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XR은 Apple이 웨어러블 XR 장치를 개발 중이거나 OLED 디스플레이를 탑재하고 있다는 소문이 있습니다.

12월 24, 2021

By hoppt

xr 배터리

언론 보도에 따르면 Apple은 2022년 또는 2023년에 최초의 웨어러블 증강 현실(AR) 또는 가상 현실(VR) 장치를 출시할 것으로 예상됩니다. TSMC, Largan, Yecheng 및 Pegatron과 같은 대부분의 공급업체는 대만에 있을 수 있습니다. Apple은 이 마이크로디스플레이를 설계하기 위해 대만의 실험 공장을 사용할 수 있습니다. 업계에서는 애플의 매력적인 활용 사례가 확장현실(XR) 시장의 본격화로 이어질 것으로 기대하고 있다. Apple의 장치 발표 및 장치의 XR 기술(AR, VR 또는 MR)과 관련된 보고서는 확인되지 않았습니다. 그러나 Apple은 iPhone 및 iPad에 AR 응용 프로그램을 추가하고 개발자가 AR 응용 프로그램을 만들 수 있도록 ARKit 플랫폼을 출시했습니다. 앞으로 Apple은 웨어러블 XR 장치를 개발하고, iPhone 및 iPad와 시너지를 창출하고, AR을 상용 애플리케이션에서 소비자 애플리케이션으로 점진적으로 확장할 수 있습니다.

한국 언론에 따르면 애플은 18월 XNUMX일 'OLED 디스플레이'를 탑재한 XR 기기를 개발 중이라고 발표했다. OLED(OLED on Silicon, OLED on Silicon)는 실리콘 웨이퍼 기판에 픽셀과 드라이버를 생성한 후 OLED를 구현하는 디스플레이입니다. 반도체 기술로 인해 더 많은 픽셀을 설치하여 초정밀 구동이 가능합니다. 일반적인 디스플레이 해상도는 인치당 수백 픽셀(PPI)입니다. 대조적으로, OLEDoS는 인치당 최대 수천 개의 픽셀 PPI를 달성할 수 있습니다. XR 장치는 눈에 가깝게 보이기 때문에 고해상도를 지원해야 합니다. 애플은 PPI가 높은 고해상도 OLED 디스플레이를 탑재할 준비를 하고 있다.

애플 헤드셋의 개념적 이미지 (사진출처: 인터넷)

Apple은 또한 XR 장치에 TOF 센서를 사용할 계획입니다. TOF는 측정 대상의 거리와 형상을 측정할 수 있는 센서입니다. 가상현실(VR)과 증강현실(AR)을 구현하는 것은 필수적이다.

애플이 핵심 부품 연구개발을 추진하기 위해 소니, LG디스플레이, LG이노텍과 손을 잡고 있는 것으로 전해졌다. 개발 작업이 진행 중인 것으로 이해됩니다. 단순한 기술 연구 개발이 아닌 상용화 가능성이 매우 높다. Bloomberg News에 따르면 Apple은 내년 하반기에 XR 기기를 출시할 계획입니다.

삼성은 차세대 XR 기기에도 집중하고 있다. 삼성전자가 스마트 안경용 렌즈 '디지렌즈' 개발에 투자했다. 투자 금액은 공개하지 않았지만 독특한 렌즈가 주입된 화면이 있는 안경형 제품이 될 전망이다. 삼성전기도 디지렌즈 투자에 참여했다.

Apple이 웨어러블 XR 장치를 제조하는 과정에서 직면한 과제.

웨어러블 AR 또는 VR 장치에는 디스플레이 및 프레젠테이션, 감지 메커니즘 및 계산의 세 가지 기능 구성 요소가 포함됩니다.

웨어러블 기기의 외관 디자인은 기기의 무게와 크기와 같은 편안함과 수용 가능성과 같은 관련 문제를 고려해야 합니다. 가상 세계에 더 가까운 XR 응용 프로그램은 일반적으로 가상 개체를 생성하기 위해 더 많은 컴퓨팅 성능이 필요하므로 핵심 컴퓨팅 성능이 더 높아야 하므로 더 많은 전력 소비로 이어집니다.

또한 방열 및 내부 XR 배터리도 기술 설계를 제한합니다. 이러한 제한 사항은 현실 세계에 가까운 AR 장치에도 적용됩니다. Microsoft HoloLens 2(566g)의 XR 배터리 수명은 2-3시간에 불과합니다. 웨어러블 디바이스(테더링)를 외부 컴퓨팅 리소스(예: 스마트폰 또는 개인용 컴퓨터) 또는 전원에 연결하는 것이 솔루션으로 사용될 수 있지만 이는 웨어러블 디바이스의 이동성을 제한합니다.

감지 메커니즘과 관련하여 대부분의 VR 장치가 인간-컴퓨터 상호 작용을 수행할 때 정확도는 주로 손에 있는 컨트롤러에 의존합니다. 특히 모션 추적 기능이 관성 측정 장치(IMU)에 의존하는 게임에서 그렇습니다. AR 장치는 자연스러운 음성 인식 및 제스처 감지 제어와 같은 자유형 사용자 인터페이스를 사용합니다. Microsoft HoloLens와 같은 고급 장치는 Xbox에서 Kinect를 출시한 이후 Microsoft가 잘해 온 분야이기도 한 머신 비전 및 3D 깊이 감지 기능을 제공합니다.

