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HMD(HEAD MOUNTED DISPLAY)관한 정보와 미래 전망
디지텔엔터테이먼트 2006633064
교수 : 배운철교수님날짜 ;2010-10
목 차HMD 의 뜻과 역사및 국내외 동향
HMD 의 핵심기술과 관련기술
HMD 의 쓰이는 용도
HMD 의 전망및 나의 생각
HMD 란 ?
Head Mount Display 의 약자로서 머리에 착용하는 형식의 개인용 휴대 디스플레이 장치라고 한다 . 차세대 디스플레이 장치로 업계의 미래 제품으로 각광을 받고 있는 제품이다 . HMD 에는 현재 여러가지 제품들이 있는데 HMD 의 기술 원리는 초소형 LCD 판넬을 눈 바로 앞에 대고 이를 볼록렌즈를 활용하여 크게 확대하여 눈안에 상을 맺히게 하는 것 즉 , HMD 안에는 각각의 눈 위치에 손톱만한 LCD 가 들어가 잇고 그 바로 앞에 두꺼운 볼록렌즈가 상의 초점을 맞춰준다는 형식이다 .
HMD 의 핵심기술 Controller Board 와 초소형 MEMS PKG Assy,
Microdisplay Pannel, MicroOptics, 인체공확적인 기구물 등으로 크게 구성되어 있다 .
HMD 핵심기술 중 패널에서 보여지는 영상을 옵틱스(Optics) 를 통해서 20” 에서 40”,60”,80” 이상의 대형화면은 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 확대된 가상화면을 구현하기 위한 광학계 구성은 동공 크기 , 가상 이미지를 보기 위한 광학계와 눈까지의 거리 (eye relief), 확대 배율 , 화각 (FOV) 등을 고려하여 설꼐하여야 한다 .
HMD 의 역사 1966 년에 최초로 MIT 의 서더랜드 (Sutherland) 가
두 개의 CRT 와 를 반투명 거울을 이용한 HMD 를 개발합니다 . 하지만 이건 천장에 고정시켜 놓은 CRT를 이용한 기술이라 진정한 HMD 라고 부를 수는 없다 .
그 이후로 ' 벨 헬리콥터 ' 라는 회사에서 카메라를 이용한 증강현실 시스템을 실험하였고 거기에서 탄생한게 적외선을 이용한 나이트 고글이었습니다 . 나이트고글은 사용자의 머리가 돌아가는 것을 인식 , 따라 움직이며 조종사에게 야간 시야를 제공했습니다 .현재 헬리콥터 파일럿들의 바이저에 장착되어있는 시스템이다 .
외국에서 주로 군수용이나 방송장비 등 특수한 용도의 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 연구개발을 거쳐 저렴한 상용 제품들이 출시 , 국내에서도 관련 업꼐에서 적극적인 기술 개발및 상품화를 위해 활발한 움직임을 보이고 있다 .
영국에서는 2006 년 초 에든버러 대학의 산학업체인 MED 사가 개발한 ‘아이 스크린’은 5~6cm 크기의 스크린에 안경과 선글라스에 부착하는 방식의 HMD 를 개발 , 일본에서는 2006 년에 안경에 초소형 스크린을 부착해 걸어 다니면서 영화를 볼 수 있는 HMD 가 시판되었다 .
국내외 동향
관련기술1. 마이크로 디스플레이 패널(1) OLED
OLED 는 스스로 빛을 내기 때문에 백라이트를 사용해 간접 발광하는 LCD 에 비해 구조와 제조 공정이 간단해서 제보비가 저렴 , 기존 LCD 에 비해 1 천배 이상의 응답속도를 낼 수 있다 . 밝기가 백열전구보다 2~3 배 우수 자체 발광 효율이 높고 화상을 볼 수 있는 각도가 크고 소비 전력이 낮다 .
