일본산업뉴스요약

교세라, 메타렌즈로 공중 영상 구현
두께 1mm 이하로 얇게

교세라는 메타렌즈 기술을 활용해 광학계의 소형화와 입체감 있는 영상 표현을 동시에 구현한 스마트워치형 ‘웨어러블 공중 디스플레이’를 개발해, 미국 라스베이거스에서 열린 ‘CES 2026’에서 처음 공개했다. 빨간색과 초록색 영상이 약 2~3cm 공중에 떠 있는 것처럼 보인다. 시야각은 ±10도이다.

메타렌즈는 유리 표면에 빛의 파장보다 작은 나노미터(nm) 단위의 기둥형 구조(메타아톰)를 형성해 빛을 제어하는 ‘메타서피스’ 기술을 이용한 렌즈이다.

이 구조를 통해 기존에는 1cm 이상의 두께가 필요했던 광학 렌즈를 1mm 이하의 얇은 두께로 구현할 수 있다. 또한 메타아톰 설계를 통해 하나의 메타렌즈에 파장 제어와 위상 제어 등 여러 광학 특성을 통합할 수 있다. 덕분에 기존에 필요했던 여러 광학 부품을 크게 줄일 수 있다.

-- 두께 1cm 영상 표시 시스템을 목표로 --
교세라가 개발한 메타렌즈는 독자적인 메타아톰 설계를 통해 빛의 색에 따라 상이 맺히는 위치가 달라지는 특성을 갖는다. 이 메타렌즈와 교세라가 그동안 고정밀 공중 디스플레이 연구를 통해 축적한 공중 영상 결상 기술을 활용해, 깊이감에 차이가 있는 입체적인 공중 영상 표시를 구현했다. 이를 OLED(유기 EL) 디스플레이와 결합해 착용 가능한 크기까지 소형·경량화한 것이 이번에 전시한 ‘웨어러블 공중 디스플레이’이다.

이 시제품은 초록색과 빨간색 두 가지 색상의 표시를 제어한다. 초록색 영상은 약 2~3cm 공중에 떠 보이고, 빨간색 영상은 초록색보다 몇 밀리미터 더 앞으로 돌출돼 보인다. 교세라 측은 “메타아톰은 크기가 다른 것을 여러 개 만들고, 그 배치도 고민했다. 현재 시스템은 두께가 2cm에 못 미치지만, 실용화를 위해 두께가 1cm 수준인 시스템 개발을 목표로 한다”라고 설명했다.

공중 영상의 밝기와 해상도 등 세부 사양은 공개하지 않았다. 기존의 고정밀 공중 디스플레이 기술과 비교하면 훨씬 소형에 슬림형이지만 “현 시점에서 영상 품질은 시제품 단계 수준에 있다”라고 밝혔다.

개발한 기술의 제품화 시점은 아직 정해지지 않았지만, 응용 분야로는 스마트워치에 적용해 표시 가능한 정보량을 늘리거나, 차량용 디스플레이에 탑재해 경고 정보를 표시하는 용도를 상정하고 있다. 또한 메타렌즈의 얇고 가벼운 특징은 VR(가상현실), AR(증강현실) 안경의 소형화와 착용감 향상, 카메라·프로젝터 등 광학 기기의 슬림화(thinning)와 공간 절약에도 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

동사는 앞으로 파장 제어의 자유도를 높여 더 많은 색상과 더 높은 해상도를 구현하는 공중 영상 디스플레이로 발전시키는 방안도 검토하고 있다.

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