경량 AR 안경, 일상 사용을 현실에 가깝게 만들다

POSTECH 연구진은 빨강·초록·파랑 빛을 하나의 얇은 도파관으로 전달하는 풀컬러 증강현실(AR) 디스플레이 시제품을 만들었다. 연구 결과는 Nature Nanotechnology에 실렸다. 이는 판매 중인 완성형 AR 안경을 발표한 것이 아니다.

AR 광학계를 얇게 만드는 이유

AR은 실제 풍경 위에 디지털 영상을 겹쳐 보여준다. 안경에 들어가는 광학계는 빛을 눈으로 보내면서 색 번짐과 반사를 줄여야 한다. 기존 도파관 방식 중에는 색마다 별도의 층을 쓰는 경우가 있어 두께와 제작 공정이 늘어난다. 연구진은 세 기본색을 한 층으로 전달할 수 있는지 조사했다.

무색수차 메타격자의 역할

원문 논문에 따르면 규칙적으로 배열한 직사각형 나노구조는 빨강·초록·파랑 빛을 같은 방향으로 회절시킨다. 이러한 무색수차 메타격자로 한 도파관 안에서 색 분산을 줄일 수 있다. 나노구조의 형태를 정할 때 계산 최적화를 이용했다.

시연 장치의 도파관 두께는 500마이크로미터, 즉 0.5밀리미터였다. 연구진은 풀컬러 AR 영상을 구현하고 밝기와 색 균일성을 시험했다. 눈의 위치가 조금 변해도 영상을 볼 수 있는 범위인 아이박스는 약 9밀리미터로 보고됐다. 이 수치는 광학 시제품에 관한 것으로 완성된 안경의 무게나 하루 종일 착용할 때의 편안함을 뜻하지 않는다.

남은 과제

한 층의 도파관은 향후 광학 부품의 두께와 수를 줄일 가능성이 있다. 하지만 실제 안경에는 영상원, 전자회로, 배터리, 프레임도 필요하다. 대량 생산 비용, 내구성, 출시 날짜는 이 연구에서 확인되지 않았다. 몇 년 안에 상용화된다는 예측을 실험 결과로 제시해서는 안 된다.

저자에는 Seokil Moon, Seokwoo Kim, Joohoon Kim, Chang-Kun Lee, Junsuk Rho 등이 포함된다.

관련 기업

Advanced Micro Devices의 프로세서와 그래픽 기술은 AR·VR 응용에 쓰일 수 있다. 그러나 AMD가 이 POSTECH 광학 연구에 참여했다는 뜻은 아니다. 투자에는 최신 사업·재무 자료를 별도로 확인해야 한다.

Advanced Micro Devices Inc. (AMD )

출처: Moon, S. 외, Nature Nanotechnology 20, 747–754 (2025), doi:10.1038/s41565-025-01887-3.