(2)P-OLED
P-OLED 는 OLED 보다 한 단계 진보된 기술로서 , 이를 사용할 경우 적은 에너지를 토해서 광도가 높은 빛이 방출되기 떄문에 차세대 디스플레이로 평가되고 있다 . P-OLED 는 진공기술을 이용하여 전분자 또는 용액으로부터 값이 저렴한 폴리머 박막을 상용해 만들어 질 수 있다 . 하지만 P-OLED 는 OLED 보다 발광 효율이 낮다 .
2. 광학기술 HMD 는 1 인치 이하의 패널을 광학계를 통해 확대하여
가상의 이미지를 구현하기 떄문에 광학계의 비중이 상당이 큼 . 미국의 Threefive 업체에서 제안한 반사형 타입의 광학계로 1 내지 2매의 비구면 렌즈로 결합된 형태이다 . 투과형 타입은 3 면이 비구면인프리즘 형태를 사용하고 있다 . Microoptical사의 광학계는 외부에 돌출된 비구면 렌즈와 프리즘이 결합된 형태를 띄며 이러한 형태들과 다른 방식으로 홀로그래픽광학소자 (HOE) 로 마이크로 디스플레이를 구현하는 색다른 형태를 들 수 있다 .
렌즈의 모양 , 곡률반경에 따른 초점거리의 변화 , 수차 등 많은 요소들에 의해 성능이 결정되므로 렌즈의 설계가 중요
HMD 의 군사적 용도
항공기에 주로 HMD 의 기술이 들어간다 . 광각의 헬멧 조준 장치를 통해 적기를 신속히 발견할 수 있도록 해주며 , 목표획득과 동시에 최적의 무장으로 조준해 준다 . 즉 , 조종사가 쓰는 헬멧에 문자 - 심벌 -숫자 -영상 등이 보일수 있는 기능을 갖추도록 해서 조종사는 머리만 움직이는 것으로 적기를 추적할 수있고 , 추적 장치를 범위를 벗어난 미사일도 목표물로 표시 할 수 있으며 Dogfight 에서 90% 의 승리를 제공할수 있게 된다 .
HMD 의 의학적 용도 의학 분야에서는 오래전부터 환자의 진단이나 치료를
정확하게 할 목적에서 입체 디스플레이에 대한 요구가 높은데 , 현재에도 이미 정밀 수술용으로 일부에서 이용이 되고 있다 . 또한 의료 & 설계 중 X 선 촬영 , MRI, CT 등등의 촬영영상의 입체화에 관한 연구도 일찍부터 활발히 이루어져 오고 있는데 , 그러한 전문용도의 촬영영상가 입체화가 이루어지면 대상의 정밀한 판단이 가능함은 물론 약간 상업적인 용도이긴 하나 산부인과 쪽에선 태아의 모습을 입체로 촬영하여 보여주는 시스템도 현재 시도가 되고있다 . 앞으로 통신 인프라가 점점 확충됨에 따라 원격진료가 활성화될 경우엔 원격진료 및 원격수술용으로도 입체 디스플레이 기술이 유용하게 활용이 가능할 것이다 .
HMD 의 일상생활의 용도
자건거를 탈 때 아이폰과 연동하여 사용
PS 와 HMD 를 호완하여 게임에 사용
최신 HMD 기기의 모습
HMD 의 전망 및 나의생각 아직 hmd 는 발전 가능성이 무궁무진 한것 같다 .
의료적으로 군사적으로나 벌써 많이 쓰이고 있다 . Hmd 는 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 범죄들이 일어날 우려도 있지만 우리의 삶을 좀 더 재미있고 윤택하게 해줄 수 있는 기술이다 . 아직 가격적 문제 ,인체적 문제 등 많은 문제들이 있지만 앞으로 기술을 개발해 나가면 차츰 문제가 해결 될거라 믿는다 . 한국이 게속해서 IT 강국이라는 소리를 듣기 위해서는 이 분야에서의 기술력과 경쟁력을 갖춰나가야 할 것이다 .
