2. 목 차
HMD의 뜻과 역사및 국내외 동
향
HMD의 핵심기술과 관련기술
HMD의 쓰이는 용도
3. HMD란?
Head Mount Display의 약자로서 머리에 착용하는
형식의 개인용 휴대 디스플레이 장치라고 한다. 차세
대 디스플레이 장치로 업계의 미래 제품으로 각광을
받고 있는 제품이다. HMD에는 현재 여러가지 제품
들이 있는데 HMD의 기술 원리는 초소형 LCD 판넬
을 눈 바로 앞에 대고 이를 볼록렌즈를 활용하여 크
게 확대하여 눈안에 상을 맺히게 하는 것 즉, HMD
안에는 각각의 눈 위치에 손톱만한 LCD가 들어가 잇
고 그 바로 앞에 두꺼운 볼록렌즈가 상의 초점을 맞
춰준다는 형식이다.
4. HMD의 핵심기술
Controller Board 와 초소형 MEMS PKG Assy,
Microdisplay Pannel, MicroOptics, 인체공확적인 기
구물 등으로 크게 구성되어 있다.
HMD 핵심기술 중 패널에서 보여지는 영상을 옵틱스
(Optics)를 통해서 20”에서 40”,60”,80” 이상의 대형
화면은 볼 수 있기 때문에 옵틱스 개발이 무엇보다
중요하다. 또한 HMD 의 모델의 상당부분의 비용을
광학계가 차지하므로 광학계 비용을 절감하면 HMD
의 가격변화를 줄 수 있다. 옵틱스를 사용하여 확대
된 가상화면을 구현하기 위한 광학계 구성은 동공 크
기, 가상 이미지를 보기 위한 광학계와 눈까지의 거
리(eye relief), 확대 배율, 화각(FOV) 등을 고려하여
설꼐하여야 한다.
5. HMD의 역사
1966년에 최초로 MIT의 서더랜드(Sutherland)가 두
개의 CRT와 를 반투명 거울을 이용한 HMD를 개발
합니다. 하지만 이건 천장에 고정시켜 놓은 CRT를
이용한 기술이라 진정한 HMD라고 부를 수는 없다.
그 이후로 '벨 헬리콥터'라는 회사에서 카메라를 이용
한 증강현실 시스템을 실험하였고 거기에서 탄생한
게 적외선을 이용한 나이트 고글이었습니다. 나이트
고글은 사용자의 머리가 돌아가는 것을 인식, 따라
움직이며 조종사에게 야간 시야를 제공했습니다.현
재 헬리콥터 파일럿들의 바이저에 장착되어있는 시
스템이다.
6. 외국에서 주로 군수용이나 방송장비 등 특수한 용도
의 제품이 주류를 이루고 있다. 하지만 국내에서는
HMD 패널이 국산화 되어 있지 않았기 떄문에 패널
구동회로 및 관련 기술을 외국에 의존하는 등 HMD
상용화가 상대적으로 어려웠다.하지만 최근 많은 연
구개발을 거쳐 저렴한 상용 제품들이 출시, 국내에서
도 관련 업꼐에서 적극적인 기술 개발및 상품화를 위
해 활발한 움직임을 보이고 있다.
영국에서는 2006년 초 에든버러 대학의 산학업체인
MED사가 개발한 ‘아이 스크린’은 5~6cm크기의 스
크린에 안경과 선글라스에 부착하는 방식의 HMD를
개발,일본에서는 2006년에 안경에 초소형 스크린을
부착해 걸어 다니면서 영화를 볼 수 있는 HMD가 시
판되었다.
국내외 동향
7. 관련기술
1. 마이크로 디스플레이 패널
(1) OLED
OLED는 스스로 빛을 내기 때문에 백라이트를 사용해 간접 발
광하는 LCD에 비해 구조와 제조 공정이 간단해서 제보비가
저렴, 기존 LCD에 비해 1천배 이상의 응답속도를 낼 수 있다.
밝기가 백열전구보다 2~3배 우수 자체 발광 효율이 높고 화
상을 볼 수 있는 각도가 크고 소비 전력이 낮다.
