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안경 없이도 스마트폰에서 홀로그램을 본다

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2019년 03월 24일 14:01 프린트하기

박용근 KAIST 물리학과 교수 연구팀은 기존대비 시야각을 크게 넓히고 픽셀 수를 증가시킨 3차원 홀로그래픽 디스플레이 재생 기술을 개발했다고 24일 밝혔다. 스마트폰과 태블릿에도 3차원 홀로그래픽을 적용할 수 있을 것으로 기대를 모은다. KAIST 제공
박용근 KAIST 물리학과 교수 연구팀은 기존대비 시야각을 크게 넓히고 픽셀 수를 증가시킨 3차원 홀로그래픽 디스플레이 재생 기술을 개발했다고 24일 밝혔다. 스마트폰과 태블릿에도 3차원 홀로그래픽을 적용할 수 있을 것으로 기대를 모은다. KAIST 제공

안경을 쓰지 않아도 스마트폰 화면에서 입체상을 볼 수 있는 홀로그래픽 디스플레이 기술이 국내에서 개발됐다. 스마트폰과 태블릿PC에서 홀로그램을 재생할 수 있을 것으로 기대를 모은다.


박용근 KAIST 물리학과 교수 연구팀은 시야각을 크게 넓히고 픽셀 수를 증가시킨 홀로그래픽 디스플레이 기술을 개발했다고 24일 밝혔다. 


홀로그래픽 디스플레이는 투명한 속성의 매질을 이용해 이미지를 투사한 후 형상화하는 기술로 특별한 안경 없이도 3차원 영상을 재생할 수 있다. 3차원 홀로그램은 공간광파면조절기라는 장치를 통해 빛의 세기와 진행 방향의 조절을 통해 만들어진다. 공간광파면 조절기는 빛이 퍼져 나가는 방향을 정밀하게 제어할 수 있는 광학 제어 장치로 픽셀 수가 많으면 많을수록 정밀하게 빛의 세기와 진행방향을 조절한다.


현재까지 개발된 공간광파면 조절기 픽셀 수는 800만개로 명함 크기보다 작은 1cm 수준 크기의 3차원 홀로그램 이미지 밖에 구현하지 못한다. 컴퓨터 모니터와 같이 2차원 이미지를 표현하기엔 충분한 양이지만 3차원 이미지를 생성하기 위해선 800만개보다 1000배 이상 많은 픽셀 수가 필요하다. 또 시야각도 3도 이내의 제한적인 각도 내에서만 영상 시청이 가능하다. 


연구팀은 공간광파면 조절기를 이용하는 대신 액정표시장치(LCD) 패널에 비주기적으로 설계된 박막을 추가했다. 박막은 1마이크로미터(μm) 정도의 엷은 물질 층을 뜻하며 비주기적으로 배열된 수많은 구멍으로 구성된다. 박막에 있는 구멍들이 빛을 넓은 각도로 퍼뜨리도록 해 3차원 영상이 더 넓은 각도에서 볼 수 있도록 했다.


연구팀은 약 가로 3cm, 새로 3cm의 화면에서 약 30도의 시야각을 가지는 홀로그램 영상을 구현하는 데 성공했다. 이는 기존 홀로그래픽 디스플레이로 표현할 수 있는 픽셀 개수보다 약 400배 이상 향상된 결과다. 이 기술은 기존 LCD 패널 생산 공정과 호환 가능하다. 박막을 추가하는 한 단계를 덧붙여 대량생산이 가능할 것으로 기대된다.  


박 교수는 “이번 연구에서는 평면형 디스플레이에서 대면적 광시야각 홀로그래픽 디스플레이를 구현했다”라며 “스마트폰이나 태블릿 등 휴대용 기기에서 홀로그래픽 디스플레이를 구현하는 기반기술이 될 것”이라고 말했다.


이번 연구결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 21일자 온라인판에 발표됐다.

 

실제 구현된 3차원 홀로그래픽 디스플레이와 전자현미경 이미지를 나타냈다. KAIST 제공
실제 구현된 3차원 홀로그래픽 디스플레이와 전자현미경 이미지를 나타냈다. KAIST 제공

 

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