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KAIST, 3차원 홀로그래픽 재생기술 개발

KAIST(총장 신성철)는 이 대학 박용근 물리학과 교수 연구팀이 안경 없이도 3차원 홀로그래픽 디스플레이를 재생할 수 있는 기술을 개발했다고 22일 밝혔다. 이 기술은 초박형 구조로 기존 디스플레이 생산 공정과 호환하다는 장점이 있고 대면적 광시야각을 확보해 3차원 디스플레이 기술을 한 단계 진보시켰다.

 

3차원 홀로그램을 만들기 위해서는 빛의 세기와 빛이 진행하는 방향을 정밀하게 변조해야 한다. 빛이 진행하는 방향을 넓은 각도에서 정밀하게 제어하기 위해서는 공간광파면 조절기(빛이 퍼져나가는 방향을 정밀하게 제어할 수 있는 광학 제어 장치)가 많은 픽셀로 이뤄져야 한다. 기존 공간광파면 조절기의 픽셀 개수는 실감 나는 3차원 영상을 만들기에 턱없이 부족하다는 한계가 있었다. 

 

 

연구팀은 복잡한 광학계를 구성하는 대신 LCD패널과 비주기적으로 설계된 박막을 추가해 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 풀HD(Full HD) 홀로그래픽 디스플레이로 표현할 수 있는 공간대역폭 보다 약 400배 이상 향상된 결과다. 3가지 색(적색, 녹색, 청색)을 나타내며 60Hz로 작동하는 동적 홀로그램 역시 구현했다. 

 

이 논문 제 1 저자인 박종찬 박사는 “홀로그래픽 디스플레이의 상용화를 위해서는 넓은 시야각과 큰 영상 크기뿐 아니라 소형 폼팩터를 유지해야 한다. 이 연구에서는 평면형 디스플레이에서 대면적 광시야각 홀로그래픽 디스플레이를 구현했다”라며 “스마트폰이나 태블릿 등 휴대용 기기에서 홀로그래픽 디스플레이를 구현하는 기반기술이 될 것으로 기대한다”라고 말했다.
 


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