스마트 글라스(Smart Glass)

0. 목차

1. '스마트 글라스'란?
2. 실제 사례로 검증된 스마트 글라스의 편의성
3. 고성능 프로세서를 탑재한 스마트 글라스
4. '스마트 글라스' 디스플레이 기술
5. '스마트 글라스' 투시 방식
6. '스마트 글라스' UI
7. '스마트 글라스' 성능 개선
8. '스마트 글라스' 관련 기업

1. '스마트 글라스'란?

 '스마트 글라스(Smart Glass)'란 차세대 모바일 산업의 핵심장치 중 하나로 꼽히고 있는 새로운 형태의 디스플레이 기기이다. '증강현실(AR)'과 '혼합현실(MR)'이 새로운 성장산업으로 떠오르면서, 증강현실을 실현할 하드웨어 기기인 '스마트 글라스'가 많은 관심을 받고 있다. '증강현실(AR: Augment Reality)'은 현실 세계와 가상물체 또는 디지털 정보를 겹쳐서 보여주는 개념이고, '혼합현실(MR: Mixed Reality)'은 현실 세계와 가상 세계를 합쳐서 상호작용하는 새로운 환경의 개념이다.

 스마트 글라스는 양손을 사용하지 않고도 단말기를 다룰 수 있다는 특징이 있다. 또한 '5G 이동통신', '프로세서 기술', '센서 기술', '고화질 디스플레이 기술', '주요 부품의 원가 하락' 등으로 제품 출시가 앞당겨질 것이라는 기대감에 스마트폰을 이을 차세대 플랫폼으로도 주목받고 있다. 이와 관련하여 '스마트 글라스'는 '구글(Google)', '페이스북(Facebook)' 등 글로벌 IT 기업으로부터 관심이 집중되고 있다. 2023년 현재, 완성도 높은 제품이 출시됐다고 보기는 어려우나, 해당 기업들은 지속적으로 관련 기술과 제품 출시에 주력 중이다. 아울러 각 기업이 추구하는 기술적 방향성이나 목표 시장에 따라 '스마트 글라스' 자체로서 카테고리를 세분화하는 모습도 나타나고 있다.

 '스마트 글라스'는 전방의 사물을 볼 수 있는 '안경 본연의 기능'과 '컴퓨터의 기능'을 동시에 제공하는 장치로, 얼굴에 착용 가능한 '웨어러블 디바이스(Wearable Device)' 가운데 하나이다. '외안경' 또는 쌍안경' 형태의 디스플레이를 통해 사용자에게 원하는 정보를 제공하고, '블루투스', '와이파이' 등과 같은 무선통신 기술을 지원하며, 인터넷에 연결을 통해 실시간으로 정보를 검색하고 공유할 수 있다. 'GPS(Global Positioning System)'를 이용하여 위치 추적 기능을 제공하고, 위치정보 기반의 다양한 애플리케이션 개발도 가능하다. 장치 정면에 탑재된 카메라를 사용하면, 주변 환경의 사진이나 영상 자료를 실시간으로 얻을 수도 있다. 뿐만 아니라 스마트폰과 연동하여 전화, 문자, 알람 등의 기능을 이용할 수도 있다.

반응형

2. 실제 사례로 검증된 스마트 글라스의 편의성

 '스마트 글라스'는 다양한 산업에 활용되어 사용자들에게 편의를 제공한다. 예컨대 병원에서는 두 손을 사용하여 수술을 진행하고 있는 외과 의사에게 커넥티드 스마트글라스로 환자의 상태 정보를 효과적으로 전달할 수 있다. 또 택배 회사와 같은 물류 분야에서는 스마트 글라스를 착용한 작업자가 두 손을 자유롭게 활용하여 물품의 운송 정보를 신속히 확인할 수 있다. 비닐하우스나 식품저장 창고와 같은 곳에서도 작업자들이 스마트 글라스를 착용하면, 두 손으로 작업을 하면서 동시에 주변 센서로부터 수집되는 '온도', '습도' 등의 환경정보를 실시간으로 확인할 수 있다. 아래에 몇 가지 사례들을 살펴보자.

