초록 ▼

1. 연구 목표
휴대용 스마트 기기를 터치했을 시 i)모니터상의 이미지를 acoustic과 optic 기술을 접목하여 허공의 홀로그램 디스플레이로 전환하며, ii)손가락을 통해 허공의 디스플레이를 터치했을 때 기기내에 장착되어진 두 대의 적외선 센서에 의해 손가락의 위치가 감지되어 user가 지시하는 다음 화면으로 넘어가게 되고, iii)또한 손가락으로 허공 이미지를 터치했을 때 acoustic wave의 방사에 의해 이미지를 터치하고 있음을 느낄 수 있는 토탈 홀로그램 디스플레이 구현 및 제어 연구이다.

2. 연

1. 연구 목표
휴대용 스마트 기기를 터치했을 시 i)모니터상의 이미지를 acoustic과 optic 기술을 접목하여 허공의 홀로그램 디스플레이로 전환하며, ii)손가락을 통해 허공의 디스플레이를 터치했을 때 기기내에 장착되어진 두 대의 적외선 센서에 의해 손가락의 위치가 감지되어 user가 지시하는 다음 화면으로 넘어가게 되고, iii)또한 손가락으로 허공 이미지를 터치했을 때 acoustic wave의 방사에 의해 이미지를 터치하고 있음을 느낄 수 있는 토탈 홀로그램 디스플레이 구현 및 제어 연구이다.

2. 연구 개발 결과 및 활용
가. 홀로그램 디스플레이 유닛 구현: 허공에 홀로그램 디스플레이는 acoustic과 optic 기술을 접목한 기술을 이용하여 구현하였다. 웨이브가이드(waveguide)에 커플링 되어진 빛은 표면탄성파(SAW: surface acoustic wave)를 이용하여 빛의 방향, 세기, 페이즈를 조절하였다. SAW의 방사 파장을 조절하여 입사된 빛의 deflection 각도, 세기, 페이즈를 조절하여 하나의 SAW IDT(interdigital transducer)를 이용하여 여러 개의 deflection 각도를 얻을 수 있다. Exit 부문에서는 높은 굴절률을 지닌 볼록렌즈 형태의 물질 증착 혹은 확산(diffusion) 프로세스을 통해 렌즈가 형성되어 있으며 deflection 되어진 빛이 한점에 모아져서 focal length 위치해있는 디스플레이 유닛에 상을 맺히게 된다. 어레이구조와 적층구조로 되어있으므로 2D 전체 이미지가 focal length 위치에서 만들어 진다.

○ 연구 결과 내용
­압전기판위에 chirped IDT을 이용한 광대역 SAW IDT 구현
­1um 두께의 ZnS waveguide 층 구현
­Chirped IDT에 메칭된 RF 주파수를 인가하여 RGB optical beam을 파장에 따른 굴절각 얻음
­굴절한 뒤 waveguide 층 밖으로 나오는 RGB 색상을 focal lens를 통해 집광한 뒤 아날로그 스크린상에 전 송, 이미지 구현
­3×3 display pixel 구현

나. 적외선센서 이용한 허공 이미지 제어: 스마트 기기 내에 두 대의 적외선 센서가 장착되어 있어서 손가락으로 이미지 터치시 두 적외선 센서에서 결과하는 전류의 차이가 감지되어 스크린상에서 user의 터치 위치를 알게 되며 user가 원하는 다음 화면으로 넘어가게 된다. 적외선센서는 손가락에서 방사되는 적외선 열 감지센서로써 센서의 창 입구로 들어오는 모든 열원은 차단되고 손가락 열원만이 감지된다. 제작된 센서는 PVDF를 사이에두고 두 금속이 샌드위치 형태로 감싸고 있는 센서구조로써 적외선 열원에의한 PVDF내의 polarization 의 변형은 전류의 흐름을 야기한다. 전류의 세기는 열원의 세기에 선형적으로 비례한다. 또한 본 연구주제는 손가락으로 허공 이미지를 터치했을 때 스마트 기기로부터 방사되는 acoustic wave에 의해 스크린을 터치하고 있음을 user가 느낄 수 있는 연구이다. 3대의 acoustic wave 방사원이 허공의 디스플레이 상으로 방사되며 이를 이용하여 허공상에서도 터치감을 느낄 수 있다.

3. 활용방안 및 연구성과

○ 연구 결과 활용
­ 스마트기기, 구글안경, 사무실의 빔프로젝터, 스마트팔목시계 등에서 3D 디스플레이로의 활용
­ 구조물의 non-destructive test 이미지 구현, 혼탁한 바닷물속에의 3D 이미지 구현, 3D 이미지 전송기 술, 인체의 로봇수술에서도 원격 디스플레이 구현
○ 정량적 성과
­ 2건의 SCI 논문 게재, 국제학술대회발표 1건, 국내학술대회발표 2건, 기술이전 1건
(출처:요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1목차 ... 2Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 3 1. 연구 목표 ... 3 2. 연구 개발 결과 및 활용 ... 3 3. 활용방안 및 연구성과 ... 3Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 4 1. 연구과제의 개요 ... 4 2. 국내외 기술개발 현황 ... 4 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 4 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 6 5. 연구결과의 활용계획 ... 6 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 7Ⅲ. 연구성과 ... 8끝페이지 ... 8