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Nikkei Electronics_2022.9 News (p14-16)

AR 콘택트렌즈로 “미래가 보였다”
모조 CEO가 직접 착용해 기능 확인

미국 모조비전(Mojo Vision)은 6월 28일, 자사 개발한 AR(증강현실) 콘택트렌즈 '모조렌즈(Mojo Lens)'의 시제품을 퍼킨즈 CEO(최고경영책임자)가 직접 착용해 그 기능을 확인했다고 자사 블로그에서 발표했다.

기본적인 기능의 동작은 확인했으며, 향후 미국 식품의약국(FDA)의 인가 취득을 서두르는 동시에 소프트웨어의 충실을 도모해 파트너 기업과 구체적인 제품화를 추진할 방침이고 한다.

이 모조렌즈는 콘택트렌즈 위에 한 변이 약 0.48mm의 초소형 마이크로 LED 디스플레이, 무선통신 기능, 초소형 카메라, 시선 트래킹 기능, 가속도 센서, 그리고 초소형 2차전지 등을 구현한 것이다. 올 3월에 이러한 기본적인 기능 개발 및 구현을 거의 완료했다고 발표했다.

모조렌즈 개발은 모조비전이 설립된 2015년 이후 7년째 계속되고 있으며, 그 동안 요소 기술의 개발과 구현을 착실히 진행해왔다고 한다.

이번 발표는 퍼킨스 CEO가 실제로 눈에 모조렌즈를 착용해 동작을 확인했다는 내용이다. 3월 시점에서는 급전용 유선 케이블이 아직 부착되어 있었지만, 이번 발표에서는 그것을 제거하고 무선 급전으로만 가동시켰다. 커킨스 CEO는 “매우 즐거웠다. 인비저블 컴퓨팅으로 미래를 직접 체험할 수 있었다”라고 말했다.

-- 초소형 렌즈로 영상을 확대한 것일까?--
초소형 마이크로 LED 디스플레이는 직경 약 1.37㎛의 LED를 픽셀 피치 1.87㎛로 배치함으로써 1만 4,000ppi의 매우 높은 정밀도를 구현했다. 하지만 색상은 녹색 단색이고, 화소는 240×240 화소로 한정적이다.

이 디스플레이는 콘택트렌즈의 중심부에 배치되지만, 시야를 방해하지는 않는다. 그 이유는 디스플레이 면적이 동공의 5~15%로 매우 작고, 눈의 각막 위에 놓이기 때문에 초점이 맞지 않기 때문이다. 만일 초점이 맞게 될 경우, 속눈썹 등이 시야를 크게 방해할 것으로 보인다.

하지만 이것은 동시에 디스플레이 영상 자체도 렌즈 착용자가 직접 볼 수 없음을 의미한다. 모조비전은 이 문제 ‘마이크로 광학계’를 사용함으로써 해결했다고 한다. 자세한 내용은 밝히지 않았지만, 미세한 수지 렌즈를 디스플레이 위에 배치한 것으로 예측된다.

모조비전에 따르면, 렌즈 착용자에게 디스플레이의 영상은 눈으로부터 꽤 떨어진 위치에 있는 것처럼 보인다고 한다. 이것은 디스플레이 영상 자체가 아닌 렌즈로 확대된 허상이 보이도록 광학계를 설계한 것으로 추정된다.

모조렌즈의 디스플레이 휘도는 최대 800만~1,000만nits로, 일반 디스플레이의 4000~5,000nits에 해당하는 충분한 밝기이기 때문에 낮 동안 야외에서의 이용에도 어려움이 없다고 한다.

-- 무선 사양을 독자적으로 개발 --
무선통신 기능은 5GHz대의 전파를 이용한 독자적인 대용량 및 저지연의 무선통신 사양을 개발했다고 한다. 이것을 영국 ARM의 CPU 코어 ‘Cortex-M0’등을 이용한 ASIC로 제작해 모조렌즈에 탑재했다. 기존 무선통신 규격, 예를 들어 블루투스 등은 대역이 좁고 지연이 커서 사용하지 못했다고 한다.

-- 배터리만으로 1시간 정도의 이용이 가능? --
모조비전에 따르면, 디스플레이 및 그 구동 회로 등에 필요한 전력은 평균 1mW 이하로, 이 전력은 전자유도에 의한 무선급전으로 공급한다. 하지만, 배터리도 탑재되어 있다.

시제품 사진 등을 통해 탑재된 초소형 2차전지의 크기를 추정한 결과, 3mm×0.5mm 정도. 현재 실용화된 2차전지의 체적 에너지 밀도는 최대 약 700Wh/L이기 때문에 초소형 2차전지의 용량은 3mWh 이하로 추정할 수 있다.

이론상으로는 이 초소형 2차전지 1개로 3시간이지만, 실제로는 1시간 정도의 연속 이용이 가능할 것으로 예측된다. 모조비전은 “미래에는 무선 이어폰과 같이 전날에 충전해 두면 그날 하루 계속 사용할 수 있도록 하고 싶다”라고 한다.

-- 디스플레이는 더욱 고정밀도로 --
모조비전은 향후 디스플레이를 더욱 미세화, 다화소화(多畵素化)해나갈 방침이라고 한다. 현재 LED 직경이 1.0μm, 픽셀 피치가 1.3μm인 정밀도 2만ppi의 디스플레이와 LED 직경이 0.6μm, 픽셀 피치 0.9μm인 2만 8,000ppi의 디스플레이도 이미 시작(試作)이 완료된 상태라고 한다.

시작(試作) 전까지는 LED를 너무 미세화하면 LED 소자 측면에서 전류가 샐 수 있다는 우려가 있었지만, 직경 0.6㎛ LED 어레이에서 전류가 새는 현상은 일어나지 않는다고 한다.

-- 눈을 뜨면 AR, 감으면 VR --
다른 AR 안경 등에는 없는 모조렌즈의 가장 특징 중 하나는 “눈을 감아도 영상을 볼 수 있다”(모조비전)라는 점이다. 디스플레이는 콘택트렌즈 내부에 있고, 디스플레이 영상은 눈꺼풀 유무에 관계없이 보이기 때문이다.

모조비전은 “(현실 세계의 시야에 영상을 중첩하는) AR을 주로 상정해 개발해오고 있지만, 이번 모조렌즈처럼 눈을 감는 것만으로 VR(가상현실) 모드로서 사용할 수 있는 것은 매우 주목할 만하다”라고 말한다.

 -- 끝 --

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