1. 의료 분야: 2014년, 스태포드 의과대학에서는 의사가 구글 글라스를 착용하고 환자가 수술하는 실험을 시행했다. 해당 실험은 환자의 생체 징후를 모니터링하는 별도의 인력 없이 의사 스스로 수술과 환자 모니터링을 함께 하는 것이었다. 결과는 스마트 글라스를 착용한 의사가 수술 중에도 환자 관련 정보를 기기로 확인할 수 있어서, 환자에게 발생하는 문제를 신속하게 발견할 수 있었다. 수술에 대한 집중도도 높아진 것으로 확인되었다.
2. 교육 분야: 2019년, 스페인의 한 대학에서 수업 전용으로 제작된 스마트 글라스를 활용한 사례가 있다. 수업 중 학생과 교사의 상호작용 향상을 위한 이 실험은 교사의 스마트 글라스와 학생의 스마트폰이 연동되어, 교사의 안경에 학생들의 이해 정도를 화면으로 표출하는 실험이었다. 해당 실험을 통해 교사는 개별 학생들의 이해 정도를 신속히 파악할 수 있었으며, 전체 학생의 이해 현황도 한눈에 확인할 수 있었다. 이 사례는 학생들이 수업 흐름을 방해하지 않고 자신의 이해 정도를 교사에게 알릴 수 있는 환경을 제공하였다. 스마트 글라스가 학생과 교사 사이에 빠른 소통을 촉진한 사례로 평가된다.
3. 물류 분야: 2019년, 글로벌 운송기업인 DHL은 '구글(Google)', '뷰직스(Vuzix)', '유비맥스(UNIMAX)'와 함께 AR 기반의 스마트 글라스를 활용한 '비전 피킹 시스템(Vision Picking System)'을 출시하였다. 이를 사용하면 현장에서 일하는 작업자는 물류창고 내 특정 제품의 '구역 및 위치', '주문 수량', '하역 장소' 등의 정보를 시각적으로 확인하여, 업무 중 두 손을 자유롭게 활용할 수 있다. 작업자는 제품의 바코드 스캔 작업과 리스트 확인을 하지 않더라도 오류를 줄일 수 있었고, 업무의 정확도 역시 높일 수 있었다. DHL에 따르면, 스마트 글라스를 통해 생산성이 평균 15% 이상 향상되었고, 신규 작업자를 위한 교육시간도 감소한 것으로 나타났다.

반응형

3. 고성능 프로세서를 탑재한 스마트 글라스

 '스마트 글라스'는 중앙처리 장치인 '메인보드(Main Board)'와 '디스플레이 장치(Display Device)', '터치패드(Touch Pad)', '마이크(Microphone)', '배터리(Battery)', '유·무선통신 모듈(Wire·Wireless Communication Module)' 등으로 구성되어 있다. 안경 모양이기 때문에 무게와 렌즈의 시야각 등을 고려하여 디자인되어 있고, 각각의 구성품들이 하나의 장치에 집적되어 기능을 독립적으로 수행하는 형태라 대부분의 H/W 장치는 '스마트 글라스' 성능에 영향을 준다. S/W는 '증강현실(AR)' 표출을 위한 '마커 인식 SW'와 클라우드 컴퓨터 접속을 위한 '통신 SW' 등이 탑재되며, '스마트 글라스'의 '동작 모니터링', '마커 인식', '무선통신 연결용'으로 사용된다.

