[월:] 2015년 06월
제3화 수업을 준비하며
제2화 교실문화
제1화 수업에 관한 담론
창의력이란?
창의력이란 여러 가지를 연결하는 능력이다.
-스티브잡스
감염병은, 심리학으로 시작, 수학을 거쳐 의학으로 끝난다
캐논 EF렌즈의 기술
캐논 EF렌즈의 기술
좋은 렌즈란 무엇일까?
캐논 EF렌즈는 약 28년전인 1987년 봄 종래의 FD마운트를 버리고 새로운 EF마운트 렌즈로
재출발했다. 당시로써는 드문 완전전자식를 채용. 적극적으로 새로운 렌즈기술을 탑재하면서 EF렌즈군을 확충해 왔다. 그 결과 지금은 80종이 넘는
풍부한 렌즈라인업을 갖췄다.
2014년 4월에 캐논의 EF렌즈 누적생산개수가 1억개를 넘겼다. EF렌즈의 발매개시는 1987년 3월이지만 약
27년동안 1억개나 만들어온 것이다. 캐논의 교환렌즈는 AF에 대응하는 EF렌즈 전에 MF DSLR용 교환렌즈인 FD렌즈나 FL렌즈, R렌즈등이
있었기 때문에 이것을 더하면 1억개가 훨씬 넘는다.
덧붙여 니콘의 DSLR 용 NIKKOR 렌즈도 같은 시기에 (2014년
10월) 생산개수가 9천만개가 되었다. 그러나 NIKKOR 교환 렌즈의 생산개시는 1959년 니콘F 발매 때이고 AF용/MF용렌즈를 모두 합쳐
약 55년간 생산된 개수다. 이런 걸 생각해보면 EF렌즈 생산개수가 얼마나 많은지 알 수있다.
이정도 개수의 EF렌즈가 생산되었다는 것은 카메라바디도 동시에 많이 팔렸다는 것을 의미하지만 교환렌즈자체가 큰 매력과
뛰어난 성능을 담보할 수 없었다면 사용자에게 그렇게까지 지지를 받을 수 없을 것이다.
다양한 종류의 EF렌즈를 보면 다른 회사보다
앞서서 혹은 다른 회사에 없는 렌즈기술을 사용한 제품이 많이 있다. 지금에 와서는 드물지 않지만 완전 전자제어 마운트를 EF렌즈에 채용한 것도
그렇고 캐논은 적극적으로 신기술을 렌즈에 적용해 왔다. 그 EF렌즈의 “또 하나의 실력”이지 않을까.
예를 들면 다음의 항목에 주목해주길 바란다.
1.형석렌즈
2.적층형 회절광학소자
렌즈(DO)
3.대구경 연삭 비구면렌즈
4.특수 렌즈 코팅( SWC/ASC)
5.광학식 손떨림 보정(IS)
6.AF용
액추에이터(USM/STM)
EF렌즈에 채용된 세계 최초 기술과 다른 회사보다 뛰어난 렌즈 기술은 이렇게나 많다. 따라서 고성능렌즈를 목표로 할
때에는 언제든지 이와 같은 기술을 사용할 수 있고, 복수의 기술을 조합해서 더 높은 성능의 렌즈를 완성할 수도 있다.
예를들면
최근 리뉴얼된 [EF 400mm F4 DO IS II USM]에는 1. 형석렌즈를 제외한 2~6까지의 렌즈 광학기술 모두가 탑재되어 있다.
게다가 상기 리스트 이외에 방진?방적기능도 적용됐으며 렌즈표면의 오염을 방지하기 위해 불소코팅도 입혔다.
이번에 언급한 1~6까지의 렌즈 기술에 대해서 캐논 렌즈설계자와 기획담당자에게 인터뷰를 요청해 이야기를 들어보았다.
광학설계담당인 니시무라 타케시씨, 메카설계담당 사토 시게키 씨 그리고 기획담당 나카무라 유타카 씨이다. 이하는 그 인터뷰 취재를 바탕으로
정리했다.
형석렌즈는 캐논 EF렌즈의 뛰어난 성능을 표현하는 “대명사”로 되어있다. 약 45년 전인 1969년에
[FL-F300mm F5.6]에 캐논의 교환렌즈중 최초로 형석(인공형석)을 사용했다.
