POSTECH-삼성전자, 스마트폰 만으로 2D↔3D 전환 메타렌즈 공개
POSTECH(포항공과대학교)과 삼성전자가 안경없이 스마트폰 만으로 2D와 3D를 손쉽게 전환할 수 있는 차세대 디스플레이 기술(메타렌즈)을 세계 처음 상용화에 근접한 수준으로 개발, 공개했다. 이를 개발한 노준석 POSTECH 기계공학과 교수는 과기정통부 브리핑에서 "현존하는 가장 큰 5×5cm 크기 렌즈로, 제작비도 기존대비 100분의 1도 안되는 5,000원 밖에 안든다"고 설명했다. 과학기술정보통신부는 노준석 교수 연구팀과 삼성전자 삼성리서치 비주얼 테크놀로지팀이 공동으로 차세대 광학소자인 '메타렌즈'를 활용해, 하나의 렌즈로 2D와 3D를 자유자재로 전환하는 기술을 개발하고, 세계 3대 학술지 네이처에 온라인으로 게재했다고 23일 밝혔다. 메타렌즈는 나노미터 크기의 인공 나노 구조체를 기판 위에 배열해 빛의 위상·진폭·편광을 정밀하게 제어하는 방법으로 렌즈 기능을 구현하는 초박형 평면 광학 소자를 말한다. 노 교수는 지난 16일 성균관대 조규진·김인기 교수와 '메타렌즈 대량 생산 공정 기술'을 네이처에 온라인으로 발표한 바 있다. 이번을 포함하면, 연속 2주째 네이처 온라인으로 연구성과가 실린 것. 이들 논문 2편은 오는 30일 네이처 오프라인으로 동시 게재될 예정이다. 노 교수가 공개한 메타렌즈는 특히, 노벨 재단과 스웨덴 왕립과학원 주관으로 오는 6월 29일 스웨덴서 개최하는 노벨 심포지엄(Nobel Symposia)에도 초청 받아 관심을 끌었다. 과학기술계는 "이는 메타물질이 노벨물리학상 후보군에 올랐음을 의미한다"며 "아시아 대학에서는 POSTECH과 홍콩대, 싱가포르대학이 유일하게 포함됐다"고 설명했다. 노준석 교수는 "최근 가상·증강현실, 의료영상 등 3D 콘텐츠 수요가 급증하고 있지만, 여전히 텍스트 열람이나 일반 영상 시청 같은 2D 콘텐츠 소비가 지배적이다. 그렇기에 하나의 기기에서 두 방식을 자유롭게 전환할 수 있는 2D-3D 전환 디스플레이 기술이 산업계 주목을 끈다"고 말했다. 노 교수는 "그러나 이 기술은 현재 시야각이 15도 내외로 좁아 3D 영상을 여러 위치에서 보기가 어렵고 2D 화면은 화질이 떨어지는 단점을 있다"고 지적했다. 연구팀은 이같은 문제를 1.2mm 초박형 구조로 설계된 '메타렌즈'로 해결했다. '메타렌즈'는 전압 공급에 따라 빛의 굴절 방향을 자유자재 조절이 가능하다. 전압이 없을 때는 오목렌즈로 작동해 고해상도 2D화면을 왜곡 없이 보여주다, 전압이 공급되면 볼록렌즈로 작동한다. 노준석 교수는 "기존 기술보다 시야각이 6배 이상 넓은 100도의 '초광시야각'으로 입체 영상을 구현할 수 있다"며 "이를 통해 여러 사람이 다양한 위치에서 동시에 몰입감 넘치는 3D 영상을 즐길 수 있다"고 부연 설명했다. 이 '메타렌즈'는 스마트폰이나 태블릿PC 화면에 스티커처럼 붙이는 것만으로도 성능이 구현된다. 이에 따라 향후 모바일 기기는 물론 정밀 의료 영상 시스템이나 대형 옥외 광고판 등 관련 산업에 폭넓게 적용이 가능할 것으로 전망됐다. 노준석 교수는 "지난 주 성균관대학과 공동으로 개발, 네이처에 발표한 '메타렌즈 대량 생산 공정 기술'과 이번에 공개한 2D->3D 광학소자 기술로 렌즈 상용화 가능성이 손에 잡힐 만큼 다가온 것"으로 평가했다. 김성수 과기정통부 연구개발정책실장은 "일반적으로 기초연구 성과가 실제 산업 현장에 적용되기까지는 통상 50년이 걸리지만 노준석 교수의 경우 원천 기술 개발과 양산 가능성 검증을 동시에 마침으로써 그 간극을 혁신적으로 단축했다"고 말했다.