 '스마트 글라스'의 메인보드는 디지털 정보가 사용자에게 자연스럽게 전달될 수 있도록 '데이터의 연산처리'와 '디스플레이', '센서' 등 주변 장치들을 제어하는 보드이다. 기기의 구동에 가장 핵심적인 역할이며, 센서와 디스플레이 데이터의 실시간 처리를 위해 데스크탑 수준의 고성능 프로세서인 모바일용 'AP(Application Processor)'를 주로 탑재한다. AP란 CPU를 포함한 다양한 기능이 '단일 칩 시스템(SoC: System on Chip)'으로 통합된 중앙처리장치를 말한다. 모바일용 AP에는 'CPU', '메모리', '그래픽 프로세서(GPU)', '저장 장치' 등 한 개의 칩에 완전 구동이 가능한 제품과 시스템이 들어있으며, 종류로는 '퀄컴(Qualcomm)'의 '스냅드래곤(Snapdragon)', '삼성전자'의 '엑시노스(Exynos)', '애플(Apple)'의 '바이오닉 시리즈(Bionic Series)' 등이 있다. 참고로 2019년 구글에서 소개한 '구글 글래스 엔터프라이즈 에디션 2'는 '퀄컴(Qualcomm)'의 '스냅드래곤(Snapdragon)' XR1이 탑재되었다. XR1은 쿼드코어 1.7Ghz의 CPU와 3GB RAM, 32GB의 HDD의 사양을 가졌다. 2019년 하반기에는 역대 최상급의 해상도 '1832×1920 픽셀'을 구현할 수 있도록 XR1 보다 CPU와 GPU 성능이 2배인 XR2도 출시되었다.

 '스마트 글라스'의 고성능 프로세서는 '비주얼 기술', '오디오 기술', '상호작용 기술'을 지원한다.

1. 비주얼 기술: '비주얼 기술'은 UHD 4K급 동영상 해상도를 60fps로 지원하는 등 디스플레이를 통해 나타나는 영상의 몰입감을 증대시킨다. 또한 전용 하드웨어와 소프트웨어 알고리즘을 통해 이미지 품질을 향상시킨다.
2. 오디오 기술: '오디오 기술'은 사용자가 기기를 통해 음성 지원 및 블루투스 재생을 지원하고 입체음향을 합성하여, 공간의 특정 지점에서 소리가 들리는 것처럼 만드는 역할을 한다.
3. 상호작용 기술: '상호작용 기술'은 '3자 유도(3DoF)', '6자 유도(6DoF)', '헤드 추적 및 컨트롤러 기능'을 제공하여, 20ms 이내의 짧은 지연시간과 고성능 상호작용을 지원한다.

반응형

4. '스마트 글라스' 디스플레이 기술

 기존의 '평판형 디스플레이(Flat Panel Display)'는 화면 크기가 디스플레이를 구분 짓는 가장 중요한 요소였다. 하지만 '스마트 글라스'에서는 단일 사용자를 전제로 하기 때문에, 요구되는 디스플레이 성능에 대한 개념이 다르다. 대표적으로 스마트 글라스에서 디스플레이의 물리적인 크기는 착용감과 외형 디자인을 위해 최소화해야 하지만, 실질적으로 관찰하게 되는 영상의 크기와 품질은 최대화되어야 한다. 따라서 대부분의 기기는 전용 '광학계(Optical System)'를 통해 초소형 디스플레이를 확대하여 관찰하는 형태를 갖추고 있다.

 '스마트 글라스' 초기 단계부터 현재까지 주로 사용되는 디스플레이는 '빔 프로젝터(Beam Projector)'에서 주로 사용되는 'LCoS(Liquid Crystal on Silicon)' 또는 'DMD(Digital Micro Mirror Device)'이다. 이러한 디스플레이는 작은 크기의 소자로 큰 화면을 만들어 내는 장점이 있어, 스마트 글라스가 추구하는 방향과 비슷한 광학적 특징을 갖기 때문에, 스마트 글라스를 포함한 많은 증강현실 기기에 적용된다. 또한 어느 정도 상용화 기술이 개발된 상태라, 상대적으로 소자의 가격이 저렴하고 양산 기술도 마련되어 있다. 이에 추후 시장 규모 확장이 유리하다는 장점이 있다. 하지만 '별도의 광원과 빔 형성 광학계가 요구되는 점', '반사형 소자를 위한 프리즘 광학계 또는 편광 광학계가 추가로 필요하여 공간을 차지한다는 점', '상대적으로 낮은 영상 품질'은 단점으로 지적된다.

