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무겁고 두꺼운 VR기기, 안경처럼 얇아진다

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무겁고 두꺼운 VR기기, 안경처럼 얇아진다

2021.03.26 16:28
이병호 서울대 전기정보공학부 교수팀 개발
안경 크기의 VR 장치. 서울대 공대 제공
안경 크기의 VR 장치. 서울대 공대 제공

안경 크기의 가상현실(VR) 장치가 개발됐다. 기존 VR 장치 부피의 6분의 1 크기로 착용 시 불편감을 크게 줄일 수 있을 것으로 기대된다. 


이병호 서울대 전기정보공학부 교수 연구팀은 26일 VR 장치의 부피를 줄이는 디스플레이 기술을 개발했다고 밝혔다. 이번 연구결과는 ‘국제전기전자공학회(IEEE) 시각화와 컴퓨터그래픽(TVCG)’ 25일자에 공개됐다.


VR 기기의 부피가 큰 이유는 디스플레이 때문이다. 디스플레이 내부에 커다란 공간이 있다. 이 공간을 줄이려면 VR 광학계 렌즈의 초점거리를 줄여야 한다. 하지만 눈과 렌즈 사이에 확보돼야 할 최소거리가 존재해 너무 짧은 초점거리의 렌즈는 사용할 수 없다.


연구팀은 기존 렌즈 외에 ‘2차원 렌즈 배열’을 추가로 삽입해, 렌즈의 초점 거리를 줄였다. 2차원 렌즈 배열은 작은 렌즈들이 병렬로 배열된 광학 소자다. 2차원 렌즈 배열을 삽입하면, 눈과 렌즈 사이에 확보돼야 할 거리를 그대로 확보하면서 렌즈의 초점거리를 줄일 수 있다. 연구팀은 “공간을 기존 대비 절반 이하로 줄일 수 있다”고 말했다.


연구팀은 한번 더 두께를 줄이기 위해 빛의 편광상태를 제어하는 기술을 개발했다. 편광은 전자기파에서 전기장 진동 방향이 일정하거나 회전하는 현상이다. 빛의 편광 상태를 제어해, 빛이 광학계의 공간 안에서 앞뒤로 왕복 진행하도록 만들었다. 


연구팀은 “이를 통해 짧은 물리적 거리만으로 충분히 빛이 왔다갔다할 수 있는 길을 만들었다”며 “이를 통해 VR 디스플레이의 두께를 3분의 1 더 줄였다”고 설명했다. 약 3.3mm 두께의 디스플레이만으로 VR이 가능해진 것이다. 개발한 VR 디스플레이는 가로 102도, 세로 102도의 시야각도 가졌다. 안경 크기의 시제품도 개발했다. 내부 공간과 액정표시장치(LCD) 패널 등 필요한 소자를 모두 포함해 두게가 8.8mm 정도다.


논문 1저자 방기승 박사과정생은 “해상도 등 성능을 더 발전시켜 실제 안경처럼 일상생활 내내 착용할 수 있는 가상현실 및 증강현실 하드웨어를 구현하고 싶다”고 말했다. 이병호 교수는 “이 기술은 국제특허를 출원했으며 제품 생산에 나서는 기업이 있다면 1~2년 안에 상용화가 가능하다”고 말했다.
 

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