《어두운 곳에서 플래시를 터뜨리지 않고 선명한 사진을 찍을 수 있다니…. 전자부품연구원(KETI) 나노광전소자연구센터장 김훈(金勳·40) 박사는 물리학 기초이론인 양자역학(量子力學)을 응용해 이런 고감도 이미지센서를 개발했다.
김 박사는 이 기술 하나로 수십억 원을 손에 쥐는 ‘대박’을 터뜨렸다. 한 국내 전자부품업체는 이미지센서 기술을 50억 원에 샀다. 활용분야가 넓은 데다 해외에서도 수천만 달러의 투자 제안을 하고 있어 앞으로도 얼마를 더 벌어들일지 모른다. 김 박사는 “대학 강단에서나 써먹을 기초연구가 대박으로 이어졌다”며 환하게 웃었다.》
<사진> 김훈 박사팀은 어두운 곳에서 플래시 없이 선명한 영상을 얻을 수 있는 이미지센서를 개발했다. 올해 이 센서를 탑재한 데스크톱 컴퓨터, PDA, 홈네트워크 시제품이 잇달아 선보였다. 제공 KETI
플래시 없이도 사진 찍어
김 박사가 개발한 ‘고감도 이미지센서’는 어두운 곳에서도 선명한 영상을 만들어낸다.
예를 들어 극장 안에서 플래시를 터뜨리지 않고 사진을 찍으면 시커먼 화면만 나온다. 생일파티 때 촛불만 켜고 찍어도 마찬가지다. 카메라에 내장된 이미지센서가 미미한 빛을 감지하지 못하기 때문이다.
김 박사는 이런 난제(難題)를 해결했다. 기존 이미지센서에 비해 2000∼3000배 이상 빛을 감지할 수 있어 플래시 없이 사진을 찍을 수 있게 만들었다.
전자부품업체 ㈜플래닛82는 2003년 12월 김 박사 연구팀에 기술이전료 50억 원과 향후 매출액의 2%를 주기로 하고 이 기술을 샀다. 50억 원 중 25억 원은 연구원들 몫으로 올 연말까지 분배될 예정이다. 김 박사가 10억 원, 나머지 연구원 8명이 평균 2억 원 안팎을 받는다.
대학이나 정부출연연구소의 연구 성과를 기업에 넘길 때 받는 기술이전료가 보통 2억∼3억 원 수준인 점을 감안하면 파격적인 액수다.
올해 초 미국 뉴저지 주 정부는 수천만 달러의 연구비를 대는 조건으로 이 기술을 이용해 개인휴대단말기(PDA)에 사용할 수 있는 질병진단용 칩을 공동 개발하자고 제안했다.
카메라-질병진단칩 등 용도 무궁
플래닛82는 플래시를 터뜨리지 않고 사진을 찍을 수 있는 ‘카메라폰’ 부품 개발을 연말까지 마무리할 계획이다. 이와는 별도로 연구팀은 올해 2월 피부에 빛을 쪼이고 반사되는 빛의 양을 측정해 피부 두께, 골밀도, 피하지방 수치 등 각종 건강정보를 얻는 데스크톱 컴퓨터 시제품을 선보였다. 이후 이미지센서를 활용한 노트북, PDA, 홈네트워크 기기 등 시제품도 잇달아 내놓았다.
연구팀은 지금까지 국제학술지에 50여 편의 논문을 발표했고 국내특허 35건, 국제특허 10건을 출원했다.
“순수학문도 돈 된다는 점 입증”
김 박사가 개발한 이미지센서의 핵심 원리는 양자역학. 촬영하려는 대상에서 나온 빛을 포착해 영상을 만들어낸다.
지금까지 이미지센서는 최소 100만 개의 빛 알갱이(광자·光子)가 투입되고 같은 수의 전자가 튀어나와야 기능을 발휘하는 것으로 알려졌다. 그러나 김 박사의 생각은 달랐다. 극단적으로 광자 하나만으로도 영상을 만들어 낼 수 있다고 봤다.
김 박사는 ‘양(量)을 가진 입자(양자)’의 물리법칙을 다루는 양자역학을 응용해 광자 하나로 수천 개 이상의 전자를 만드는 기술을 개발했다. 즉, 광자 수천 개로 수백만 개의 전자를 만들어 선명한 영상을 얻을 수 있게 된 것이다.
김 박사는 2001년 KETI 나노광전소자연구센터의 초대 센터장으로 부임하면서 양자의 세계를 응용한 전자부품(이미지센서) 개발에 본격 착수했다. 그는 “기초 학문을 외면하는 풍토에서 ‘기초연구도 돈이 된다’는 점을 입증해 기쁘다”고 말했다.
장현진