스마트폰 부착형 메타렌즈, 2D·3D 전환 기술 개발

포항공대와 삼성전자가 공동 개발한 메타렌즈 기술이 2D와 3D 영상을 자유롭게 전환하는 새로운 디스플레이 기술을 구현했다. 이 기술은 스마트폰 화면에 얇은 렌즈 필름을 부착하는 방식으로 구현되어 안경 없이도 3D 영상을 즐길 수 있게 하며, 기존 3D 기술의 한계를 극복했다. 과학기술정보통신부는 이번 연구가 메타렌즈를 활용해 하나의 렌즈로 2D와 3D를 전환하는 기술을 세계 최초로 개발한 것이라고 밝혔다.

이번 연구 성과는 국제학술지 Nature에 게재되어 기술력을 인정받았다. 기존 3D 디스플레이는 좁은 시야각과 화질 저하 문제가 있었지만, 이번에 개발된 메타렌즈는 시야각을 6배 확대하여 여러 사람이 동시에 3D 영상을 볼 수 있게 했다. 또한, 텍스트와 영상 등 2D 콘텐츠 소비가 여전히 높은 상황에서 하나의 기기로 두 가지 방식을 자유롭게 전환하는 기술이라는 점에서 의미가 크다.

연구팀은 나노 구조로 빛을 정밀 제어하는 메타렌즈를 통해 이러한 한계를 극복했다. 두께 1.2㎜의 초박형 구조로 설계된 이 렌즈는 전압에 따라 오목렌즈와 볼록렌즈로 전환되며, 전압이 없을 때는 고해상도 2D 화면을 왜곡 없이 구현하고, 전압이 공급되면 100도의 초광시야각에서 입체 영상을 구현한다. 이는 기존 대비 약 6배 넓은 시야각으로, 여러 사람이 다양한 위치에서 동시에 3D 영상을 볼 수 있는 수준이다.

특히 이 메타렌즈는 스마트폰이나 태블릿 화면에 부착하는 방식으로 작동하여 기존 디스플레이와의 호환성이 높다. 연구팀은 모바일 기기뿐 아니라 의료 영상, 대형 옥외 광고, 스마트 공간 등 다양한 산업 분야로의 확장이 가능할 것으로 기대한다. 또한, 이번 연구는 기술 실증뿐 아니라 대량 생산 공정 기술도 함께 발표하여 상용화 가능성을 높였다.

노준석 포항공과대학교 교수는 "초박형 메타렌즈가 차세대 디스플레이 플랫폼으로서 실용적 가능성을 입증한 성과"라며 "모바일부터 산업용까지 폭넓은 응용이 가능한 원천 기술 확보에 기여할 것"이라고 말했다. 김성수 과기정통부 연구개발정책실장은 "기초연구에 대한 지속적인 투자를 통해 연구자들이 세계 무대에서 성과를 낼 수 있도록 지원을 강화하겠다"고 밝혔다. 연구팀은 이번 연구를 통해 차세대 디스플레이 기술의 새로운 지평을 열고 관련 산업 발전에 기여할 것으로 기대한다.