 최근에는 마이크로 디스플레이 기술이 발전하면서, 추가적인 '광학계(Optical System)'가 필요 없는 'micro OLED(Organic Light Emitting Diode)'와 같은 초소형 평판 디스플레이가 사용되고 있다. OLED 같은 자체 발광형 디스플레이는 현실과 구분하기 어려운 수준의 색상 표현력, 초고품질 영상 표현 구현이 가능하여, 스마트 글라스에 적용 시 현실과 가장 자연스러운 조화를 실현할 수 있다. 특히 'micro LED(Light Emitting Diode)'의 경우, 기존 디스플레이 대비 높은 해상도와 1000cm/m² 이상의 고휘도 구현이 가능한 특징이 있어 '스마트 글라스'를 개발하는 관련 기업들은 기술 선점을 위해 적극적으로 투자하고 있다.

 현재 디스플레이 각각의 장단점과 '광학계(Optical System)'의 다양성으로 여러 종류의 디스플레이가 용도에 맞게 적용되고 있다. 하지만 궁극적으로는 작은 부피와 고성능을 갖는 '평판형 디스플레이(Flat Panel Display)' 형태로 발전할 것으로 예상된다.

구분	해상도	밝기	대비도	가격	특징
LCD	보통	낮음	낮음	낮음
LCoS	좋음	매우 높음	낮음	낮음	추가 광원 필요
DMD	보통	매우 높음	중간	중간	추가 광원 필요
micro OLED	좋음	중간	매우 높음	높음
micro LED	좋음	높음	매우 높음	개발 단계
'MEMS(Micro Electro Mechnical System)' mirror	보통	높음	매우 높음	중간	레이저 광원 필요

5. '스마트 글라스' 투시 방식

 '스마트 글라스'는 안경 형태의 프레임을 가진 투시형 장치이다. 따라서 스마트 글라스의 고화질 디스플레이를 위한 핵심 원리는 '현실의 정보를 투시하는 방법'에 있다. 크게 '비디오 투시 방식'과 '광학적 투시 방식'으로 나눌 수 있다.

1. 비디오 투시 방식: '비디오 투시 방식'은 디지털 이미지를 안경에 투시되는 영상과 함께 '렌더링(Rendering)'하여 증강현실 환경을 구현하는 방식이다. 기술적으로는 간단하지만, 현실성을 높이기 위해서는 고해상도 영상에 대한 '대용량 데이터 처리 기술'이 필요하다. 이는 스마트 글라스의 복잡한 연산 및 그래픽 처리 능력이 뒷받침되어야 하는 것이다. '스마트 글라스'의 처리 능력이 충분하지 못하면, 데이터 처리에 많은 시간이 소요되어 '투시 영상 지연' 등으로 사용자의 몰입이 방해받는다.
2. 광학적 투시 방식: '광학적 투시 방식'은 안경에 투시되는 현실 세계에 디지털 이미지를 함께 표출하는 방식이다. 실제 안경과 같은 광학 기술을 바탕으로 하며, 대용량의 데이터 처리 없이 자연스럽게 디지털 이미지를 현실에 투시하면 된다. 때문에 '광학적 투시 방식'이 스마트 글라스에 좀 더 적합한 기술로 평가되고 있다. '광학적 투시 방식'은 마이크로 디스플레이를 활용하여 디지털 이미지를 표현하고, 이를 사용자의 눈으로 전달하는 방법에 따라 크게 '반사곡면 거울(Curved Mirror)' 방식, '도파로(Waveguid)' 방식, '도광(Light-Guide)' 방식으로 분류할 수 있다.

투시 방식	중분류	소분류
비디오 투시 방식	-	-
광학적 투시 방식	반사곡면 거울(Curved Mirror)' 방식	-
	'도파로(Waveguid)' 방식	'회절(Diffractive)' 방식
		'홀로그래픽(Holographic)' 방식
		'편광(Polarized)' 방식
		'반사(Reflective)' 방식
	'도광(Light-Guide)' 방식	-

5-1. 광학적 투시 방식

 '반사 곡면 거울(Curved Mirror)' 방식은 마이크로 디스플레이에서 발생한 디지털 이미지 정보를 거울의 반사를 통하여 눈에 전달하는 전통적인 방식이다. '구글(Google)', '뷰직스(Vuzix)'를 비롯한 다양한 스마트 글라스 기업에서 활용되는 방식이다. 작동원리가 단순하여 작곡 가벼운 스마트 글라스 제품을 만들 수 있다는 장점이 있지만, 해상도가 낮고, 왜곡이 심하며, 시야각에 한계가 있다는 단점도 있다. 최근에는 다수의 곡면 거울을 조합하여 해상도와 시야각의 문제를 일부 극복한 제품들이 개발되었다. 이로 인하여 제품의 두께가 두꺼워지고 이미지의 선명도가 감소하는 등 여전히 해결해야 할 문제가 있다.

