KAIST, 안경 필요없는 3D홀로그래픽 재생기술 개발

기존의 3차원 홀로그래픽 디스플레이와 개발된 3차원 홀로그래픽 디스플레이의 비교(KAIST 제공)© 뉴스1

한국과학기술원(KAIST) 물리학과 박용근 교수 연구팀은 안경이 필요없는 3차원(3D) 홀로그래픽 디스플레이를 재생할 수 있는 기술을 개발했다고 24일 밝혔다.

이 기술은 초박형 구조로 기존 디스플레이 생산 공정과 호환 가능하며, 대면적 광시야각을 확보해 3차원 디스플레이 기술을 한 단계 진보시켰다.

특별한 안경 없이 실감 나는 3차원 영상을 재생할 수 있는 홀로그래픽 디스플레이는 오랫동안 꿈의 기술로 여겨져 왔다.

그러나 현재 기술로는 구현할 수 있는 3차원 영상은 크기가 매우 작고 시야각 또한 크게 제한돼 현실적으로 구현이 어렵다.

3차원 홀로그램을 만들기 위해서는 빛의 세기와 빛이 진행하는 방향 모두 정밀하게 변조해야 한다.

빛 진행 방향의 정밀한 변조는 공간광파면 조절기에 의해 이뤄진다.

이때 빛이 진행하는 방향을 넓은 각도에서 정밀하게 제어하기 위해 공간광파면 조절기가 많은 픽셀로 이뤄져야 한다.

하지만 현재의 공간광파면 조절기의 픽셀 개수는 실감 나는 3차원 영상을 만들기에 턱없이 부족하다.

현재의 기술로 만들 수 있는 3차원 영상은 크기는 약 1cm, 시청 가능한 시야각은 약 3도 이내로 제한돼 사실상 실용화가 불가능하다.

연구팀은 복잡한 광학계를 구성하는 대신 LCD패널과 비주기적으로 설계된 박막을 추가함으로써 기존 방식에 비해 성능이 크게 향상된 3차원 영상을 개발했다.

박막은 비주기적으로 배열된 수많은 구멍(핀홀)으로 구성되는데 핀홀은 빛을 넓은 각도로 퍼뜨리기 때문에 형성된 3차원 영상을 넓은 각도에서 볼 수 있다.

연구팀은 이론에 따라 설계된 박막을 기존 디스플레이의 LCD패널에 부착했고, 실험을 통해 약 3cm×3cm의 화면에서 약 30도의 시야각을 가지는 3차원 홀로그램 영상을 구현하는 데 성공했다.

이는 기존의 Full HD 홀로그래픽 디스플레이로 표현할 수 있는 공간대역폭 보다 약 400배 이상 향상된 결과다.

연구팀은 또 3가지 색(적색, 녹색, 청색)을 나타내며 60Hz로 작동하는 동적 홀로그램을 구현했다.

1저자인 박종찬 박사는 “홀로그래픽 디스플레이의 상용화를 위해서는 넓은 시야각과 큰 영상 크기뿐 아니라 소형 폼팩터를 유지해야 하는데 이번 연구에서 평면형 디스플레이에서의 대면적 광시야각 홀로그래픽 디스플레이를 구현했다”며 “스마트폰이나 태블릿 등 휴대용 기기에서 홀로그래픽 디스플레이를 구현하는 기반기술이 될 것”으로 기대했다.

 (대전ㆍ충남=뉴스1)