한국과학기술원(KAIST)은 물리학과 박용근 교수팀이 단일 필터로 고해상도 3차원 영상을 포착할 수 있는 혁신 기술을 개발했다고 5일 밝혔다. 독자적인 3D 홀로그램 영상 기술을 개발했다고 발표했다. 이번 연구 결과는네이처커뮤니케이션즈에 게시됨
그림 1. 홀로그램 카메라의 구조와 원리. 홀로그램 카메라에서 산란되는 빛의 진폭과 위상 정보를 측정하는 기능
기존 홀로그램 카메라는 광파의 간섭을 통해 빛의 파장과 굴절을 측정하는 간섭계를 사용하기 때문에 구조가 복잡하고 주변 환경의 영향을 받기 쉽습니다.
박 교수 연구팀은 복잡한 간섭계를 사용하지 않고도 특정 수학적 조건을 만족하는 필터를 이용해 빛의 위상 정보를 정확하게 측정하고, 물체의 3차원 정보를 더 높은 정확도로 재구성하는 방법을 개발하고 있다. 개발되었습니다. 이 방법에서는 두 렌즈 사이에 끼워진 필터가 중요한 역할을 합니다. 필터는 빛의 일정 부분을 선택적으로 통과시키며, 렌즈를 통과한 빛의 세기는 시중에 판매되는 일반적인 카메라로 측정할 수 있습니다. 카메라에서 수신한 이미지 데이터와 필터에서 수신한 고유 패턴을 결합하여 알고리즘을 사용하여 객체에 대한 정확한 3D 정보를 재구성합니다.
그림 2. 일반 카메라와 홀로그램 카메라로 촬영한 움직이는 인형. 피사체에 초점을 맞추지 않고 사진을 찍으면 일반 카메라는 인형의 흐릿한 이미지만 제공하지만 홀로그램 카메라는 흐릿한 이미지를 복원할 수 있습니다. 인형의 이미지가 선명해집니다.
(출처: 카이스트)
이 방법을 사용하면 어떤 위치에서든 물체의 고해상도 3D 이미지를 촬영할 수 있습니다. 실제 상황에서는 일반적인 이미지 센서에 필터를 추가하여 레이저 기반 홀로그램 3D 이미지 센서를 구성할 수 있습니다. 이로 인해 광학 시스템을 훨씬 쉽게 설계하고 구축할 수 있습니다. 특히, 이 신기술은 빠르게 움직이는 물체의 고해상도 홀로그램 이미지를 포착할 수 있어 활용 범위가 확대된다.
이번 연구를 주도한 KAIST 물리학과 오정훈 박사는 “우리가 제안하는 홀로그램 카메라 모듈은 기존 원격탐사 기술을 대체할 수 있는 잠재력을 지닌 유망한 후보”라고 말했다.
사이언스포털 아시아태평양 편집부
