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안경 없이 3D 홀로그래피 디스플레이 재생한다

KAIST 박용근 교수 연구팀 개발…스마트폰 구현 가능성 열어
(a) 3차원 홀로그래피 디스플레이. 기존 LCD 패널에 비주기적으로 설계된 박막을 부착해 구현했다.(b) 박막의 전자현미경 이미지. 박막은 약 2㎛의 비주기적 배열 핀홀로 구성했다. [KAIST 제공=연합뉴스]
(a) 3차원 홀로그래피 디스플레이. 기존 LCD 패널에 비주기적으로 설계된 박막을 부착해 구현했다.(b) 박막의 전자현미경 이미지. 박막은 약 2㎛의 비주기적 배열 핀홀로 구성했다. [KAIST 제공=연합뉴스]

(대전=연합뉴스) 이재림 기자 = 한국과학기술원(KAIST)은 물리학과 박용근 교수 연구팀이 안경 없이도 3차원(3D) 홀로그래피 디스플레이를 재생할 수 있는 기술을 개발했다고 24일 밝혔다.

연구팀 기술은 초박형 구조로, 기존 디스플레이 생산 공정과 호환할 수 있다.

대면적 광시야각까지 확보해 3D 디스플레이 기술을 한 단계 높였다는 평가를 받는다.

박종찬 박사 미국 일리노이대학교 연구원(전 KAIST 물리학과 연구원)이 1저자로 참여한 연구 논문은 '네이처 커뮤니케이션즈'(Nature Communications) 21일 자 온라인판에 실렸다.

3D 영상을 실감 나게 재생할 수 있는 홀로그래피 디스플레이는 오랫동안 꿈의 기술로 여겨져 왔다.

3D 홀로그램을 만들려면 빛의 세기와 빛 진행 방향 모두 정밀하게 변조해야 한다.

그러려면 공간 광파면 조절기라는 게 필요하다.

공간 광파면 조절기는 빛의 퍼져나가는 방향을 정확히 제어할 수 있는 장치다.

현재 기술로 만들 수 있는 공간 광파면 조절기 픽셀 수는 '2천×4천 개' 수준이다.

3D 이미지를 생성하기 위해서는 최소한 이보다 1천배 이상 많은 픽셀 수가 필요하다.

지금은 빛을 매우 한정된 각도 안에서만 변조할 수 있다는 뜻이다.

60㎐로 동작하는 3차원 동적 컬러 홀로그램을 영상으로 촬영했다. [KAIST 제공=연합뉴스]
60㎐로 동작하는 3차원 동적 컬러 홀로그램을 영상으로 촬영했다. [KAIST 제공=연합뉴스]

연구팀은 액정표시장치(LCD) 패널과 박막을 통해 기존 방식보다 성능을 크게 높였다.

박막은 비주기적으로 배열된 수많은 구멍(핀홀)으로 구성돼 있다.

핀홀은 빛을 넓은 각도로 퍼뜨리기 때문에, 3D 영상을 넓은 각도에서 볼 수 있다.

이론에 따라 설계된 박막을 기존 디스플레이 LCD패널에 부착한 연구팀은 실험을 통해 약 3×3㎝ 화면에서 30도가량 시야각을 갖는 3D 홀로그램 영상을 구현했다.

기존 기술로 표현할 수 있는 공간대역폭보다 400배 이상 향상된 결과라고 연구팀은 설명했다.

아울러 3가지 색(적·녹·청)을 나타내며, 60㎐로 작동하는 동적 홀로그램을 연출했다.

박종찬 박사는 "평면형 디스플레이에서 대면적 광시야각 홀로그래피 디스플레이를 구현한 것"이라며 "스마트폰이나 태블릿 PC 등 휴대용 기기에서 홀로그래피 디스플레이를 표현하는 기반 기술이 될 것으로 기대한다"고 말했다.

walden@yna.co.kr

<저작권자(c) 연합뉴스, 무단 전재-재배포 금지> 2019/03/24 10:00 송고

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