학술대회명: Conference of Optoelectronics and Optical Communications (COOC 2025)

논문명: Full-Color Depth-Enhanced Light Field Camera System Using Electrically Tunable Geometric Phase Lens Module

저자정보: Hyeon-Su Jeong1, Erdenebat Munkh-Uchral1 Jin-Hyeok Seo1, Min-Seok Kim1, Young-Min Cho1, Jae-Won Lee1 , Bu Jingwen1, Lee Tae-Hyun1,2, Joo Kyung-Il2 and Hak-Rin Kim1*  (1전자전기공학부 대학원, 2KOPTI )

학석연계과정으로 현재 전자전기공학부 석사과정에 재학중인 정현수 학생이 (지도교수 김학린) 2025년 5월 28일(수)~30일(금) 부산에서 개최된 제 32회 광전자 및 광통신 학술회의(Conference of Optoelectronics and Optical Communications, COOC 2025)에서 “Full-Color Depth-Enhanced Light Field Camera System Using Electrically Tunable Geometric Phase Lens Module” 라는 주제로 제 1주저자 자격, 구두 발표를 진행해 “우수논문상”을 수상하였다.

특히, 정현수 학생은 최근 있었던 SID2025 국제학술대회에 이어, COOC2025에서도 잇달아 우수논문상을 수상하는 쾌거를 달성했다.

라이트 필드(Light-Field, LF) 이미징 기술은 하나의 장면에서 광선의 세기뿐만 아니라 방향성까지 동시에 포착함으로써, 입체적인 시각 정보를 획득할 수 있는 혁신적인 영상 기술로 주목받고 있다. 기존의 마이크로 렌즈 어레이(Micro Lens Array, MLA)를 이용한 LF 카메라 시스템은 매우 컴팩트한 광학계 구성이 가능하다는 장점이 있지만, MLA 특성상 좁은 심도를 가지며 이로 인해 제한적인 물체 심도 표현이라는 한계를 지닌다.

이러한 한계를 극복하기 위해, 본 연구에서는 컴팩트한 폼팩터(form factor)를 유지하면서도 초점 조절이 가능한 기하 위상 홀로그램 광소자(Geometric Phase Hologram Lens, GPL)를 기반으로 한 새로운 라이트 필드 광학계를 설계하였다. 본 시스템은 액정 기반의 편광 제어 소자인 GP 렌즈와 입사광의 위상 변화를 정밀하게 제어하는 편광 위상판을 함께 구성하여, 전기적 방식으로 초점을 전환할 수 있는 소형 광학 모듈 구현에 성공하였다.

그 결과, 제안된 시스템은 다양한 초점 깊이 조건에서 확장된 심도 정보를 효과적으로 획득할 수 있음을 확인하였다. 본 기술은 가상현실(VR), 증강현실(AR) 등 고정밀 3D 영상 처리가 요구되는 차세대 디스플레이 분야에서 핵심적인 역할을 수행할 수 있으며, 소형화와 고성능을 동시에 만족시키는 실용적 솔루션으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.