포스텍은 전자전기공학과 최수석<사진> 교수 연구팀이 전기적 신호를 이용해 필터링 색 조절이 가능하고, 높은 광 투과율을 가진 컬러 필터 기술을 최초로 개발했다고 16일 밝혔다.

스마트폰으로 사진을 찍을 때 렌즈를 통과한 빛은 이미지 센서로 들어간다.

센서는 적색과 녹색, 청색 필터를 통해 빛을 필터링하고, 다시 이들을 조합해 형형색색의 물체를 재현한다.

어두운 환경에서는 센서로 들어오는 빛의 양이 적어 인접한 픽셀을 합치는 ‘픽셀 비닝’ 기술을 통해 빛의 양을 늘림으로써 노이즈를 줄이고, 이미지를 또렷하게 표현할 수 있다.

연구팀은 이번 연구에서 카이랄 액정에 주목했다.

카이랄 액정은 구조적 특성으로 인해 특정한 파장의 빛을 선택적으로 반사한다.

연구팀은 이 특성에서 착안해 화학물질을 사용하지 않고, 나노미터 크기의 액정 구조를 조절해 특정한 색을 나타내는 필터를 제작했다.

적색 파장의 빛을 필터링하던 필터가 상황에 따라 청색 파장의 빛을 필터링할 수 있게 된 것이다.

무엇보다도 1.4V의 매우 낮은 전압으로 필터링 색상을 자유롭게 조절하는 데 성공했으며, 필터는 70%의 높은 광 투과율을 보였다.

이어, 연구팀은 필터를 이용해 4개의 픽셀을 하나로 합치는 ‘테트라 비닝’ 기술을 구현하는 데도 성공했다.

이 기술은 어두운 환경에서도 높은 품질의 이미지를 재현하는 최신 기술 중 하나다.

연구팀은 인위적 신호처리 등 추가 공정 없이 1.4V의 전압만으로 이를 가능하게 만들었다.

연구를 이끈 최수석 교수는 “사람의 눈처럼 어두운 환경에서도 고품질의 이미지를 재현하는 데 성공했다”며 “이번 연구가 이미지 센서뿐 아니라 자율 주행 자동차 등 다양한 산업 분야에서 큰 도움이 되기를 바란다”고 말했다.