하드웨어2026. 11. 11. 오후 11:07 UTC·1 분 소요

포스텍·삼성리서치, 야외서도 선명한 AR글래스 개발

포스텍과 삼성리서치가 두께 1.5mm 메타표면 도파로로 야외에서도 밝은 AR글래스 광학계를 개발했다. 연구 결과는 네이처에 실렸다.

Prototype AR glasses with a thin metasurface waveguide lens showing text overlaid on an outdoor scene. — 이미지: zdnet.co.kr

포항공과대학교(POSTECH)와 삼성전자 삼성리서치가 밝은 야외에서도 잘 보이는 AR글래스용 광학 기술을 개발했다. 과학기술정보통신부는 11일 노준석 포스텍 기계공학과 교수 연구팀의 성과를 발표했으며, 연구 결과는 국제학술지 네이처에 공개됐다.

도파관 안 빛 손실 줄여

기존 AR 안경은 작은 디스플레이의 빛을 얇은 도파관으로 보낸 뒤 표면 미세구조로 방향을 바꿔 눈에 전달한다. 이 과정에서 일부 빛이 다른 방향으로 빠져나가 밝기가 떨어지고, 시야 범위를 넓힐수록 손실도 커진다. 눈을 움직이거나 안경이 흘러내리면 화면을 보기 어려운 것도 문제였다.

연구팀은 빛의 파장보다 작은 나노구조를 배열한 메타표면 도파로로 이를 풀었다. 위치에 따라 구조의 모양과 간격을 달리해 빛이 들어오는 각도와 위치에 맞춰 진행 방향을 조절한다. 풀컬러 구현을 위해 청색·녹색 위주 층과 적색·녹색 위주 층을 결합했고, 각 층에 질화규소(SiNx) 메타표면을 만들어 29개 영역의 나노구조를 다르게 설계했다.

시제품 성능

광학계 두께는 총 1.5mm, 대각 시야각은 30도다. 눈과 도파관 사이 15mm 거리에서 가로·세로 각 8mm의 아이박스를 확보했다. 아이박스 내 여러 눈 위치에서 영상 중심부 밝기를 측정한 결과 백색광 휘도 효율은 평균 1,938nits/lm, 최대 4,225nits/lm였다. 적색·녹색·청색 평균은 각각 1,897, 1,977, 2,170nits/lm로 색상 간 균형이 비교적 잡혔다는 설명이다.

실내외 촬영에서는 밝은 야외에서 흰색 문자를 표시했고, 실내에서는 디스플레이 출력을 30%로 낮춰도 컬러 영상을 구현했다.

노 교수는 야외에서 작은 글자를 더 쉽게 읽도록 화질을 높이는 것이 후속 과제라고 밝혔다. 대면적 나노임프린트 공정으로 확장하면 나노구조를 정밀하게 복제해 제조비용을 낮추고 생산성을 높일 수 있을 것으로 기대했다.