스마트폰에 붙이는 것만으로도 2D와 3D를 오가는 화면을 구현할 수 있는 기술을 국내 연구진이 개발했다. 앞으로 모바일 기기부터 옥외 광고판 같은 대형 디스플레이까지 광범위한 곳에 상업적으로 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
노준석 포항공대 교수 연구팀과 삼성전자 삼성리서치 비주얼 테크놀로지팀은 차세대 공학소자인 ‘메타렌즈’를 활용해 하나의 렌즈로 2D·3D 디스플레이를 자유자재로 전환하는 기술을 세계 최초로 공동 개발하고, 연구 결과를 과학저널 ‘네이처’에 발표했다고 23일 밝혔다.
메타렌즈는 1.2㎜ 두께의 초박형 평면 광학소자로, 기존의 굴절 렌즈와 달리 공급되는 전압을 조절해 빛의 굴절 방향 등을 자유자재로 바꿀 수 있다. 이를 활용해 연구진은 편광 조절기를 통해 전압이 없을 때는 오목렌즈로 작동해 2D 화면을 왜곡 없이 보여주다가, 전압이 공급되면 볼록렌즈로 작동해 시야각 100도 이상의 ‘초광시야각’으로 입체 영상을 구현해주는 ‘전환형 메타렌즈’를 개발했다.
여태까지 3D 화면을 보기 위해선 전용 안경을 써야 했고, 화면만으로 입체감을 구현하더라도 시야각이 15도로 너무 좁아 단 한명만 감상할 수 있었다. 같은 화면으로 2D를 볼 때는 화질이 현저히 떨어졌다. ‘전환형 메타렌즈’ 기술은 이런 한계를 뛰어넘어 하나의 화면으로 2D와 3D를 자유자재로 오갈 수 있을 뿐 아니라, 여러 사람이 다양한 위치에서 안경 없이도 3D 화면을 볼 수 있게 해준다고 연구진은 밝혔다. 게다가 메타렌즈는 기존 화면에 스티커처럼 붙이는 것만으로도 그 성능을 구현할 수 있어, “스마트폰·태블릿 등 모바일 기기부터 광고 등 대형 상업 디스플레이에 이르기까지 광범위한 적용이 기대된다”고 연구진은 밝혔다.
연구를 주도한 노준석 교수는 조규진·김인기 성균관대 교수 연구팀과도 나노 공정을 활용해 메타렌즈를 초당 300개 이상 대량 생산하는 기술을 함께 개발해, 지난주 네이처에 발표한 바 있다. 기초연구 성과가 실제 산업 현장에 적용되기까지 시간이 걸리기 마련인데, 대량생산 기술을 함께 제시함으로써 그 간극을 줄였다는 평가를 받는다.
최원형 기자 circle@hani.co.kr