현재는 인공형석을 사용한 렌즈를 타사에서도
만들고 있지만 대형 인공형석렌즈를 안정적으로 생산해 그것을 교환렌즈에 채용한 것은 캐논이 처음이다. 현재 EF렌즈에 사용하고 있는 인공형석의
제조는 캐논오프토론사(캐논 100% 자회사)가 하고 있다.
형석은 색수차를 큰폭으로 줄이는 역할을 한다. 단 1장이라도 통상적인 특수저분산유리렌즈(캐논에서는 UD렌즈)를 몇장
사용하는 것과 같은 효과를 얻을 수 있다. 단 단결정인공형석은 만드는 법도 어려운데다 부드럽고 깨지기 쉽기때문에 가공(연마) 난이도도 매우
높다.
안정된 동시에 정밀도가 높은 연마 마무리를 하기 위해서는 뛰어난 가공기술도 필요하다. 형성과 비슷한 성질을 가진
특수초저분산유리 (캐논에서는 슈퍼 UD)도 있지만 그것과 비교했을 때 더 가벼우며 투과율이 높고 기능의 안정성도 형석이 낫다.
EF렌즈 이외에도 교환렌즈에 형석을 사용하고 있는 것은 니콘이지만 처음 채용한것은 불과 몇 년 전부터로 [AF-S NIKKOR
800mm F5.6E FL ED VR]과 같은 극히 일부 초망원렌즈에 한정되고 있다.
이 [FL-F300mm F5.6]은 캐논 최초의 형석을 사용한 교환렌즈. 6군 7매구성으로 그 중에서 형석이 2장
사용되었다. 렌즈명의 [F]는 Fluorite (형석)의 약자다.
적층형회절광학소자는 [DO(Diffractive Optics) 렌즈]라고 불리고 형석과 나란히 캐논이 제일먼저
교환렌즈에 채용한 특수렌즈다. 2001년 12월 발매 [EF 400mm F4 DO IS USM]이 이를 적용한 최초의 렌즈이다.
특수소재 표면에 미세한 간격으로 동심원상에 톱니형 도랑 (회절격자)을 만든다. 그 소재를 유리렌즈에 맞붙여 하나의 DO렌즈로
완성한다. 회절격자부에서 회절현상을 발생시켜 빛의 분산특성을 역전(마이너스 분산)한다. 게다가 DO렌즈와 통상의 굴절계렌즈를 결합해서 색수차를
효과적으로 보정하는것이다.
DO렌즈는 1장으로 특수초저분산렌즈와 비구면렌즈의 효과를 동시에 발휘할수 있는 “꿈”같은 렌즈이다. 단
제조비용이 비싼것과 한정된 조건에서 약간의 점광원플레어가 나오는 것이 단점이다. 그러나 앞으로 기술혁신을 많이 기대할 수 있는 렌즈인 것에는
변함이 없다.
덧붙여 DO렌즈와 같은 회절격자를 이용한 렌즈는 니콘의 [위상프레넬렌즈(PL)], 올림푸스의 [회절광학렌즈(DL)],
등 있지만 아직 계발단계로 교환렌즈에는 채용되지 않았다.
캐논은 DO렌즈의 결점을 보완하기 위해 2적층형부터 3적층형, 그리고
밀착 2층형으로 제작 하는 등 개량을 거듭해 몇 걸음 앞서고 있는 인상이다. 현재 DO렌즈는 3적층형이 [EF70-300mm F4.5-5.6
DO IS USM]에, 밀착2층형이 [EF 400mm F4 DO IS II USM]에 사용되고 있다.
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최신식 밀착 2층형 DO렌즈를 채용한 [EF400mm F4 DO IS II USM]에는 새로운 타입의 DO렌즈뿐만
아니라 대구경 연삭비구면렌즈, 특수저분산유리를 사용한 UD렌즈, 캐논이 자랑하는 특수코팅 SWC등도 사용되었다. 방진, 방적 사양이며
손떨림보정(IS)도 구형 EF400mm DO렌즈보다 비약적으로 성능을 높여 CIPA기준 4스톱 보정효과가 있다. 약 80종류라고 말할 수 있는
EF렌즈 중에서 기술적으로 현재 매우 주목하고 있는 좋은 렌즈일 것이다.
