(플렌옵틱 영상기술) 플렌옵틱 이미징 기술 또는 라이트필드(Light field) 이미징 기술은 어떤 물체나 장면에서 방사되는 빛의 라이트필드에 대한 4D(x,y,u,v) 영상정보를 획득하여 3차원 영상를 재구성하는 기술을 의미함. 다양한 플렌옵틱 기술 중 하나의 마이크로렌즈어레이(Micro Lens Array)를 이용하여 하나의 카메라(단안)에서 물체의 시차나 깊이정보등을 획득하는 마이크로렌즈어레이 기반 플렌옵틱 기술은 영상획득속도 빠르고, 플랫하고 컴팩트한 구조로 소형 디바이스 (예: 스마트폰, AR 글래스) 탑재에 유리하며, 높은 활용성이 가지고 있는 혁신적인 기술임
- 본 기술이전은 최근 표준화, 상용화등으로 새롭게 조명받고 있는 마이크로렌즈어레이 기반 플렌옵틱 기술을 국내 기업에서 이전받아 상용화하고 다양한 분야의 응용에 적용사례를 만듬으로서 기술 실증 사례를 제시하기 위함
- 본 기술은 현미경 뿐만 아니라, 머신비전을 비롯한 다양한 Inspection에 활용이 가능하도록 일반 이미징 센서와 머신비전 렌즈에 적용한 방식임.
- 또한, 3D 손/손톱영상획득, 3차원 안면피부진단, 로봇비전, 3차원 영상감시, 3차원 영상획득 등이 다양한 분야에 적용이 가능
(1) 기술의 정의
ㅇ 마이크로렌즈어레이를 기반으로 고속, 고해상도 플렌옵틱(3D) 영상을 획득할 수 있는 플렌옵틱 카메라 기술로서으로서, 마이크로렌즈어레이 설계기술, 상용 영상센서기반 플렌옵틱 카메라 구현기술, 플렌옵틱 카메라 생산 및 평가를 위한 평가기술, 플렌옵틱 영상처리기술로 구성됨
- 특히, 플렌옵틱 1.0과 2.0 및 멀티포커스 플렌옵틱 기술을 적용할 수 있도록 마이크로렌즈어레이에 대한 설계 및 광학기술, 오픈소스를 기반으로 영상복원과 Depthmap 추출기술을 포함함
(2) 기술의 특징
ㅇ 대상체에 따른 MLA 선정 및 광학계 설계기술
- 다양한 소재(PDMS, Polymer, Glass)적용을 위한 광학계 설계, MLA 광학설계 기술
ㅇ 상용 이미지센서를 활용한 플렌옵틱 카메라 제작 및 공정기술
- 플렌옵틱 영상획득을 위한 플렌옵틱 카메라 구현 기술 등
ㅇ 오픈소스기반 Plenoptic 1.0 및 Plenoptic 2.0 영상복원 기술
ㅇ 플렌옵틱 카메라의 평가 및 딥러닝 기반 플렌옵틱 복원을 위한 오픈소스기반 플렌옵틱 Database
(3) 기술의 구성
ㅇ 마이크로렌즈어레이 설계 및 제작기술
ㅇ 상용 이미지센서를 활용한 플렌옵틱 영상획득 카메라 제작 및 공정기술
ㅇ 마이크로렌즈어레이 기반 플렌옵틱 카메라 시험기술
ㅇ 플렌옵틱 카메라의 평가를 위한 Test셋 등
ㅇ 오픈소스 기반 플렌옵틱 영상처리 기술
ㅇ 플렌옵틱 영상 렌더링 기술
(4) 기존(선행)기술 대비 장점
ㅇ 본 기술은 선행기술 대비 저가의 카메라에 적용이 가능하고, Meso 영역에 적용이 가능한 플렌옵틱 기술로서, 마이크로렌즈어레이 설계기술부터 플렌옵틱 카메라 구현, 깊이맵 추출기술로 구성되어 있음.
ㅇ 기존 멀티포커스에 대한 새로운 개념의 특허를 발굴함으로써 기존 플렌옵틱 관련 경쟁기업의 지재권을 극복할 수 있음
(5) 기존(선행)기술 대비 단점
ㅇ 상용 이미징 영상센서를 사용하기 때문에 특수한 용도의 해상도, 영상센서의 크기에 대해서는 지원에 한계
ㅇ 본 기술은 서브마이크로급 해상도를 목표로 하기 때문에, 나노급 해상도가 필요한 분야의 적용에 한계를 가짐
ㅇ 마이크로렌즈어레이 광학계 설계기술 (설계파라미터, 마이크로렌즈어레이 샘플)
ㅇ 상용 이미지 센서에 MLA를 적용을 위한 공정절차
ㅇ 플렌옵틱 카메라의 평가를 위한 오픈데이터 셋 (데이터베이스)
ㅇ 오픈소스 기반 플렌옵틱 영상처리 기술 (알고리즘, 소스코드)
ㅇ 기술문서 : 설계/제작/알고리즘관련 기술 문서 및 요구사항 정의서/시험절차결과서 등 12건
ㅇ 특허 : 멀티포커스를 갖는 플렌옵틱 카메라 및 이를 위한 마이크로렌즈어레이 제작방법 등 3건
ㅇ SW : 플렌옵틱 영상처리관련 SW 2종
ㅇ 고해상도의 3D 영상을 통해 진단 대상을 다시점에서 관찰하고 분석함으로써 머신비전 이 적용되는 분야에서 결함검출/진단 정확도 향상이 기대됨
ㅇ 서브 마이크로 미터급 해상도의 3D 영상획득을 및 비파괴용 3D 영상획득은 표면 형상분석 및 정밀도 검사, 미세공정 결함진단의 정확도를 향상
ㅇ 해외 의존도가 높은 플렌옵틱 현미경 및 3D AOI 장비 등을 국산화하여 의료 및 제조 산업의 글로벌 기술 경쟁력 확보 및 수입 대체 효과 극대화
ㅇ 플렌옵틱 시장은 2024년에 9,300만 달러를 기록했으며, 2025년부터 2032년까지 매년 약 15% (CAGR) 성장하여, 2032년 2.88억 달러에 이를 전망, 이러한 성장은 의료 영상, 산업용 비전, XR 콘텐츠 등 다양한 응용 분야에 적용된 결과임 (※ 시장규모 출처: Market&Market research 社)