과거 센서크기 상향에 발목을 잡던 제반 조건들이 충족되면서 이제 스마트폰에서도 1인치에 가까운 센서들이 채용되고 있는데요. 그러면서 우리에겐 또 다른 고민이 생겼습니다. 센서의 크기가 커지는 만큼 어쩔수 없이 확보되어야는 거리. 카툭튀 그리고 우리는 또 그렇게 한계점 앞에 서있습니다. 물론 그때보다 조금 더 앞으로 나아간 자리에서 한층 더 높은 난이도의 고민을 가지고 말이죠.
액체렌즈 (Liquid Lens)에 대해서 잘 알고 있어 몇 가지 추가로 답변을 합니다. 일명 가변 렌즈 기술 중의 하나로서 많은 관심을 끌은 것은 사실이지만 광학특성면으로만 보면 장점보다는 단점이 많습니다. 일부 산업용 Application은 적합할지 모르지만 불특정 환경에서 쓰여지는 Smartphone의 경우는 단점이 더 많아 보입니다. 1.Electrowetting : 프랑스의 Varioptics사가 개발하고 발전시켜 Bar Code Reader등에는 현재 많이 사용되고 있습니다. High Voltage로 구면을 만들 기 때문에 속도가 느리고 실제 완벽한 구면을 만들기도 어려워 수차가 나옵니다. 또한 AF에 필요한 속도도 느리고 Macro등을 실현하기 위한 Focal Change에도 한계가 있습니다. 하자만 제가 보는 가장 큰 한계는 Abbe Number가 높은 액을 사용하지 못하는 관계로 색수차등의 광학특성이 많이 떨어지는 점으로 보여집니다. 현재는 Corning사가 인수해서 기술을 어떻게 발전시키는지는 모르겠지만 제가 보기에는 진동, 고급사양의 광학특성을 가져야 하는 Smartphone등에는 적합해 보이지는 않습니다. 물론 소비전력과 Actuator에서 나는 Noise등은 없을 것은 스마트폰 카메라에는 좋은 장점으로는 보여집니다. 2.샤오미가 사용한 Polymer Base 액상 Lens: Optical Power가 크게 변하고 기존 Actuator로 구동을 하는 Current Drive라 속도가 빠릅니다. 또한 전자기 부에서 High Voltage Driver같은 부품은 필요하지 않을 것입니다. 그리고 사람의 눈의 구조를 가장 흡사하게 만들어 (Elastic Polymer가 각막 역활을 합니다) 그럴 듯 하게 보입니다. Macro도 자연스럽게 구현이 되지만 맹점은 1) CMOS의 Aperture가 커지면 커질 수록 액이 많이 들어가야 해서 Lens가 두꺼워 집니다. 즉 카톡튀가 심해집니다. 이에 따른 Curvature수차도 심해집니다. 2) 액을 각막이 담고 있는 형태라 중력 영향이 있습니다. 즉 수직과 수평으로 세울 때 수차가 다르며 이를 제어하려면 폴리머 멤프레인 두께가 두꺼워 집니다. 이러면 소비전력에도 구멍이 생기게 되어 전력을 많이 먹습니다. 3) 각막처럼 사용되는 Elastic Polymer는 유기화합물 구조입니다. 즉 Carbon Chain이 들어가 있어 UV등의 단파장등 에너지 밀도가 많은 빛이 들어가면 경화가 되어 터집니다. 아마 샤오미 폰은 AR Coating을 했지만 반영구적이지는 않을 듯 합니다. 즉 강한 햇빛에 장기 노출이 되면 Lens에 Damage를 줄 수 있습니다. 이것은 물리법칙이라 거스를 수 없습니다. 단지 Coating을 통해 장기간 버티게 막을 뿐입니다. 액상 렌즈의 경우는 일정온도와 외부 파장등 조건이 안정적인 곳이 좋을 듯 합니다. 참고로 저는 렌즈와 관련한 업종에 있는 사람이 아니라 반도체 업계에 있지만 관심이 있어 제가 아는 내용을 정리해 보았습니다. 개인적으로 가변렌즈는 매력적인 기술이라고 보지만 액상으로는 장점과 단점이 공존해야 하고 Smartphone의 센서가 커지는 추세라 Design을 희생하고 Macro를 구현하지 않은 한 큰 Merit는 없다고 보여집니다. 말씀하신 메타렌즈에 (양산성만 나오면) 한 표를 가고자 합니다.