 '도파로(Waveguide)' 방식' 또는 '도광(Light-Guide)' 방식은 최근 활발하게 연구되고 있다. '반사 곡면 거울' 방식의 단점인 낮은 시야각과 해상도의 문제를 합리적인 수준에서 해결할 수 있기 때문이다. 특히 도파로 방식을 사용하면 상대적으로 넓은 시야 확보가 가능하다. 그러나 아직 제품 적용은 검증 단계이며, 도파로 방식은 크게 '회절(Diffractive)' 방식, '홀로그래픽(Holographic)' 방식', '편광(Polarized)' 방식, '반사(Reflective)' 방식으로 세분된다.

1. '회절(Diffractive)' 방식: '회절 방식'은 '깊은 경사의 회절 격자(Deep Slant Diffraction Gratings)'를 사용하여 '평행한 빛(Collimated Light)'을 특정 각도로 도파로에 전달 한 뒤, 내부 전반사를 통해 다시 사람의 눈으로 전달하는 방식이다. 이 방식으로 스마트 클라스를 구현하기 위해서는 회절격자를 저비용으로 생산하고, 회절로 인해 발생하는 이미지의 색 불균일성 문제를 해결해야 한다. 도한 '회절 방식'의 본질적인 문제인 '시야각의 한계'도 개선해야 할 과제이다. 참고로 '회절 도파로 방식'은 '노키아(Nokia)'가 개발하고 '뷰직스(Vuzix)'사에 라이선스를 주었다.
2. '홀로그래픽(Holographic)' 방식: '홀로그래픽 방식'은 회절 격자 대신 홀로그래픽 소자가 빛의 회절에 사용된다는 차이를 제외하고는 기본적으로 '회절 방식'과 동일하다. 디스플레이 영상은 자연스러우나 회절 방식과 마찬가지로 시야각이 제한된다는 문제점이 있다. 또한 '빨강', '녹색', '파랑' 색상에 대해 각각 하나씩의 소자를 요구하기 때문에, 이들의 배열에 따라서 발생하는 색상 불균일 문제도 개선해야 한다. 홀로그래픽 방식은 '소니(Sony)'와 '코니카(Konica)'사에서 사용한 이력이 있다.
3. '편광(Polarized)' 방식: '편광 방식'은 눈동자 쪽으로 빛을 전달하기 위해서 다층 코팅과 편광 반사기를 사용한다. '회절 방식', '홀로그래픽 방식'과는 달리 시야각에는 문제는 없고 동작 범위도 넓다. 하지만 다층 코팅과 반사기를 구현하기 위해 큰 비용이 발생한다는 단점이 있다. 특히 반사로 인해 손실되는 빛이 유발하는 문제는 치명적일 수 있다. '편광 방식'은 '루무스(LUMUS)'사에서 사용되었다.
4. '반사(Reflective)' 방식: '반사 방식'은 앞서 설명된 '반사 곡면 거울'을 활용한 방식과 유사하지만, 빛을 전달하기 위한 도파로가 추가되어 있다는 점에서 차이가 있다. '편광 방식'과는 달리 다층 코팅을 사용하지 않기 때문에 '색상 불균일 문제'가 발생하지 않는다. 그러나 '거울 방식'과 마찬가지로 왜곡이 크게 발생할 수 있다. 또한 충분한 시야각을 확보하기 위해 반사기의 크기가 커지고, 이는 도파로의 두께 증가로 이어져 제품으로 만들 때 그 형태를 제약하는 요인으로 작용한다. '반사 방식'은 '엡손(Epson)'과 '구글(Google)'에서 사용되었다.

