한국표준과학연구원, 사람의 눈을 모방한 적외선 영상센서 개발

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2011-05-24 11:00

대전--(뉴스와이어)--적외선(infrared, IR) 영상센서는 모든 물체에서 방출되는 눈에 보이지 않는 열선, 즉 적외선을 검출해 그 세기를 영상으로 재현한 것이다. 그동안 군사용으로 야시경, 열추적 미사일 센서, 인공위성 적외선 카메라 등이 주로 개발 되었다. 최근에는 유방암·혈류 진단, 기상·우주 관측, 산업설비 진단, 환경오염 감시 등 적외선 영상센서의 활용분야가 점차 확대되고 있다.

지금까지 개발된 단색 적외선 센서는 물체에서 방출하는 ‘열의 양’만을 검출해 복사열의 분포를 영상화한 것으로 야간에서의 물체 식별, 기상 관측, 가스 검출, 누전·누열 감식, 체열 진단 등에 활용되어 왔다.

KRISS-뉴멕시코대 공동 연구팀이 지금까지 단색(흑백) 적외선 센서로 볼 수 없었던 물체의 절대 온도와 토양·대기가스 분포, 초기 유방암·피부암 진단 등 정밀 의료진단 분야에 활용할 수 있는 ‘다중파장 적외선 영상센서’ 개발에 성공했다.

KRISS(한국표준과학연구원, 원장 김명수) 이상준·노삼규 박사팀과 미국 뉴멕시코대 크리슈나 교수(Sanjay Krishna) 연구팀이 주도한 이번 연구는 교육과학기술부가 추진하는 한국연구재단 국제공동연구(글로벌연구실, GRL) 사업인 “차세대 영상기술을 위한 나노구조 원적외선/테라헤르쯔 검출소자”과제에서 수행한 결과이다. 연구결과는 그 우수성을 인정받아 세계적 권위의 과학온라인 저널인 ‘네이처 커뮤니케이션(Nature Communications)’에 게재되었다.

이번 기술은 사람의 눈(망막)을 모방한 차세대 컬러 적외선 영상센서를 구현할 수 있다. 화합물반도체 양자점 나노구조와 표면 플라즈몬의 2차원 배열 금속 구조체를 집적시킨 이 기술은 복사열의 세기뿐만 아니라 파장별 분포에 관한 정보를 모두 포함하고 있어 컬러 적외선 영상 구현이 가능하다. 즉, 빛의 세기만으로 영상을 재현한 흑백 TV에서 빛의 삼원색에 의한 총천연색의 컬러 TV를 구현해 낸 것이다.

개발한 기술은 적·녹·청(R·G·B)을 신호화해 컬러 영상을 재현하는 가시광 영상센서의 원리와 유사하게 물체에서 방출되는 적외선을 파장 대역별로 분리해 단색의 적외선에 색깔을 부여한 컬러 적외선 영상센서에 응용할 수 있다.

KRISS 이상준 박사는 “현재 상용화되어 있는 단색 적외선 영상센서를 비롯해 대부분의 관련 기술은 일부 선진국만이 보유하고 있는 핵심기술”이라며 “컬러 적외선 영상센서 기술을 세계 최초로 개발함으로써 앞으로 우리나라가 관련 분야에서 주도적인 역할을 수행할 수 있을 것”이라고 말했다.

연구책임자인 KRISS 노삼규 박사는 “GRL 과제의 2단계 연구개발 목표는 1단계에서 확보한 신기술을 4파장 적외선 영상센서에 적용해 사람의 ‘가시광 망막’과 유사한 ‘적외선 망막(Infrared retina)’을 구현하고 이를 테라헤르쯔 영역으로 확장시킬 계획”이라며 “수년 내에 신개념의 적외선 망막기술이 실용화 수준에 접근할 수 있을 것”이라고 말했다.

한국표준과학연구원 개요
국가측정표준 정점이며 가장 앞서가는 측정을 연구하는 대덕연구단지내의 출연연구기관입니다.

웹사이트: http://www.kriss.re.kr