 2 적층형
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 3 적층형
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 밀착 2
층형 |
왼쪽부터 제 1세대 2적층형, 제 2세대 3적층형, 그리고 오른쪽이 최신 제 3세대인 밀착2층형 DO렌즈다.
DO렌즈의 구조는 왼쪽의 제1세대 2적층형을 예로 든다면 왼쪽끝이 유리렌즈, 거기에 밀착된 것이 특수소재를 사용한 회절격자, 공기층을 사이에
두고 회절격자에 밀착시킨 유리렌즈로 되어 있다. 오른쪽 끝 제3세대 밀착 2층형은 회절격자부를 2층 밀착구조로 해서 공기층을 없애고 프레어
발생을 극도로 낮추고 있다.
비구면렌즈의 종류에는 유리렌즈를 부드럽게 해서 비구면금형으로 압축해서 완성하는 유리몰드형, 플라스틱소재를 같은
방식으로 금형압축해서 완성하는 플라스틱몰드형, 플라스틱소재를 비구면으로 유리표면에 얇게 성형하는 하이브리드형(복합형), 그리고 유리표면을
비구면형상으로 깎아서 완성하는 연삭(절삭)형 비구면이 있다. 캐논은 연삭비구면을 고집하고 있고 지금도 많은 EF렌즈에 채용하고 있다.
일반적으로 연삭비구면렌즈의 이점은 대구경 비구면화와 유리소재를 자유롭게 선택할 수 있는 것이다. 유리몰드형은
유리소재가 한정되는 데다가 대형비구면렌즈를 만드는것도 어렵다. 연삭식이라면 이것이 가능하다.
단, 정밀도가 좋은 연삭비구면렌즈를
만들기 위해서는 가공시간이 많이 걸리고 많은 비용이 드는 등 어려운 점이 있다. 예전에는 연삭비구면렌즈에서 [연삭흔]이라 불리는 깎은 흔적이
소용돌이치는 형상으로 나올 때도 있었지만 캐논에서는 기술개량이 진행되어 그런 현상이 거의 눈에 띄지 않게 되었다.
연삭비구면렌즈는 캐논 이외에도 교환렌즈에 사용하고 있는 메이커도 있다. 그러나 캐논처럼 오랜 시간 많은 종류의 렌즈에
사용하고 있는 메이커는 없다. 연삭비구면렌즈는 단초점렌즈에서는 [EF35mm F1.4L USM]이나 [EF85mmF1.2L II USM],
줌렌즈에서는 [EF24-70mm F2.8L II USM]등에 사용되고 있다.
나노테크놀로지를 응용한 특수렌즈코팅이 최근 주목을 모으고 있다. 나노레벨의 극히 작은 특수소재를 렌즈 표면에 입히는
기술로 렌즈표면에서 빛의 반사를 대폭 감소시키고 결과적으로 프레어나 고스트 발생을 억제하는 효과가 있다.
이런 기술을 재빨리
교환렌즈에 채용한 것이 니콘의 [나노크리스탈코트]이다. 이것보다 조금 늦게 캐논이 EF렌즈에 채용한 것이 [SWC (Subwavelength
Structure Coating)]이다. 발매된 [EF100-400mm F4.5-5.6L IS II USM]에는 새로운 타입의 특수코팅인
[ASC (Air Sphere Coating)]도 채용되었다.
SWC는 서브 파장구조 코팅으로 산화알루미늄을 가시광선보다 작은 “쐐기형상” 구조로 나열하고 있다. 따라서 렌즈면에서
입사광이 연속적으로 굴절해 거의 반사없이 렌즈에 입사해 투과한다.
“모든 방향(각도)”으로부터 들어오는 빛의 반사를 격감시키는
것도 특징이다. 처음에는 일부 초광각계렌즈에 채용되었지만 최근에는 기술적인 개량을 통해 500mm나 600mm 초망원렌즈에도 SWC가
채용되고있다.
ASC는 극히 작은 공기방울을 코팅안에 규칙적으로 빈틈없이 깔아 초저굴절율 성질을 지닌 얇은 막으로 만들어
반사방지효과를 향상시킨다. 결과적으로 플레어와 고스트 현상이 대폭 줄어든다.
