[한국기술뉴스] 충북대학교 정보통신공학부 김남 교수 연구팀은 비금속계로 수소와 산소를 동시에 생산하는 전기화학 촉매 시스템을 개발했다. 개발된 기술은 충북대학교 산학협력단을 통해 2018년 12월 18일 특허를 출원(출원번호 제1020180164230호)했다. 특허 명칭은 '포토폴리머를 이용한 풀컬러 홀로그램 광학소자 제조 방법 및 풀컬러 홀로그램 광학소자를 구비한 헤드업 디스플레이 장치’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다.

[기자]

차량용 헤드업 디스플레이란 운전자에게 내비게이션, ADAS 정보 등을 전방을 주시한 상태에서 확인할 수 있도록 돕는 운전 지원 장치입니다. LCD, 레이저 등에서 생성된 이미지를 렌즈와 거울을 통해 컴바이너에 비추는 기술입니다.

최근에는 HUD 기술에 증강현실 기술을 도입하여 실제 도로 위에 3차원 가상 정보를 입히는 방식으로 기술이 진화하고 있습니다. 그러나 종래의 HUD 장치는 홀로그래피 컴바이너로 구성되어 있어 대부분 고정된 위치에서 영상정보를 제공하고 있습니다. 따라서 운전자의 주시 영역과 헤드업 디스플레이의 재생 영상 영역을 일치시킴으로써, 가상 스크린을 넓게 사용할 수 있는 기술이 요구되고 있습니다.

충북대학교 김남 교수 연구팀은 컴바이너 대신 풀 컬러 HOE를 사용하여 운전자의 주시점에 따라 가상 이미지를 표시할 수 있는 HUD 장치 및 풀 컬러 홀로그램 광학 소자 제조 방법을 발명했습니다.

HUD 시스템에 적용되는 HOE 렌즈와 디스플레이 사이 거리를 조절하여 HUD에 의해 가상 이미지가 재생되는 가상 스크린 위치와 가상 이미지의 크기를 제어할 수 있습니다.

종래에는 다양한 색상을 표현하기 위해 2장~3장의 HOE를 적층하는 기록 방법을 사용했습니다. 이러한 구조는 각 층별 홀로그램 매질의 굴절률에 의한 반사광 및 산란 빔으로 인한 왜곡현상 발생증가 문제점과 적층 기록으로 인한 기록 매질의 수량 증가 문제 및 여러 번의 광학적 기록 과정으로 인한 복잡성을 야기할 수 있습니다.

본 연구팀은 기존 적층 기록 방법 대비 기록 매질 단일 층으로 풀 컬러 홀로그램 광학소자 기록 방법을 개발했습니다. 그 결과 적층 기록 방법으로 인한 반사광 및 산란 빔에 의한 왜곡현상 발생 문제점과 적층으로 인한 기록 매질의 수량 증가 문제 및 단층(1회 기록) 기록으로 기록 과정의 복잡성을 개선했습니다. 이를 통해 기존 보다 짧은 기록 공정과 적은 수량의 기록 매질을 사용하여 얇고 가벼운 형태의 색 균일도가 우수하고 광 효율이 높은 HUD용 풀 컬러 HOE 소자를 제조할 수 있게 되었습니다.

미래형 자동차로의 전환이 빨라지면서 빠르게 성장하고 있는 HUD 시장에서 본 발명 기술이 또 하나의 대안이 될 것으로 기대 됩니다.