다아라 매거진 _ 2017.12

기술뉴스

[Technical News]초점을 자유롭게 조절하는 액체렌즈 개발

수술 및 영상진단에서 고품질 생체 영상 획득 기대

한국연구재단(이사장 조무제)은 김동성·김철홍 교수(포항공과대학교) 공동 연구팀이 가변초점 액체렌즈를 개발하고, 광음향영상 장치(photoacoustic imaging) : 빛을 받으면 열이 발생되는 원리를 이용해, 생체조직의 빛 흡수에 따라 영상 정보 얻을 수 있는 기술)에 적용해 고품질의 생체영상을 획득했다고 밝혔다.
[Technical News]초점을 자유롭게 조절하는 액체렌즈 개발 - 다아라매거진 기술뉴스
액체렌즈를 이용해 살아있는 쥐의 광음향영상을 얻는 모식도/출처:한국연구재단 제공

액체렌즈(liquid lens)란 ‘서로 섞이지 않는 두 가지 액체 사이의 경계면을 이용해 빛을 모으거나 분산시키는 광학 렌즈’를 말한다. 기존의 고정된 형태의 고체렌즈와 달리 액체렌즈는 모양을 자유롭게 바꾸고 초점거리를 쉽게 조절하는 유연성이 있어서, 차세대 유망기술로서 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 기존 기술은 주로 액체렌즈의 두께와 형태를 바꾸기 위해 수용액에 전압이 가해지기 때문에 전기분해의 위험성이 제기됐다.

연구팀은 전기가 통하지 않는 절연성 오일의 전기수력학적 유동(electrohydrodynamic flow) 을 이용해 전기분해의 발생을 막고, 안정적으로 초점을 자유롭게 조절할 수 있는 신개념 액체렌즈를 개발했다.

이번 연구는 하나의 액체렌즈를 이용해, 초점을 변화시키는 진동모드와 초점을 원하는 위치에 고정하는 정적모드로 작동할 수 있는 점이 새로운 성과로 꼽힌다. 또한, 이중모드 가변초점 액체렌즈를 광음향영상 장치에 적용해 생체 영상을 획득하는데 처음으로 성공했다는 점도 주목받을 만하다.

전기수력학적 유동은 전기장을 인가했을 때 발생하는 액체의 움직임으로 움직이는 부품 없이도 액체의 움직임을 조작할 수 있어서 작은 스케일의 장치에서 유용하게 이용된다.

개발된 액체렌즈는 진동모드와 정적모드의 2가지 방식으로 초점을 조절한다. 액체렌즈에 주파수 1헤르츠(Hz) 이하의 교류전압을 가할 때에는 공진현상에 의해서 초점이 주기적으로 진하는 진동모드가 된다. 이런 초점 변화는 두꺼운 3차원 피사체의 영상 정보를 스캔하는 데 적용될 것으로 기대된다.

또 액체렌즈에 주파수 10헤르츠(Hz) 이상의 교류전압을 가하면 액체-액체 계면이 새롭게 바뀐 위치와 모양 상태를 유지하는 정적모드가 된다. 이때에는 초점을 특정 위치로 이동시킬 수 있어, 광음향영상 장치에 적용하면 정밀한 생체영상을 획득할 수 있다.

아울러, 연구진은 액체렌즈로 살아있는 쥐의 귀와 뇌의 혈관에 대한 영상을 최초로 획득해냈다. 이 실험을 통해, 액체렌즈 초점과 광음향신호 세기의 연관성을 통해 광음향영상 장치의 초점이 능동적으로 조절될 수 있음을 입증했다.

김동성 교수는 “이 연구는 이중모드 가변초점 액체렌즈를 의료영상 기술에 처음 적용한 사례”라며, “향후 수술 및 영상진단 과정에서 생체조직이나 병변의 고품질 영상을 얻는데 적용할 수 있고, 나아가 미세 로봇수술 기술과의 융합 등 새로운 산업에도 폭넓게 응용이 가능하다”라고 연구의 의의를 설명했다.

가장 많이 본 뉴스

  1. 1[Tech Trends]고정밀 사출금형 자동화 프로세스, 신뢰성 높은 가공 위한 인터페이스
  2. 2[Shipbuilding]미국발 무역분쟁, 현대중공업·삼성중공업·대우조선해양 등 조선 BIG 3에 큰 영향 없어
  3. 3[Employ]‘공공부문 비정규직 정규직전환 가이드라인’ 시행 1년, “좋은 시도지만 갈 길 멀어”
  4. 4[News brief]상가정보연구소, 부동산 상가 투자 ‘절세 전략’ 핵심 3가지
  5. 5[한국자동차제조산업전] 아임반, ‘사람을 위한 최고의 소재와 기술에 초점’
  6. 6[Drone]고기능 무인항공기 산업 ‘생태계 구축 먼저’

제품리뷰

㈜다아라 사업자번호 : 113-86-70903통신판매 : 서울 구로-1499

㈜산업마케팅 사업자번호 : 113-81-39299통신판매 : 서울 구로-0421

㈜산업일보 인터넷신문사업 등록번호 : 서울 아 00317

서울시 구로구 경인로 53길 15 중앙유통단지 업무 A동 7층

고객센터 1588-0914

팩스 : 02-2616-6005

이메일 : cs@daara.co.kr

상담시간 : 오전 9시~오후 6시

초지일관 삿갓맨
대통령표창