ASC 특징은 수직방향에 가까운 입사광에 대해 높은
반사저감효과가 있는 것이다. 게다가 SWC에 비교해 얼마 안되긴 하지만 코팅강도가 높은것도 ASC의 특징이다. 그렇다고 하더라도 SWC와
ASC는 일반 코팅에 비교해 강도 면에서 단점이 있다.
이것은 타사를 포함해 대다수 나노레벨 특수코팅에서 공통적으로 나타나는
현상이다. 앞으로 코팅막의 강도를 올리는 것과 저비용화에 노력을 해야할 것이다.
SWC는 매우 우수한 코팅이지만 막면에 조금 닿는 것만으로 구조가 망가진다. 코팅 면도 꽤 한정될 뿐만 아니라 렌즈
조립공정에서 취급이 어렵고 제조비용이 높아지는 “단점”도 있다.
이런 과제를 극복한다면 (ASC에는 그 가능성이 있다고 말할수 있다) EF렌즈의 성능은 더욱더 상향될 것이다.
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하나 더 주목할 EF렌즈는 [EF100-400mm F4.5-5.6L IS II USM] 이다. 특수 초저분산유리인
대형 슈퍼 UD렌즈, 형석렌즈, 그리고 새롭게 개발한 특수 코팅 ASC 사용, 손떨림 보정(IS) 효과도 CIPA 기준 셔터 환산 4스톱.
게다가 방진 방적사양으로 되어있다.
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왼쪽은 [EF100-400mm F4.5-5.6L IS II USM]에 처음으로 채용된 신개발 ASC(Air
Sphere Coating)의 이미지다. 공기방울을 내포한 극도로 얇은 특수구조막을 렌즈 전면에 빈틈없이 까는 것으로 표면반사를 억제하고 있다.
오른쪽은, SWC(Subwavelength Structure Coating)의 이미지 그림. 재료에 산화알루미늄을 사용해 쐐기형태의 구조물을
렌즈표면에 무수하게 나열하는 것으로 경계면을 없애고 빛의 표면반사를 대폭 감소시키고 있다. ASC보다 경사방향의 빛에 대해 반사율이 높은 이점이
있지만 손가락이 닿기만해도 망가지는 것이 단점.
링타입 초음파모터(USM)을 AF구동 액츄에이터로써 실용화해 교환렌즈에 내장한 것도 EF렌즈가 세계최초다. 1987년
[EF300mm F2.8L USM]이 그 첫 모델이다. USM은 초음파진동으로 회전운동을 일으키는 모터다.
속도가 빠르고 동작음이
조용하며 구조가 심플하다. 기동과 정지 응답성이 좋고 링형상이기 때문에 원형 렌즈에 짜 넣기 쉽고, 모터를 구동부 가까이 설치할 수 있는 등
많은 특징이 있다. 링타입 USM을 응용발전시켜 소형 마이크로 USM도 만들고 있다.
게다가, 동영상에 적응할 수 있도록 정숙성
높은 소형 스태핑모터(STM)를 AF 구동용 액츄에이터로 탑재한 기종도 늘고 있다. 이렇게 현재 EF렌즈는 렌즈 각각의 특성에 맞춰 최적의
액츄에이터를 적절하게 가려 사용하고 있다.
SLR 카메라 시스템에서 교환렌즈내에 손떨림 보정기구 [IS=Image Stabilizer]를 포함시킨 것도 캐논이
처음이다. 1995년 [EF75-300mm F4-5.6 IS USM]이 제 1호렌즈.
손떨림보정기구를 교환렌즈 안에 포함시키는 것이 지금처럼 중요하게 여기지 않았던 시대에 재빨리 채용한 캐논의
“선진성”이 감탄스럽다. 그 후 손떨림보정단수를 향상시키거나, 패닝촬영(움직이는 피사체에 맞추어 카메라를 이동시키면서 촬영하는 방법)에도
손떨림보정을 적용하는 등 기술개량을 진행하고 있다.
[EF100mm F2.8L 마크로 IS USM]에서는
시프트떨림(평행떨림)보정이 종래의 각도떨림과 동시에 작동되는 하이브리드기능을 세계 최초로 탑재한 것도 크게 주목할만 하다.
