삼성, 홀로그램 디스플레이 개발

홀로그램으로 구현한 요정. 화면에서 30cm 떠 있어 사람 손 위에 있는 것처럼 보인다. 

지난 1990년 MIT대학에서 홀로그램(3차원 입체영상)기술을 개발한지 30년이 지났지만 아직까지 완벽하게 홀로그램을 구현할 수 있는 디스플레이는 상용화되지 않았다.

그런데 10일에 삼성은 ‘얇은 홀로그램 디스플레이’에 대한 연구 논문이 네이처 논문에 올라가게되었다고 발표했으며 연구센서는 해당 논문을 쓰기까지 8년이 소요되었다고 한다.

 

영화속에 등장하는 홀로그램 디스플레이

홀로그램이란?

먼저 홀로그래피(Holography)란, 두 개의 레이저광이 서로 만나 일으키는 빛의 간섭현상을 이용하여 입체 정보를 기록하고 재생하는 기술을 의미한다. 또한 홀로그램(Hologram)은 그 기술로 촬영된 것을 가리킨다. 홀로그램 기술은 눈앞에 실제 물체가 있는 것처럼 생생한 이미지를 만든다. 마블 영화 같이 히어로영화, SF영화 속에서 늘 등장하는 장면을 살펴보면 흔히 볼수있는 장면이다. 

그동안 왜 어려웠나?

홀로그램을 구현하는 디스플레이가 상용화되기 어려운 것은 화면이 커지면 시야각이 좁아지고, 시야각을 넓히면 화면이 작아지는

문제가 해결 되지 않았기 때문이다. 예를들어 현재 기술에는 시야각 30도, 가로세로 2 mm,1mm크기의 홀로그램디스플레이를 가로로 100배씩 늘리면 시야각은 100줄어든 0.3도가 되는 것이다.

삼성전자 종합기술원 연구팀이 개발한 홀로그래픽 디스플레이 개념도. 스티어링-백라이트 유닛이라는 광학 소자를 새로 개발해 시야각 문제를 해결

어떻게 개선?

1.스티어링-백라이트 유닛 (S-BLU)

삼성 연구원들은 좁은 시야각 문제를 해결하기 위해 ‘S-BLU’라는 특수 광학장치를 개발했다. 이 기술을 사용하면 빛을 한 방향으로만 직진하게 만드는 얇은 면 모양의 광원과 광선의 범위를 지정할 수 있는 일종의 빔 편향기로써 홀로그램 영상을 관찰자 방향으로 편향시켜 시야각을 30배 넓힐수 있다. 기존의 10인치 4K해상도 화면에서 홀로그램은 0.6의 시야각을 가졌지만 S-BLU를 사용하면 약 30배 시야각이 넓어진다.

*시야각: 물체를 감지할 수 있는 시야범위, 넓을수록 여러각도에서 확실히 물체를 감지한다.

2. FPGA 칩

해당 칩을 개발해 홀로그램영상을 실시간으로 재생하는 홀로그램 비디오 프로세서도 업그레이드하며 홀로그램 이미지를 4 K 수준의 화질로 개선시켰다.

방향성

삼성의 원강희 연구원은 “앞으로 일상생활에서 홀로그램을 완전히 사용하려면 더 많은 연구와 개발이 필요할 것이다. 다만 아직은 작은 홀로그램의 이미지를 먼저 실현시킬 것으로 예상이된다. 자동화장치에 가상 홀로그램 키패드와 같은 작은 단계부터 시작할 것이다” 라고 말했다.

또 안중권 전문연구원은 “홀로그래픽 디스플레이는 3D를 구현하는 디스플레이중에서도 가장 이상적인 형태로 꼽힌다. 홀로그램은 빛을 완벽하게 복제해 모든 물체를 정확하게 제공하는 원리라 실제 물체가 있는 것처럼 구현할수있다”라고 설명했다.

시장전망

디스플레이 업계에서는 10년뒤 6G의 시대가 완벽히 이루어지면 사물과 사람, 건물 , 공장 등 물리적인 것들은 그대로 복제할 수 있는 미래가 가능할 것이라고 보고 있다.  앞으로 홀로그램이 대중화된다면 손을 터치하지 않고 눈의 시선과 뇌파인식등을 사용하는 언택트 인터페이스도 활발하게 사용될 것이라고 예상되며 다양한 곳에 쓰이며 영화속의 한장면을 구현할 날이 도래할 것이다.

다만 홀로그램을 지연없이 전송할수있는 차세대 통신 세대를 개발해야하기도 하며 아이언맨이 사용하는 디스플레이 만큼의 시야각확보는 아직 기술적인 한계로 인해 오랜시간이 소요될 예정으로 보여진다.  

 

출처: www.businesskorea.co.kr/news/articleView.html?idxno=54925

Samsung Electronics Publishes Paper on Holographic Display in Nature - Businesskorea

Author Bella