025)'에서 최고상인 최우수상(Best of the Best) 2개와 본상(Winner) 9개 등 11관왕을 달성했다고 21일 밝혔습니다. 독일 노르트라인 베스트팔렌 디자인센터(Design Zentrum Nordrhein Westfalen)가 주관하는 레드 닷 어워드는 세계 3대 디자인상 중 하나로, 매년 제품 디자인, 브랜드·커뮤니케이션 디자인, 디자인 콘셉트 부문으로 나눠 우수 디자인을 선정합니다. 이번에 발표된 콘셉트 부문에서 현대차·기아는 ▲City-Pod, Urban-Pod ▲PV5 위켄더 콘셉트(WKNDR Concept)로 자율주행(Autonomous)과 자동차 및 모터사이클(Cars and Motorcycles) 분야에서 각각 최우수상을 수상했다. 현대차의 ▲City-Pod, Urban-Pod은 작년 CES와 ADEX 2023에서 각각 선보인 미래 물류 시스템입니다. 스마트 시티를 구현하는데 중점을 둔 혁신적인 운송 솔루션으로 디지털 트윈, 자율주행 등 최첨단 기술을 적용해 실시간 추적이 가능하고, 산업현장뿐 아니라 고객의 일상에서도 다용도로 활용될 수 있습니다. 기아의 ▲PV5 위켄더(WKNDR) 콘셉트는 자유로운 아웃도어 라이프스타일을 제시하는 다목적 EV 밴입니다. 모듈형 콘셉트 적용으로 실내·외를 유연하게 변경할 수 있으며, 태양광 패널 등 자체 에너지 솔루션을 장착해 고객에게 지속가능한 여정을 제시합니다. 또한 리프트업 가능한 차체와 오프로드 타이어는 험준한 지형에서도 역동적인 주행이 가능합니다. 이와 함께 현대차·기아는 새로운 가능성을 보여주는 우수한 콘셉트 디자인으로 총 9개의 본상을 수상했습니다. 제네시스 ▲엑스 그란 쿠페(X Gran Coupe)와 ▲엑스 그란 컨버터블(X Gran Convertible) ▲엑스 그란 이퀘이터(X Gran Equator) 제네시스의 디자인 철학인 '역동적인 우아함(Athletic Elegance)'을 극대화한 디자인으로 자동차 및 모터사이클 분야에서 본상을 수상했습니다. 기아는 ▲PV1 ▲PV5 ▲PV7 콘셉트는 사용 환경에 최적화된 디자인으로 본상을 차지했고 기아의 전동화 디자인 노하우가 집약된 소형 SUV ▲EV2 콘셉트도 본상을 수상했습니다. 현대차의 ▲나노 모빌리티(Nano mobility)와 ▲마이크로 모빌리티도 본상 수상작에 이름을 올렸습니다. 이 밖에도 현대차·기아 로보틱스랩의 ▲전기차 자동충전로봇 서비스(Automatic Charging Robot Service)도 서비스 디자인 분야에서 본상을 수상했습니다. 전기차 자동충전로봇 서비스는 차량의 주차 상태를 스스로 판단해 충전을 시작하는 자동화된 서비스로, 사용자는 차량에서 내리지 않은 채 전체 충전 과정을 실시간으로 편리하게 모니터링 할 수 있습니다. 현대차·기아 관계자는 "현대차·기아의 지속가능한 미래에 대한 임직원들의 집요한 고민과 각 브랜드의 디자인 철학이 결합돼 높은 성과를 낼 수 있었다"며 "차별화된 모빌리티 경험이 고객에게 닿을 수 있도록 지속 노력하겠다"고 밝혔습니다.


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