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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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CJ제일제당, 스웨덴 ‘바이오 머티리얼즈’와 파트너십 체결

CJ제일제당, 스웨덴 ‘바이오 머티리얼즈’와 파트너십 체결

2025.10.31 09:17:14

인더뉴스 문정태 기자ㅣCJ제일제당이 생분해성 바이오소재 ‘PHA(Polyhydroxyalkanoates)’의 글로벌 상용화를 본격 확대합니다. CJ제일제당은 스웨덴 바이오소재 컴파운딩 기업 ‘BIQ머티리얼즈’와 PHA 적용 인조잔디 충전재 사업 협력을 위한 파트너십을 체결했다고 31일 밝혔습니다. BIQ머티리얼즈는 유럽 최초로 PHA 기반 충전재를 개발해 특허를 보유한 기업입니다. 이번 협약에 따라 CJ제일제당은 인조잔디 충전재에 적합한 PHA 소재를 공급하고, BIQ머티리얼즈는 제품 생산을 담당합니다. 양사는 유럽 시장에서 PHA 상용화를 적극 추진할 계획입니다. PHA는 미생물이 식물 유래 성분을 섭취해 세포 내에 축적하는 고분자 물질로 토양·해양·퇴비 환경에서 모두 분해되는 것이 특징입니다. CJ제일제당은 지난 2022년 PHA 상업 생산을 시작해 브랜드 ‘PHACT’를 론칭했습니다. 유럽연합(EU)은 인조잔디 충전재를 미세플라스틱 발생 주요 품목으로 지정하고, 오는 2031년부터 석유계 충전재 사용을 금지할 예정입니다. 회사는 이에 따른 친환경 충전재 수요 증가에 대응해 현지 시장 공략에 나선다는 계획입니다. 지난 30일 독일 프랑크푸르트에서 열린 협약식에는 정혁성 CJ제일제당 BMS본부장과 프레드릭 베리에고르 BIQ머티리얼즈 회장 등이 참석했습니다. 이날 정혁성 본부장은 “유럽에서 PHA 적용 분야를 넓히는 계기가 될 것”이라며 “지속가능 소재 솔루션을 지속 발굴하겠다”고 말했습니다. 한편, CJ제일제당의 미국 자회사 CJ바이오머티리얼즈는 ‘2025 바이오플라스틱 어워드 혁신상’을 수상했습니다. 비결정형 PHA(aPHA) 기술이 지속가능성과 확장성을 인정받았습니다. CJ제일제당은 ▲코스맥스(화장품 용기) ▲이토추플라스틱스(일본 유통 협력) 등과도 협업하며 PHA 응용 시장을 확대하고 있습니다.




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