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- POSTECH 연구팀,단일층 웨이브가이드로 한 장 안경알로 처리
[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 연구진이 무겁고 두꺼워 오래 착용하기 어려운 AR 안경의 불편함을 일거에 해소했다.
AR 안경 상용화의 가장 큰 걸림돌은‘웨이브가이드(waveguide)’기술의 한계였다.AR 안경에서는 안경알이 렌즈 역할뿐 아니라‘빛의 고속도로’인 웨이브가이드 역할까지 수행한다.따라서 이‘웨이브가이드’는 빛을 정해진 경로로 유도해 가상 이미지를 눈에 전달하는 핵심 부품이다.그런데 기존 기술로는 빛의 색수차 문제 때문에 빨강,초록,프라 그마 틱 슬롯 사이트파랑 빛을 각각 따로 처리해야 해 색상들을 위한 웨이브가이드를 따로 설계해야 했고,맞고의 신 pc그 결과 안경알이 여러 겹 쌓이면서 자연스레 안경이 무겁고 두꺼워졌다.
POSTECH(포항공과대학교) 노준석 교수팀은 모든 색상의 빛을 단 한 장의 안경알으로 처리할 수 있는‘무색수차 메타격자(Achromatic Metagrating)’기술을 개발했다.이 기술의 핵심은 질화실리콘(Si3N4)으로 만든 나노미터(nm) 규모의 직사각형 기둥들이다.연구팀은 확률적 위상 최적화 알고리즘을 사용해 이 나노 구조 하나하나가 빛을 가장 효율적으로 조절하도록 정밀하게 설계했다.
실험 결과,금요경마시간표두께가 500μm(마이크로미터)에 불과한 단일층 웨이브가이드로도 선명한 컬러 이미지를 구현하는 데 성공했다.1μm는 머리카락 두께의 약 1/100 수준이다.또한 사용자의 눈 위치가 조금 달라도 또렷한 영상을 볼 수 있도록‘아이박스(eyebox)1)’도 9mm로 확보해,기존보다 편안하고 안정적인 AR 경험이 가능해졌다.
특히 이번 기술은 기존 AR 안경의 고질적인 문제였던 색 번짐 현상을 완전히 해소했으며,밝기와 색 균일성 등 여러 면에서 기존보다 월등한 성능을 보였다.연구팀의 기술이 상용화되면 일반 안경처럼 얇고 가벼운 AR 안경을 만드는 것도 가능해진다.장시간 착용해도 부담이 적고,제조 공정이 간소화되어 생산 비용까지 크게 줄일 수 있다.결국,누구나 부담 없이 사용할 수 있는‘일상 속 AR’의 시대가 한층 더 가까워진 셈이다.
노준석 교수는 “이번 연구는 차세대 AR 디스플레이 기술 발전의 중요한 이정표가 될 것”이라며,카지노 신화 그리고 전설들“향후 대면적 제조 기술과 결합한다면 상용화 가능성도 더욱 높일 수 있을 것으로 기대된다”라고 전했다.
이번 연구결과는 국제학술지‘네이처 나노테크놀로지’에 4월 30일 게재됐다.
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