★ 매일 보면 좋은 80가지 조언들 ★
★ 매일 보면 좋은 80가지 조언들 ★
1. 따져서 이길 수는 없다
2. 사랑이라는 이름으로도 잔소리는 용서가 안 된다
3. 좋은 말만 한다고 해서 좋은 사람이라고 평가받는 것은 아니다
4. 말에는 자기 최면 효과가 있다
5. ‘툭’한다고 다 호박 떨어지는 소리는 아니다
6. 유머에 목숨을 걸지 말라
7. 반드시 답변을 들어야 한다고 생각하면 화를 자초한다
8. 상대편은 내가 아니므로 나처럼 되라고 말하지 말라
9. 설명이 부족한 것 같을 때쯤 해서 말을 멈춰라
10. 앞에서 할 수 없는 말은 뒤에서도 하지 말라
11. 농담이라고 해서 다 용서되는 것은 아니다
12. 표정의 파워를 놓치지 말라
13. 적당할 때 말을 끊으면 다 잃지는 않는다
14. 사소한 변화에 찬사를 보내면 큰 것을 얻는다
15. 말은 하기 쉽게 하지 말고 알아듣기 쉽게 해라
16. 립 서비스의 가치는 대단히 크다
17. 내가 이 말을 듣는다고 미리 생각해 보고 말해라
18. 지루함을 참고 들어주면 감동을 얻는다
19. 당당하게 말해야 믿는다
20. 흥분한 목소리보다 낮은 목소리가 위력 있다
21. 한쪽 말만 듣고 말을 옮기면 바보 되기 쉽다
22. 눈으로 말하면 사랑을 얻는다
23. 덕담은 많이 할수록 좋다
24. 자존심을 내세워 말하면 자존심을 상하게 된다
25. 공치사하면 누구나 역겨워한다
26. 남의 명예를 깎아내리면 내 명예는 땅으로 곤두박질 처진다
27. 잘못을 진심으로 뉘우치면 진실성을 인정받는다
28. 잘난 척하면 적만 많이 생긴다
29. 모르는 것은 모른다고 말해야 인정받는다
30. 말의 내용과 행동을 통일시켜라
31. 두고두고 괘씸한 느낌이 드는 말은 위험하다
32. 상대에 따라 다른 언어를 구사해라
33. 과거를 묻지 말라
34. 일과 사람을 분리해라
35. 애교는 여자의 전유물이 아니다
36. 자기 자신을 제물로 사용해야 웃길 수 있다
37. 대화의 시작은 호칭부터다
38. 대화의 질서는 새치기 때문에 깨진다
39. 말을 독점하면 적이 많아진다
40. 무시당하는 말은 바보도 알아듣는다
41. 작은 실수는 덮어 주고 큰 실수는 단호하게 꾸짖어라
42. 지나친 아첨은 누구에게나 역겨움을 준다
43. 무덤까지 가져가기로 한 비밀을 털어놓는 것은 무덤을 파는 일이다
44. 악수는 또 하나의 언어다
45. 쓴 소리는 단맛으로 포장해라
46. 말은 입을 떠나면 책임이라는 추가 달린다
47. 침묵이 대화보다 강한 메시지를 전한다
48. 첫 한 마디에 정성이 실려야 한다
49. 다양한 문화를 인정하면 대화는 저절로 잘 된다
50. 낯선 사람도 내가 먼저 말을 걸면 십년지기가 된다
51. 목적부터 드러내면 대화가 막힌다
52. 보이는 것만으로 판단해서 말하면 큰 낭패를 당하기 쉽다
53. 말을 잘한다고 대화가 유쾌한 것은 아니다
54. 내 마음이 고약하면 남의 말이 고약하게 들린다
55. 타협이란 완승, 완패가 아니라 승&승이다
56. 험담에는 발이 달렸다
57. 단어 하나 차이가 남극과 북극 차이가 된다
58. 진짜 비밀은 차라리 개에게 털어놓아라
59. 지적은 간단하게 칭찬은 길게 해라
60. 가르치려고 하면 피하려고 한다
61. 정성껏 들으면 마음의 소리가 들린다
62. 비난하기 전에 원인부터 알아내라
63. 내 말 한 마디에 누군가의 인생이 바뀌기도 한다
64. 눈치가 빨라야 대화가 쉽다
65. 불평하는 것보다 부탁하는 것이 실용적이다
66. 말도 연습을 해야 나온다
67. 허세에는 한 번 속지 두 번은 속지 않는다
68. 내가 먼저 털어놓아야 남도 털어놓는다
69. 그런 시시한 것조차 모르는 사람은 모른다
70. 약점은 농담으로라도 들추어서는 안 된다
71. 지나친 겸손과 사양은 부담만 준다
72. 도덕 선생님은 선생님 자리에서 내려올 수 없다
73. 말은 가슴에 대고 해라
74. 넘겨짚으면 듣는 사람 마음의 빗장이 잠긴다
75. 말투는 내용을 담는 그릇이다
76. 때로는 알면서도 속아 주어라
77. 남에게 책임을 전가하지 말라
78. 정성껏 들어주라
79. 한페이지 책을 읽으면 두페이지 읽은 사람의 수하에 있다
80. 오늘 걷지않으면 내일은 뛰어야한다.