 위에 언급된 '광학 기술' 외에도 '다중 초점 기술', '가변 초점 기술'과 같은 다양한 방법들이 제안되고 있다. 다만, 기술 구현의 난이도 및 성능의 한계로 대중화를 위한 기술로 발전되기까지 시간과 투자가 필요한 시점이다.

도파로를 이용한 스마트 글라스 디스플레이 방식 분류

6. '스마트 글라스' UI

 '페이스북(현 메타)'는 스마트 글라스와 손목밴드에 연동되는 '사용자 인터페이스(UI: User Interface)'를 소개했다. 사용자는 UI를 통해 손가락을 가볍게 움직이는 것만으로, 사용자의 취향에 맞게 '팟캐스트(Pod Cast)'를 재생하거나 평소 자주 가던 카페에서 커피를 자동으로 추천받을 수 있다. 아울러 페이스북은 '가상 스크린', '가상 키보드'를 이용한 타이핑 기술을 비롯해, 안경에 내장된 '인이어(In-ear)' 모니터 기반 소음 저감 기술 등도 설명했다.

 이처럼 스마트 글라스는 웨어러블 장치의 특성에 걸맞게 스마트폰과는 다른 방식의 UI를 사용한다. 스마트 글라스의 UI는 크게 '접촉식 방식'과 '비접촉식 방식'으로 구분할 수 있다. '접촉식 방식'은 터치패드와 같은 입력장치를 사용자가 직접 터치함으로써 명령을 입력하는 방식으로, 방금 언급한 페이스북의 손목밴드도 한 예가 될 수 있다. '비접촉식 방식'은 마이크를 통한 음성 또는 카메라를 통한 손동작, 디스플레이를 통한 시선을 명령으로 인식하는 방식이다. '음성 인식'은 인공지능과 융합하여 현재도 많이 사용되고 있으나, 스마트 글라스'의 경우, 카메라 영상 내 손동작을 검출하는 '핸드 제스처 인식 기술', 시선을 인식하여 처리하는 '시선 추적 기술'과 같이 '동작 인식' 기반의 기술이 더 주목받고 있다.

1. 핸드 제스처 인식 기술: '핸드 제스처 인식 기술'은 화면 내에 손을 찾아내어 제스처를 명령으로 인식하는 기술이다. 핸드 제스처 인식 기술은 '피부색에 대한 컬러 정보를 이용하여 손을 검출하는 방법'과 '깊이 맵 또는 초음파·적외선 센서를 이용하여 손의 위치를 찾은 후 손의 컬러 정보와 결합하여 손의 자세를 검출하는 방법', '장갑 혹은 스마트 반지 등 특별한 장치를 통해 손을 검출하는 방법' 등을 사용한다.
2. 시선 추적 기술: '시선 추적 기술'은 사용자의 시선을 이용하여 가상 정보를 제어하는 기술이다. '시선 추적 기술'은 사용자가 보는 특정 영역의 그래픽을 선명하게 하고, 나머지 영역은 해상도를 낮추는 것도 가능하다. 또한 사용자의 '시선 방향', '간격', '동공 크기'와 같은 생리적 상태 정보와 함께 사용자가 인지하는 깊이 정보에 맞추어, 가상 영상 정보를 변화하거나 제어할 수도 있다. 또 초점 조절 불일치로 인한 시각 피로를 해결하는데도 중요한 역할을 한다. '시선 추적 기술'은 사용자의 '동공(Pupil)'을 찾아내어 검출하는 것이 핵심 원리이다. 최근에는 인공지능을 활용하여 동공을 검출하고 추적하는 기법도 소개되었다.

