안경 없이 3D 홀로그래픽 디스플레이 재생한다

박용근 KAIST 교수팀 개발, 스마트폰·태블릿 등에 구현할 수 있을 것으로 기대

실제 구현된 3차원 홀로그래픽 디스플레이와 전자현미경 이미지

[아시아경제 김철현 기자] 카이스트(KAIST·총장 신성철)는 물리학과 박용근 교수 연구팀이 안경 없이도 3차원 홀로그래픽 디스플레이를 재생할 수 있는 기술을 개발했다고 24일 밝혔다. 박종찬 박사가 1저자로 참여한 이번 연구는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈' 21일자 온라인판에 게재됐다.

특별한 안경 없이 실감 나는 3차원 영상을 재생할 수 있는 홀로그래픽 디스플레이는 오랫동안 꿈의 기술로 여겨져 왔다. 하지만 현재 기술로는 구현할 수 있는 3차원 영상은 크기가 매우 작고 시야각 또한 크게 제한돼 있다. 과학자들은 실용적인 홀로그램을 만들기 위해 여러 개의 공간광파면 조절기를 합쳐서 이용하거나 사람이 인식할 수 있는 속도보다 훨씬 빠른 속도로 다량의 홀로그램 이미지들을 조합해 3차원 이미지를 만들었다. 다만 이런 방식은 복잡한 시스템이 뒷받침되는 연구실 환경에서만 구현됐다.

이에 연구팀은 복잡한 광학계를 구성하는 대신 LCD패널과 비주기적으로 설계된 박막을 추가함으로써 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 가로, 세로 약 3㎝의 화면에서 30도 정도의 시야각을 가지는 3차원 홀로그램 영상을 구현하는 데 성공했다. 이는 기존의 풀HD 홀로그래픽 디스플레이로 표현할 수 있는 공간대역폭 보다 약 400배 이상 향상된 결과이다.

박종찬 박사는 "홀로그래픽 디스플레이의 상용화를 위해서는 넓은 시야각과 큰 영상 크기뿐 아니라 소형 폼팩터를 유지해야 한다. 이번 연구에서는 평면형 디스플레이에서 대면적 광시야각 홀로그래픽 디스플레이를 구현했다"라며 "스마트폰이나 태블릿 등 휴대용 기기에서 홀로그래픽 디스플레이를 구현하는 기반 기술이 될 것으로 기대한다"라고 말했다.

김철현 기자 kch@asiae.co.kr