@@alone_stand-tj 비슷하게 구현한 기술이 있었을 겁니다. 제 기억으로는 프랑스 기술이었던 Electrostatic membrane Lens도 있었고 MEMS Piezo로 Polymer렌즈를 구현한 Polight사도 있었던 것으로 아는데요. 제가 개인적으로 보기에는 1) 고 전압을 걸어서 Elastic Membrane을 원하는 만큼 Shape변형을 하려면 상당한 전압이 걸려야 할 것 같습니다. {P=VI) 기구로 눌러주어야 할 만큼 Actuator의 힘이 나와야 해서 된다고 하더라도 Optical Power가 나오지 않을 듯 합니다. Auto Focus만 하려면 굳이 액상렌즈를 써야할까요? 현재 VCM을 사용하는 구조보다 더 좋은 점이 있어야하는데...의문입니다. 2) Elastic Membrane에 전압을 걸려면 전극의 증착이나 코팅이 있어야 합니다. 변형 자체가 되어야 해서 Aperture영역에 투명 전극을 처리를 하면 신뢰성 문제가 나올 것 같습니다. 광특성에도 문제가 있을 듯 하구요... ITO같은 물질은 변형이 일어나면 증착된 박막이 잘 깨집니다. Aperture를 벗어난 부분에만 전극을 입히면 앞서 말씀드렸지만 Shape를 변경할 만한 Power를 구현하기 쉽지는 않을 것 같습니다. (힘이 달릴 것 같고 요즘 처럼 Handphone Sensor가 커지면 더욱 더 그럴 듯 합니다) 하지만 전 기술의 진화에는 한계가 없다고 보기 때문에 언젠가는 다른 개선이 이루어 질 것으로는 보여집니다. 어쨌거나 가격과 제조수율 및 디자인적인 면도 고려가 되어야 해서 현재로서는 메타렌즈가 가능성은 커보입니다. 다분히 개인적인 사견임을 전제합니다.
@SH 2-1 사양 설정에 따라 다를 듯 합니다. 가변 렌즈가 여러 개 렌즈 역할을 할 수 있을 정도의 가변 폭을 가지려면 액이 많이 들어갈 수 밖에 없습니다. 즉 디옵터의 폭을 넓게하고 CMOS Sensor의 크기가 크다면 두꺼워 질 수 밖에 없습니다. 그리고 구면으로 Shape Change가 되므로 단일 렌즈론 사용이 불가능 합니다. 센서크기가 작고 포커스 변위를 작게 하면 얇게 설계 하는 것은 가능할 것 같지만 그렇다고 중력 영향으로 나오는 Y Comma를 잡기는 어렵다고 봅니다 이미지 프로세싱로 보정을 해야 합니다. 2-2 무기물은 변형이 일어나면 원복하기 어렵습니다.예를 들어 글래스를 휘먄 촛점이 바뀝니다만 여기에 액을 넣고 가변하면 고체렌즈에 AF를 하는 것이 더 많은 광 파워가 나올 듯 하네요.. 또 하나의 다른 문제는 액은 온도가 올라가면 Expansion을 합니다. 즉 온도가 올라가면 부피가 늘어나 온도보정을 하기위해 온도센서를 넣어야 해요..또한 0 diopter를 설정하고 Infinite를 보려 하면 과연 옵티컬 파워 없이 0 디옵터가 나오게 제작이 가능할까요?? 액인데요?? 현실적으로 어렵습니다.작지만 Concave던 Convex던 광파워를 내게 됩니다. 이러한 이유로 일정한 온도와 파장이 유지되는 환경에서 잘 사용할 수 있다고 봅니다. 자동차에 놓고 온도가 올라가면 볼록 렌즈가 되어 있을 겁니다.....하지만 장점은 분명히 존재합니다. 기구로 움직이는 오토포커스 레인지보다는 크게 가변을 그리고 빠르게 가능합니다. 또한 Field of View역시 변경이 가능한 매력이 있습니다. 마지막으로 신축성이 있는 폴리머 기능은 구면을 미려하게 잡아주는 역활을 합니다. 일렉트로 웻팅보다는 이런면에서는 광학적으로는 장점이 있습니다. 어쨌거나 바코드 리더기등에 잘 사용되고 있다고 보여집니다.
