한국표준과학연구원, 고해상도 휴대폰 렌즈에 대한 실시간 성능평가기술 개발
실시간 휴대폰 줌렌즈 평가 장치 (이윤우 박사)
이번에 개발된 기술은 직경 1 mm ~ 20 mm급 광학렌즈의 성능을 수 초 내에 평가할 수 있다. 특히 자동으로 초점을 맞추는 자동상면결정 프로그램을 개발함으로써 700만 화소 이상의 줌렌즈 성능까지 매우 객관적이고 정확하게 평가할 수 있는 것이 장점이다. 이 기술의 원리는, 시험렌즈의 대상물 크기에 따른 분해능을 센서(고체찰상소자, Charge Coupled Device)를 통해 고속으로 측정하고 수치적으로 해석함으로써 광학렌즈 성능평가지표로서 국제적으로 인정되는 광전달함수(OTF : Optical Transfer Function)를 측정한다.
그리고 사진의 질에 영향을 미치는 초점거리, 각종 수차들도 동시에 측정함으로써 수 초 내에 정교한 성능평가를 가능하게 한 것이다. 또한 휴대폰 제조업체에서 사용하는 성능평가장치의 정확도를 분석하는 교정기술까지 갖추었다. 측정 장치의 일부를 변형하면 양산용 장비로 사용할 수 있다.
휴대폰 제작기술과 수출에 있어 일본과 1,2위를 다투고 있는 우리나라는 매년 1억 개 이상의 폰카메라 렌즈들을 생산하고 있다. 수초 내에 렌즈에 대한 성능검사를 완료하여야 생산될 수 있는 수량이다. 고해상도 줌렌즈를 개발하기 위해서는 렌즈의 설계, 제작과 함께 성능평가기술이 확보되어야 한다. 하지만 지금까지 국내에서는 광학설계와 렌즈 제작기술의 수준은 매우 높은 반면, 최종 조립된 렌즈의 성능을 평가하는 기술은 상대적으로 낮아서 외국산 장비에 의존하고 있었다. 이에 따라 세계 최고 수준의 우리나라 휴대폰 제작기술과 정보가 해외에 누출될 위험이 항상 도사리고 있었다.
현재 폰카메라에 쓰이는 렌즈의 직경은 2 mm 정도로 휴대폰 공정과정에서 조립은 물론, 성능 평가가 매우 어렵다. 더구나 줌 기능이 있는 렌즈들은 다초점을 위해 5~6개 겹쳐져있는 렌즈의 부피를 줄이는 과정에서 불량품이 나올 확률이 매우 높기 때문에 성능평가가 제대로 이루어져야 한다.
표준연은 이번 기술을 광계측 전문기업인 지우기술(대표이사: 허문회)에 기술이전 하였으며 개발된 장치를 삼성전자 등 국내 휴대폰 생산업체에 보급하였다. 앞으로 300만 이상 화소급 휴대폰 줌렌즈의 수요가 크게 늘 전망이어서 이번 기술 개발 성공에 의미가 더욱 크며, 수입대체효과는 연간 100억원이다. 이는 첨단 기술을 국산화 했다는 자부심뿐만 아니라 국내 관련업체의 경쟁력을 향상 시켰다는 데 큰 의의가 있다.
표준연은 앞으로 휴대폰 렌즈의 성능평가를 위한 표준렌즈 개발과 산업체 기술지원은 물론 직경 1 mm 이하 초소형 렌즈의 성능평가기술 개발연구를 계속 수행할 계획이다.
■ 전문용어 설명
비구면(非球面) 렌즈 : 선명한 상을 얻기 위하여 기존의 구면형상을 포물면이나 쌍곡면 같이 변화시킨 렌즈. 구면 외의 면은 비구면임.
광전달함수 : 렌즈의 성능을 객관적으로 나타내는 지표. 국제표준화기구(ISO)에서 광학계 성능평가 방법으로 추천하며 KS 규격화 되어있음.
광학수차 : 광학렌즈의 이상적인 상에서 벗어난 상들. 구면수차, 색수차, 코마, 비점수차, 왜곡수차, 상면만곡 등이 있음.
자동상면결정 프로그램 : 광학렌즈의 최적상면을 컴퓨터를 이용하여 자동측정하는 프로그램.
한국표준과학연구원 개요
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