[통신 이어 전력도 선 없는 세상] 이젠 ‘와이파워’ … 집에 있으면 휴대폰이 그냥 충전된다
[통신 이어 전력도 선 없는 세상] 이젠 ‘와이파워’ … 집에 있으면 휴대폰이 그냥 충전된다
[중앙일보] 입력 2015.05.12 00:46 / 수정 2015.05.12 08:38
통신 이어 전력도 선 없는 세상
전송거리 짧은 자기유도방식
스마트폰·전동칫솔에 이미 사용
KAIST와 한국철도기술연구원은 지난해 차세대 KTX ‘해무’를 무선 전력으로 움직이는 데 성공했다. 궤도 사이에 설치된 무선급전장치(점선 표시 )가 열차에 자기공진 방식으로 전력을 공급했다. [중앙포토]지난 3일부터 나흘간 경기도 일산 킨텍스에서 열린 제28회 세계전기자동차전시회(EVS28). 자동차 메이커가 대부분인 행사장에서 부호분할다중접속(CDMA) 기술로 유명한 정보기술(IT) 업체 퀄컴이 새로운 충전 기술을 선보였다. 전원 케이블을 연결하지 않았는데 전기차가 저절로 충전됐다. 이 회사 관계자는 “무선 방식으로 3~4시간이면 완충된다. 2~3년 내 실용화될 것”이라고 밝혔다.
‘전선(電線) 없는 세상’이 더욱 확장되고 있다. 삼성의 새 스마트폰 갤럭시S6에 채택돼 화제가 된 ‘무선 전력 전송(Wireless Power Transfer)’ 기술이 전기차 충전에도 활용되고 있는 것이다. 무선 인터넷(Wi-Fi·와이파이)에 빗대 ‘와이파워(Wi-Power)’라고도 불리는 이 기술은 조만간 의료기기, 교통수단 등에도 적용될 것이라고 전문가들은 전망하고 있다.
◆무선충전 원리는=삼성 스마트폰과 퀄컴 전기차의 무선충전 원리는 같은 걸까. 결론적으로 같지 않다. 스마트폰 무선충전은 자기유도(MI) 방식인 반면 전기차는 자기공진(MR) 방식이다.
MI 방식은 중학교 물리 수업 시간에도 나온다. 둘둘 감은 코일에 교류 전기를 흘려 자기장을 만들면 가까운 곳에 있는 다른 코일에 전기가 유도되는 원리를 말한다. 물기 많은 욕실에서 안전하게 쓸 수 있는 무선충전 전동칫솔이나 금속 냄비를 올려놨을 때만 가열되는 인덕션레인지가 이 원리를 이용한다. 갤럭시S6도 마찬가지다. 충전패드와 본체에 송수신 코일이 들어 있어 서로 전력을 주고받는다. 삼성전자 무선사업부의 박세호 수석연구원은 “두 종류의 국제 표준(WPC·PMA)을 만족시키는 코일을 내장하고도 디자인을 슬림하게 유지하기 위해 부품의 구조·소재를 혁신했다”고 밝혔다.
그런데 이러한 MI 방식은 전력을 거의 고스란히(이론상 최대 90%) 무선으로 보낼 수 있는 반면 전송 거리가 짧다. 고작 몇 ㎜다. 송수신 코일이 거의 맞닿아 있어야 충전이 된다.