7. '스마트 글라스' 성능 개선

7-1. 배터리 기술

 '스마트 글라스(Smart Glass)'의 '배터리(Battery)'는 기기의 사용시간 지속성을 결정하는 요인이다. 배터리는 사용의 편의성을 위해 주로 안경 내부에 내장될 수 있다. 하지만 현재의 충전식 배터리는 부피가 크고 자유로운 형태를 만들기 어려워 기기의 사용시간을 증가시키는데 한계가 있는 것이 이슈사항이다. 이와 관련하여, 일부 대안으로 전해질을을 고체화한 '전고체 배터리(SSB)'가 거론되고 있다. '전고체 배터리(SSB: Solid State Battery)'는 기존 배터리 대비 집적도가 20배 정도에 달해 배터리 성능이 우수하고, 부풀어 오르거나 액이 흐를 염려도 없는 장점이 있는 배터리를 말한다.

7-2. 광학 기술

 '광학계'에서는 최근 '마이크로 디스플레이'를 사용하지 않고, 사용자의 눈에 영상을 직접 투사하는 '가상 망막 디스플레이(VRD: Virtual Retinal DIsplay)' 기술도 주목받고 있다. '가상 망막 디스플레이(VRD)'는 사람의 망막에서 가장 많은 시세포를 가진 '중심와(Fovea Centralis)'라는 영역에 빨강·초록·파랑 3가지 레이저를 주사하는 원리를 바탕으로 한다. 그러나 망막에 직접 영상을 비추는 것은 아니고, 시야 앞 반투명 디스플레이에 영상을 투영해 실제 영상과 겹치게 하는 기술이다.

 '메타렌즈(Meta Lens)'에 대한 연구 및 기술개발도 진행 중이다. '메타렌즈(Meta Lens)'는 평평한 유리막 위에 뿌려진 나노입자가 빛이 들어오는 정도나 굴절률 등을 조절하는 것으로 렌즈의 두께를 지금보다 크게 줄일 수 있는 광학 기술이다. '메타렌즈'와 관련된 광학 소자는 빛의 파장보다 작은 나노 구조물을 특정한 형태로 배열함으로써, 자연계에서는 볼 수 없는 특징의 광학 소자이다. 이러한 특징을 갖는 렌즈는 그 두께가 수백에서 수십 '나노미터(nm)'에 불과하지만, 실제 광학 소자와 유사한 특성 또는 우수한 특성을 가진다.

 2021년 1월 1일 과학기술정보통신부에 따르면, 포항공대 노준석 교수팀, 고려대 '이헌' 교수 연구팀, 삼성전자 종합기술원 '한승훈' 마스터 팀으로 이뤄진 공동연구팀이 기존 굴절렌드의 성능은 유지하되, 두께는 머리카락보다 100배 얇은 수준의 적외선 초박막 렌즈를 개발했다고 밝혔다. 이는 광학적 소자의 물리적 한계 극복과 초경량 고성능 스마트 글라스 양산 가능성을 보여주고 있다.

'가상 망막 디스플레이(VRD)'의 작동 원리

8. '스마트 글라스' 관련 기업

 '스마트 글라스' 시장은 여전히 미국 기업이 주도 중이다. '구글(Google)', '뷰직스(Vuzix)', '마이크로소프트(Microsoft)' 등이 상대적으로 완성도 높은 기술을 보유한 기업들이다. 한편, 국내 스마트 글라스 시장은 해외시장과 비교하였을 때 활성화가 이루어지지 않은 상태이다.

8-1. 구글(Google)

1. 국적: 미국
2. 요약: 스마트 글라스의 창시자

 '구글(Google)'은 2012년 '구글 글래스(Google Glass)'라는 이름의 '스마트 글라스'를 출시하였으나, 사생활 침해와 편의성 문제 등으로 곧 판매를 중단하였다. 그리고 2020년에 이러한 단점을 개선하고 '항공', '의료' 등 산업 분야에서의 활용성에 초점을 맞춘 '구글 글래스 엔터프라이즈 에디션 2 (Google Glass Enterprise Edition 2)'을 출시하였다. 2020년 7월에는 캐나다 스마트 글라스 개발사인 '노스(North)'를 인수하였다.