웨어러블 AR 기기에 비해 외부 세계나 주변 조명의 영향을 고려할 필요가 적기 때문에 VR 기기에서 사용자 인터페이스를 만들고 프레젠테이션을 표시하는 것이 더 쉬울 수 있습니다. 핸드헬드 컨트롤러는 맨손일 때 사람-기계 인터페이스보다 개발에 더 쉽게 접근할 수 있습니다. 핸드헬드 컨트롤러는 IMU를 사용할 수 있지만 제스처 감지 제어 및 3D 깊이 감지는 고급 광학 기술 및 비전 알고리즘, 즉 머신 비전에 의존합니다.

실제 환경이 디스플레이에 영향을 미치지 않도록 VR 장치를 차폐해야 합니다. VR 디스플레이는 LTPS TFT 액정 디스플레이, 더 저렴하고 더 많은 공급업체가 있는 LTPS AMOLED 디스플레이 또는 신흥 실리콘 기반 OLED(마이크로 OLED) 디스플레이가 될 수 있습니다. 5인치에서 6인치까지 휴대폰 디스플레이 화면만큼 큰 단일 디스플레이(좌우 눈용)를 사용하는 것이 비용 효율적입니다. 그러나 듀얼 모니터 디자인(왼쪽과 오른쪽 눈으로 분리)은 더 나은 동공 간 거리(IPD) 조정 및 시야각(FOV)을 제공합니다.

또한 사용자가 컴퓨터 애니메이션을 계속 시청한다는 점에서 디스플레이의 개발 방향은 저지연(부드러운 이미지, 흐림 방지) 및 고해상도(스크린 도어 효과 제거)입니다. VR 장치의 디스플레이 광학 장치는 쇼와 사용자의 눈 사이의 중간 개체입니다. 따라서 두께(소자 형상 계수)가 감소되어 프레넬 렌즈와 같은 광학 설계에 탁월합니다. 디스플레이 효과는 어려울 수 있습니다.

AR 디스플레이의 경우 대부분이 실리콘 기반 마이크로 디스플레이입니다. 디스플레이 기술에는 LCOS(Liquid Crystal On Silicon), DLP(Digital Light Processing) 또는 DMD(Digital Mirror Device), LBS(Laser Beam Scanning), 실리콘 기반 마이크로 OLED 및 실리콘 기반 마이크로 LED(마이크로 LED 온 규소). 강렬한 주변광의 간섭에 저항하기 위해 AR 디스플레이는 10Knits 이상의 높은 밝기를 가져야 합니다(도파관 후 손실을 고려하면 100Knits가 더 이상적임). 수동 발광이지만 LCOS, DLP 및 LBS는 광원(예: 레이저)을 향상시켜 밝기를 높일 수 있습니다.

따라서 사람들은 마이크로 OLED보다 마이크로 LED를 사용하는 것을 선호할 수 있습니다. 그러나 착색 및 제조 측면에서 마이크로 LED 기술은 마이크로 OLED 기술만큼 성숙하지 않습니다. WOLED(백색광용 RGB 컬러 필터) 기술을 사용하여 RGB 발광 마이크로 OLED를 만들 수 있습니다. 그러나 마이크로 LED를 생산하는 직접적인 방법은 없습니다. 잠재적인 계획에는 Plessey의 QD(Quantum Dot) 색상 변환(Nanoco와 공동 작업), Ostendo의 QPI(Quantum Photon Imager) 설계 RGB 스택, JBD의 X-cube(XNUMX개의 RGB 칩 조합)가 포함됩니다.

Apple 기기가 VST(Video See-Through) 방식을 기반으로 하는 경우 Apple은 성숙한 마이크로 OLED 기술을 사용할 수 있습니다. Apple 장치가 직접 투시(optical see-through, OST) 방식을 기반으로 하는 경우 상당한 주변광 간섭을 피할 수 없으며 마이크로 OLED의 밝기가 제한될 수 있습니다. 대부분의 AR 장치는 동일한 간섭 문제에 직면하므로 Microsoft HoloLens 2가 마이크로 OLED 대신 LBS를 선택한 이유일 수 있습니다.

마이크로디스플레이를 설계하는 데 필요한 광학 부품(예: 도파관 또는 프레넬 렌즈)은 마이크로디스플레이를 만드는 것보다 반드시 간단하지는 않습니다. VST 방식을 기반으로 한다면 애플은 팬케이크 스타일의 광학 디자인(조합)을 활용해 다양한 마이크로 디스플레이와 광학 기기를 구현할 수 있다. OST 방식을 기반으로 도파관 또는 새목욕 시각 디자인을 선택할 수 있습니다. 도파관 광학 설계의 장점은 폼 팩터가 더 얇고 작다는 것입니다. 그러나, 도파관 광학은 마이크로디스플레이에 대한 광 회전 성능이 약하고 왜곡, 균일성, 색 품질 및 콘트라스트와 같은 다른 문제를 동반합니다. 회절 광학 요소(DOE), 홀로그램 광학 요소(HOE) 및 반사 광학 요소(ROE)는 도파관 시각 디자인의 주요 방법입니다. Apple은 광학 전문성을 확보하기 위해 2018년 Akonia Holographics를 인수했습니다.

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