이런 한계를 넘기 위해 등장한 기술이 MR 방식이다. 미국 매사추세츠공대(MIT) 머린 솔랴치치 교수가 2007년 개발했다. MR을 이해하려면 먼저 진동을 알아야 한다. 모든 물체는 자기만의 진동수를 갖고 있다. 진동수가 같은 힘이 외부에서 가해지면 진폭이 커지고 에너지가 증가한다. 예를 들어 하나의 소리굽쇠를 때려 진동시킬 때 이 소리굽쇠와 진동수가 정확히 일치하는 다른 소리굽쇠는 때리지 않아도 진동한다. 이를 공진(共振) 현상이라고 한다.
MR 방식은 코일에 전류를 흘려 자기장을 만드는 것까지는 MI 방식과 같다. 자기장 주파수와 수신 코일의 진동수를 맞춰 먼 거리에서 강한 전기를 유도하는 게 차이다. MI 방식에 비해 전송효율은 떨어지지만 전송 거리는 수m로 훨씬 길다. 같은 공진 주파수를 갖는 여러 단말기를 동시에 충전할 수도 있다.
솔랴치치 교수가 설립한 와이트리시티란 벤처기업은 이런 방식의 충전기를 천장·벽·바닥 등에 삽입해 실내 전체를 무선화하는 프로젝트를 추진 중이다. 성공하면 가전 제품의 전선을 모두 없앨 수 있다. 방전된 스마트폰은 방에 들고 들어가기만 해도 저절로 충전이 된다.
MR 방식은 의료기기에도 활용할 수 있다. 보청기는 크기가 작아 고령자들이 배터리를 갈기 힘들다. 한국전기연구원 융복합의료기기연구센터는 이에 착안해 무선충전식 스마트 보청기를 만들고 있다. 박영진 센터장은 “잠자리에 들 때 보청기를 빼 그릇 모양의 충전기에 담아두면 MR로 전원이 공급되는 방식”이라고 소개했다. 박 센터장은 “무선충전 심박조율기(페이스메이커)도 수년 내 상용화될 것”이라고 예상했다. 현재는 환자들이 몇 년에 한 번씩 페이스메이커를 몸 밖으로 빼내 배터리를 교체해야 한다.
달리는 전기차·열차에 전력을 공급하는 것도 가능하다. KAIST 전기 및 전자공학과 조동호 교수팀이 개발한 올레브(OLEV) 전기버스가 대표적인 예다. 차고지·종점·정류장 바닥에 무선 송전 장치를 묻어둬 전기버스가 달리면서 저절로 충전이 된다. 이 버스는 현재 경북 구미에서 운행 중이며 다음달 세종시에도 도입된다. 조 교수팀과 한국철도기술연구원은 지난해 차세대 KTX(해무)에 버스보다 더 큰 전력을 무선으로 공급해 시속 3~4㎞로 움직이는 데도 성공했다.
◆우주에서도 가능하다=수㎞ 이상 떨어진 곳에 전력을 보낼 수 있는 방법도 있다. 주파수가 ㎓(1㎓=1000㎒=100만㎑) 이상인 마이크로파를 이용하면 된다. 미 항공우주국(NASA)은 1975년 이 방식으로 약 1.6㎞ 떨어진 곳에 30㎾의 전력을 보내는 데 성공했다. 마이크로파 방식은 미래 ‘우주 발전소’의 핵심 기술로도 꼽힌다. 우주는 태양복사에너지가 지상의 10배쯤 된다. 낮과 밤, 계절, 날씨의 변화도 없다. 이 때문에 지구정지궤도(지상 3만6000㎞)에 태양광발전위성(SPS)을 띄우면 전력을 대량 생산할 수 있고, 이 전력은 마이크로파로 지구에 무선 전송할 수 있다. 한국항공우주연구원의 윤용식 박사는 “워낙 발전량이 커 전송 효율이 좀 떨어져도 장기적으로는 경제성이 있다”고 말했다. 실제로 일본우주항공연구개발기구(JAXA)는 2020년까지 10~100㎿급, 2030년까지 1GW(1GW=1000㎿)급 태양광발전위성을 우주에 올리겠다고 밝혔다. 1GW는 원자력발전소 1기와 맞먹는 발전용량이다.
김한별 기자 kim.hanbyul@joongang.co.kr
◆와이파워(Wi-Power)=네트워크 케이블 없이 인터넷에 접속할 수 있는 와이파이(Wi-Fi) 기술처럼 전선 없이 전력을 공급받는 기술을 가리킨다.