구글 글래스 엔터프라이즈 에디션2(Google Glass Enterprise Edition 2)

8-2. 뷰직스(Vuzix)

1. 국적: 미국
2. 설립: 1997년
3. 요약: 스마트 글라스에서 가장 높은 기술력을 갖춘 기업

 '뷰직스(Vuzix)'는 '증강현실(AR)'과 '가상현실(VR)'을 접목시킨 스마트 글라스 제조·판매 회사이다. '뷰직스'는 스마트 글라스 시장에서 가장 높은 수준의 기술력을 갖춘 회사로 꼽힌다. 최근에 '메타버스(Metaverse)'라는 키워드와 함께 AR과 VR 관련 기기들이 주목을 받으면서 뷰직스 역시 시장 확대가 예상된다. 미국에서 열린 세계가전전시회(CES: International Consumer Electronics Show)'에서 CES 2021 혁신상을 수상하기도 하였다.

8-3. 마이크로소프트(Microsoft)

1. 국적: 미국
2. 요약: 현존하는 사용화 제품 중 가장 우수한 성능을 자랑하는 MS의 홀로렌즈

 '마이크로소프트(Microsoft)'의 '홀로렌즈(HoloLens)'는 '혼합현실(MR: Mixed Reality)'을 구현하는 기기이다. 안경보단 헤드셋에 가까운 형태이지만, 헤드셋 안에 내장된 초소형 컴퓨터와 각종 센서로 외부 기기 연결 없이 독립적으로 작동이 가능하다. '인공지능(AI)'이 내장된 '심도 센서(Depth Sensor)'를 활용해 경쟁력을 갖추고 있다. 참고로, 음성 명령 이외에 '시선 추적', '핸드 제스처' 등 다양한 방법으로 투사된 객체와 상호작용할 수 있는 특징과, 이로 인해 현재 상용화된 스마트 글라스 중에는 가장 우수한 제품으로 평가받고 있다.

홀로렌즈 2 (HoloLens 2)

8-4. LG U+

1. 국적: 한국
2. 특징: 세계 최초로 5G 이동통신을 활용한 스마트 글라스 제품 출시

 LG U+는 2020년 8월, 5G 이동통신을 활용한 'U+리얼글래스'를 선보였다. 스마트폰 이후 차세대 '스마트 기기(Smart Device)'에 시장 선점을 나선다는 목표를 가지고 국내 독점 판매를 시작했다. 'U+리얼글래스'를 착요앟면 렌즈를 통해 스마트폰에서 원하는 콘텐츠를 가져와 보여주는 방식으로 구현된다. 혼환 가능한 스마트폰이 갤럭시 이외에도 다양한 기종으로 증가하면서 서비스가 확산되고 있다.

8-5. 엑스퍼트 아이엔씨(XPERT INC)

1. 국적: 한국
2. 특징: 미국 뷰직스 M4000 제품을 무기로 국내 시장 공략

 '엑스퍼트 아이엔씨(XPERT INC)'는 '코로나 19(COVID-19)'에 따른 비대면 문화 확산에 발맞춰 국내 산업환경에 최적화된 스마트 글라스 솔루션 판매에 나섰다. 스마트 글라스 전문 기업으로 알려진 미국 뷰직스 M4000 제품을 가지고 국내 시장 공략에 나섰으며 '엑스퍼트 시스템(Expert System)'을 통한 전문가용 화상회의 솔루션 시장 역시 진출 예정이다.

8-6. 레티널(LetinAR)

1. 국적: 한국
2. 설립: 2016년 10월
3. 특징: 네이버·카카오도 투자한 기술력 중심 회사

 '레티널(LetinAR)'은 AR 글라스용 렌즈의 광학계 솔루션을 개발하는 기업이다. '레티널'은 '바늘구멍 원리(핀미러)'를 응용해 뚜렷한 상을 보여주는 스마트 글라스용 렌즈를 자체 기술로 개발하였다. 렌즈 위쪽에 '마이크로 유기발광다이오드(micro OLED)' 디스플레이를 부착하여, 그 화면이 거울에 반사되어 사람 눈에 들어오는 방식을 사용한다. 이 때문에 렌즈가 작아도 크고 깨끗한 상을 얻을 수 있는 것이 특징이다. '레티널'은 자체 기술로 국내 스마트 글라스 시장의 입지를 다지는 중이다.