사진속의 마이마이... 제가 사용했던 녀석이군요. 오랜만에 보니 반갑네... 검정색 사용했는데... 서비스 센서 직원이 더 고장내서 결국 오래 쓰지는 못 했지만...;;; 액체렌즈는 내구성이 여전히 좀 의문스럽고 결국 희망은 메타렌즈인데 이건 아직 좀 시간이 필요해 보이네요.
이제는 본격적으로 메타물질의 민간 적용의 관한 이야기가 나오기 시작했군요. 오래 전 부터 군사적인 이용, 특히 RF파 사이드 로브의 통제나 음향 및 전파 스텔스 등의 적용을 위해 연구되던 분야인데, 다행히도 한국 역시 국과연이나 소재연 같은 곳에서 메타물질 연구를 하고 있으니 꼭 산업화에 도저해주었으면 하네요.
스마트폰의 내부 공간 크기, 두께 문제도 있지만 피사계심도 문제로 인해 이미지 센서를 무한정 키울 수 없다는 문제도 있어요 삼성이 S10 시리즈까지 탑재했던 가변 조리개도 S20시리즈에서는 빠졌다고 하던데 아는 사람들이야 감안하고 사용하겠지만 이렇게 센서 크기를 계속 키우다 보면 심도 문제로 일반 사용자들의 클레임이 발생 할 텐데 제조사에서 어떻게 대처할지 궁금하네요
결국 이 기술들이 미러리스 카메라에 접목되는 것이 답이겠군요. 스마트폰에 풀프레임 센서를 넣을 수 없는 이상 말이죠. 풀프레임 센서조차 고화소 센서는 저조도 환경에서 큰 제약이 있다는 점을 생각하면, 기술의 발전은 한계를 극복하는 것이 아니라 더 먼 한계를 우리에게 보여주고 있다고 생각합니다. 구저 우리나라뿐이 아니라 어느 나라가 됐든 진보된 기술을 보여줬으면 싶습니다. 소비자 입장에서 그 기술이 어느 나라 것이 됐든 상관 없으니까요. 다른 나라 사람들이 우리나라가 좋다고 우리나라 IT기기를 사는 게 아닌 것처럼 말아죠. 국제화로 벌어 먹고 살고 있는 게 우리나라라는 점을 생각하면 굳이 이런 국가주의적 관점으로 기술을 바라볼 필요는 없다고 생각합니다. 소비자 입장에서는 최고의 기술을 최저가에 판매하는 기업이 최고일 뿐이니까요.
-에어팟이 기존 오디오시장의 지배자들, 메인스트림을 이끄는 파워브랜드들의 전체매출을 합한 것보다 더 많은 매출을 냈다고 들었네요. -기존 TV채널에서 유투브 등 개인채널로 전환되는 패러다임 -양자컴퓨터시대로 전환됨과 동시에 내 몸 밖의 핸드폰에서 인간 신체내부로의 IT 기기화 -나중에는 (이라함은 2-30년 뒤쯤) 메타표면에서 생체학적인 형태로 발전하지 않을까 합니다. (일본 에니메이션에서 이미 구현한 컨셉, 개념과 형태)
