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디지털 도감
렌즈 없는(Lens less) 카메라
히타치 제작소, 업계의 지도를 새로 만든다?

렌즈를 사용하지 않고 화상이나 동영상을 촬영할 수 있는「렌즈 없는 카메라」의 실용화 경쟁이 본격화되기 시작했다. 화상센서에 초박막(超薄膜) 특수필름을 겹치게 하는 것 만으로 영상 촬영이 가능한 신기술이다. 기존과 같이 두꺼운 렌즈가 필요 없으므로, 폭넓은 분야로의 응용이 기대되고 있다. 향후에는 카메라업계의 세력 계도를 바꿔 쓸 가능성을 지닌 신기술로써 주목 받고 있다.

일본에서 렌즈 없는 카메라 개발을 리드하고 있는 곳이 히타치(日立)제작소이다. 국내에서 처음으로 렌즈를 사용하지 않고 촬영할 수 있는 기술을 확립했다고 발표했다.

세계에서는 미국의 라이스대학(Rice University)이나 반도체 개발의 램버스(Rambus)사도 연구개발을 진행하고 있으나, 히타치의 신기술은「스피드」가 최대의 세일즈 포인트이다.

렌즈 없는 카메라는 단순히 화상센서에「동심원 패턴」이라고 불리는 특수한 모양으로 만든 필름을 붙이는 구조이다. 필름이 만드는 빛의 간섭현상에 따라, 컴퓨터의 화상처리에 상(Image)을 재현한다. 원리는 단순하지만, 이 빛의 처리기술은 오랫동안 풀리지 않는 과제였다.

히타치는 동심원의 모양을 겹치게 했을 때에 만들어지는「모아레(moire) 현상」이라고 불리는 특수한 물결무늬현상에 착안했다. 이 물결무늬 모양에 통신데이터의 강도를 주파수 별로 나누거나, 화상을 해석할 때에 사용하는 간단한 처리기술을 조합해 넣었다. 「푸리에(Fourier) 변환」이라고 불리는 기술로써, 전자현미경 등에서 보급하는 방법이다.

수식을 사용하여 화상데이터를 처리하기 때문에, 보통의 컴퓨터에 의한 간단한 연산처리로 빛의 정보를 재현할 수 있게 되었다. 신기술을 사용하면, 기존의 렌즈 없는 카메라에 비해, 처리속도가 300분의 1까지 축소될 수 있다고 한다. 화상처리에 의하여 촬영 후에도 사진의 초점을 자유롭게 바꿀 수가 있다.

그렇다면, 이 기술로 무엇이 가능할까? 히타치가 생각하는 것은 산업기기나 로봇, 휴대폰 기기에 탑재하는 것이다. 특수 필름의 두께는 겨우 1마이크론(1마이크론은 1,000분의 1mm). 렌즈가 없는 만큼, 카메라를 얇고 작게, 또한 저렴하게 생산할 수 있다.

생산설비에 탑재시키는 것도 가능하여, 모든 사물이 인터넷으로 연결되는「IoT」의 보급확대로 이어질 수 있다고 본다.

또한, 소비자용 디지털 카메라에 응용하는 것이다. 휴대폰 등에 탑재하면, 초 경량 박막화로 이어질 것이다. 렌즈가 필요 없어져, 일안레프(일안 반사식, SLR) 등의 고급기종 또한 형태가 바뀔 가능성이 있다. 카메라의 사용법에서 존재 자체를 바꿀 수 있는 가능성을 내재하고 있는 신기술인 것이다.

물론, 실제는 아직 화상이 뿌옇게 찍히는 등의 기술적 과제는 많다. 미즈노(水野)정보통신 이노베이션 센터장은 금후의 연구방침에 대해, 「개인의 얼굴을 인식할 수 있을 정도까지 정밀도를 높이고 싶다」고 말했다. 실용화까지의 목표는 2년 후이다. 화상처리기술로 세계를 리드하고 있는 일본업계가 어디까지 신(新)시장을 개척해 나갈 수 있을 지, 그 귀추가 주목된다.

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