(2)P-OLED
P-OLED는 OLED 보다 한 단계 진보된 기술로서, 이를 사용할 경
우 적은 에너지를 토해서 광도가 높은 빛이 방출되기 떄문에
차세대 디스플레이로 평가되고 있다. P-OLED는 진공기술을
이용하여 전분자 또는 용액으로부터 값이 저렴한 폴리머 박
막을 상용해 만들어 질 수 있다. 하지만 P-OLED는 OLED보
다 발광 효율이 낮다.
8. 2. 광학기술
HMD는 1인치 이하의 패널을 광학계를 통해 확대하
여 가상의 이미지를 구현하기 떄문에 광학계의 비중
이 상당이 큼. 미국의 Threefive 업체에서 제안한 반
사형 타입의 광학계로 1내지 2매의 비구면 렌즈로
결합된 형태이다. 투과형 타입은 3면이 비구면인프
리즘 형태를 사용하고 있다. Microoptical사의 광학
계는 외부에 돌출된 비구면 렌즈와 프리즘이 결합된
형태를 띄며 이러한 형태들과 다른 방식으로 홀로그
래픽광학소자 (HOE)로 마이크로 디스플레이를 구현
하는 색다른 형태를 들 수 있다.
렌즈의 모양, 곡률반경에 따른 초점거리의 변화, 수
차 등 많은 요소들에 의해 성능이 결정되므로 렌즈의
설계가 중요
9. HMD의 군사적 용도
항공기에 주로 HMD의 기술이 들어간다. 광각의 헬
멧 조준 장치를 통해 적기를 신속히 발견할 수 있도
록 해주며, 목표획득과 동시에 최적의 무장으로 조준
해 준다.즉, 조종사가 쓰는 헬멧에 문자-심벌-숫자-영
상 등이 보일수 있는 기능을 갖추도록 해서 조종사는
머리만 움직이는 것으로 적기를 추적할 수있고, 추적
장치를 범위를 벗어난 미사일도 목표물로 표시 할 수
있으며 Dogfight에서 90%의 승리를 제공할수 있게
된다.
10. HMD의 의학적 용도
의학 분야에서는 오래전부터 환자의 진단이나 치료
를 정확하게 할 목적에서 입체 디스플레이에 대한 요
구가 높은데, 현재에도 이미 정밀 수술용으로 일부에
서 이용이 되고 있다. 또한 의료 & 설계 중 X선 촬영,
MRI, CT 등등의 촬영영상의 입체화에 관한 연구도
일찍부터 활발히 이루어져 오고 있는데, 그러한 전문
용도의 촬영영상가 입체화가 이루어지면 대상의 정
밀한 판단이 가능함은 물론 약간 상업적인 용도이긴
하나 산부인과 쪽에선 태아의 모습을 입체로 촬영하
여 보여주는 시스템도 현재 시도가 되고있다. 앞으로
통신 인프라가 점점 확충됨에 따라 원격진료가 활성
화될 경우엔 원격진료 및 원격수술용으로도 입체 디
스플레이 기술이 유용하게 활용이 가능할 것이다.
13. HMD의 전망 및 나의생각
아직 hmd는 발전 가능성이 무궁무진 한것 같다. 의
료적으로 군사적으로나 벌써 많이 쓰이고 있다.
Hmd는 의술의 발전, 영화상영기술,자동차,건축, 3D
게임,가상현실 실연화 등 엄청난 우리 사회에 변화를
가져다 줄 수 있는 그런 기술이다.
물론 가상현실 실연화되면 그로 인한 사회적 범죄들
이 일어날 우려도 있지만 우리의 삶을 좀 더 재미있
고 윤택하게 해줄 수 있는 기술이다. 아직 가격적 문
제,인체적 문제 등 많은 문제들이 있지만 앞으로 기
술을 개발해 나가면 차츰 문제가 해결 될거라 믿는다.
한국이 게속해서 IT 강국이라는 소리를 듣기 위해서
는 이 분야에서의 기술력과 경쟁력을 갖춰나가야 할
것이다.
