다방향 초점 조절 및 줌 기능이 동시에 가능한 적응형 렌즈가 외부 전기장에 반응하여 형상이 변하는 스마트 폴리염화비닐(polyvinyl chloride, PVC) 젤을 이용하여 개발되었다.

한국기술교육대학교(총장직무대행 남병욱)는 배진우 교수(에너지신소재화학공학부 응용화학전공) 연구팀이 4개의 독립된 전극을 이용하여 낮은 전압으로도 렌즈의 형상을 다양하게 변화시켜 자유로운 초점 조절이 가능한 ‘PVC 고분자 젤 기반 다방향 초점 조절이 가능한 적응형 렌즈’를 세계 최초로 개발했다고 4월 4일 밝혔다.

적응형 렌즈는 고체렌즈와 달리 형상을 자유롭게 바꾸고 초점거리를 유연하게 조절할 수 있어 광학 분야에서 활용범위가 무궁무진하다. 다만, 기존 연구들은 형태를 바꾸는데 필요한 구동 전압이 상대적으로 높으며 단순히 초점거리를 조절하는 수준의 변형만이 가능했다.

이에 연구팀은 렌즈를 구성하는 전극을 4개의 독립된 전극으로 분할하여 더 복잡한 변형을 유도하였으며, 넓은 범위의 초점거리를 구현하였을 뿐만 아니라 수직·수평·대각선 방향의 초점 조절에 성공하였다.

이번 연구성과는 다방향 초점 조절과 줌 기능이 동시에 가능하므로 자동초점(AF)뿐만 아니라 손떨림보정(OIS)까지 단 한 층의 렌즈만으로 구현할 수 있으며, 스마트폰 카메라, 광학 센서 등 여러 분야에 적용이 가능할 것으로 기대된다.

연구책임자인 배진우 교수는 “이번에 개발한 스마트 소재와 이를 이용한 초소형 렌즈는 다양하게 형상이 변화하는 특징을 가지고 있어 초점을 원하는 대로 움직이는 것이 가능하다. 향후 지속적인 연구를 통해 단 한 장의 렌즈만으로 AF와 OIS를 구현하여 최첨단 광학 분야에 적용이 가능할 것으로 기대하고 있다.”라고 밝혔다.

해당 연구는 한국연구재단 이공분야기초연구사업(중견연구), 4단계 두뇌한국(BK)21 FOUR 사업의 지원을 받아 한국기술교육대학교 배진우 교수(연구책임자), 윤재욱 박사과정(제 1저자), 한동헌 석박사통합과정(공동 제 1저자), 오승주 박사과정, 우인선 박사과정, 박현수 석사과정이 참여하였다.