일상용 AR 안경의 혁신 기술 개발
Seoul증강 현실(AR)은 기존의 안경에 통합되어 새로운 활용 방식을 제공합니다. AR은 주로 실제 세계에 디지털 이미지를 겹쳐 보여주는데, 이제 큰 기기에서 작은 착용 장치로 옮겨가고 있습니다. 연구자들은 안경에 첨단 광학 기술을 적용한 새로운 디자인을 개발하였으며, 이는 의학과 자율주행차와 같은 분야에 변화를 가져올 수 있습니다.
대부분의 현재 증강 현실 시스템은 여러 렌즈를 사용하는 구성이며, 이는 부피가 크고 일상적인 안경으로 적합하지 않습니다. 유광 마가 이끄는 팀은 두 개의 광학 요소와 마이크로LED 화면을 결합해 단일 렌즈 디자인을 개발했습니다. 이 혁신은 정규 안경의 작은 크기에 맞추면서도 이미지 품질을 유지하여 AR을 보다 대중적이고 접근 가능하게 만드는 데 한 걸음 더 다가갔습니다.
주요 특징으로는 메타표면과 굴절 렌즈의 통합, 미세한 녹색 LED로 이미지 투영을 가능한 마이크로LED 스크린 사용, 시각적 왜곡을 제거하는 컴퓨터 알고리즘, 그리고 30° 시야각 내에서 2% 이하의 이미지 왜곡률을 포함하고 있습니다.
이 설계는 빛을 조절하고 방향을 잡기 위해 특수한 실리콘 나이트라이드 필름을 사용합니다. 합성 폴리머로 만들어진 렌즈와 함께 작동하여 이미지 품질을 향상시킵니다. 이 설정은 작은 AR 시스템에서 흔히 발생하는 빛 왜곡을 최소화하여 선명한 이미지를 보장합니다.
이 렌즈 시스템은 이미지를 처리하는 과정에서 발생하는 문제를 해결하기 위해 컴퓨터 프로그램을 활용합니다. 연구진은 이 시스템이 작동하는 방식을 빨간 판다 사진을 통해 시연했습니다. 컴퓨터의 도움으로 얻어진 이미지는 원본과 74.3% 유사하게 만들어져, 이전 방법들보다 더 나은 성능을 보여주었습니다.
미래의 발전을 위한 시발점으로써의 프로토타입은, 현재의 녹색 색조를 넘어서 전체 색상을 보여주는 디스플레이로 진화할 가능성이 있습니다. 이는 AR 안경이 스마트폰만큼 일상적이고 유용한 도구로 자리 잡을 수 있음을 의미합니다. 사람들은 이를 통해 내비게이션, 추가 정보 보기, 실시간 번역 등을 안경을 통해 경험할 수 있을 것입니다. 그뿐만 아니라, 다양한 분야의 전문가들은 자신의 작업 환경에 디지털 정보를 직접 추가함으로써 팀워크를 향상시킬 수 있을 것입니다.
처음에는 이 기술이 특정 분야에서 사용될 수 있지만 발전함에 따라 증강 현실 (AR)이 일상 생활과 직장에서 더 많은 사람들이 접근할 수 있게 될 것입니다. 디지털 공간과 물리적 공간의 경계가 점점 모호해지면서 착용형 AR은 정보 활용 방식을 변화시키고, 한때 공상 과학 소설에서만 상상되었던 새로운 경험을 제공할 수 있습니다.
연구는 여기에서 발표되었습니다:
http://dx.doi.org/10.1021/acsphotonics.4c00989및 그 공식 인용 - 저자 및 저널 포함 - 다음과 같습니다
Qikai Chen, Jiacheng Zhou, Sijie Pian, Jingang Xu, Xingyi Li, Bihua Li, Chentao Lu, Zhuning Wang, Qi Jiang, Shanhe Qin, Hantao Zhan, Benhao Zhang, Xu Liu, Kaiwei Wang, Yaoguang Ma. Hybrid Meta-Optics Enabled Compact Augmented Reality Display with Computational Image Reinforcement. ACS Photonics, 2024; 11 (9): 3794 DOI: 10.1021/acsphotonics.4c00989오늘 · 오전 4:25
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