스마트폰에 붙이기만 하면 안경 없이도 2D와 3D를 자유자재로 전환할 수 있는 차세대 디스플레이 기술이 국내 연구진에 의해 세계 최초로 개발됐다.
과학기술정보통신부는 노준석 포스텍(POSTECH) 교수 연구팀과 삼성전자 삼성리서치 비주얼 테크놀로지팀이 차세대 광학소자인 메타렌즈를 활용해 하나의 렌즈로 2D와 3D를 자유자재로 전환하는 기술을 공동 개발했다고 밝혔다.
가상현실(VR)·증강현실(AR) 및 의료영상 등 3D 콘텐츠 수요 증가와 함께 여전히 일반 영상 시청 등 2D 콘텐츠 소비 또한 이어지면서 하나의 기기에서 두 방식을 자유롭게 전환할 수 있는 2D-3D 전환 디스플레이 기술이 상업적으로 큰 주목을 받고 있다. 그러나 3D 전용으로 설계된 기기는 일반적인 2D 화면 감상 시 화질이 현저히 떨어지는 고질적인 단점이 있다.
연구팀은 이를 1.2㎜의 초박형 구조로 설계된 메타렌즈로 해결했다. 일반적 렌즈는 한번 제작되면 그 특성을 바꿀 수 없지만, 메타렌즈는 전압 공급에 따라 빛의 굴절 방향을 자유자재로 조절한다.
전압이 없을 때는 오목렌즈로 작동해 고해상도 2D화면을 왜곡 없이 보여주며, 전압이 공급되면 볼록렌즈로 작동해 기존 기술보다 시야각이 6배 이상 넓은 100도의 초광시야각으로 입체 영상을 구현한다.
특히 이 메타렌즈를 스마트폰이나 태블릿 화면에 스티커처럼 붙이는 것만으로도 성능이 구현된다. 향후 모바일 기기는 물론 정밀 의료 영상 시스템이나 대형 옥외 광고판까지 관련 산업에 폭넓게 적용될 전망이다.
연구를 주도한 노준석 교수는 이번 메타렌즈 기술 발표에 앞서 조규진·김인기 성균관대 교수와 공동 교신저자로 참여해 네이처지에 발표한 '메타렌즈 대량 생산 공정 기술'을 함께 제시함으로써 실제 상용화 가능성을 높였다. 뿐만 아니라 국내 연구자가 세계 최고 권위 학술지의 발간호에 교신저자로서 서로 다른 두 연구를 동시 게재한 최초 사례로 기록됐다.
노 교수는 “이번 연구는 메타렌즈라는 초박형 나노광학 소자가 차세대 디스플레이 플랫폼으로서 실용적인 가능성을 지님을 실증한 성과”라며 “스마트폰부터 산업용 광고판까지 폭넓은 응용 가능성을 지닌 디스플레이 원천 기술 확보에 기여할 것”이라고 말했다.
과기정통부 지원 사업 등으로 수행한 이번 연구 성과는 네이처지에 23일 자정 게재됐다.
이인희 기자 leeih@etnews.com
