헤드업 디스플레이(Head-Up Display)란 무엇이며 어떻게 작동할까?

기술은 자동차 산업에서 매우 귀중한 동반자가 되었으며, 엔진과 안전 및 주행 보조 장치 분야에만 머무르지 않습니다. 객실과 계기판 역시 최근 몇 년 동안 크게 변화했습니다. 우리가 목격한 발전 중 하나가 Head-Up Display이며, 이는 HUD라고도 알려져 있습니다. 정보를 표시하는 이 시스템에 대해 많이 들어보셨겠지만, Head-Up Display가 무엇인지 아십니까?

Head-Up Display, 앞유리에 나타나는 정보

Head-Up Display는 주행과 관련된 모든 정보를 앞유리에 투사하는 시스템으로, 운전자는 속도, 엔진 회전수, 연료 탱크 수준, 경고등, 조명 점등 여부 등 데이터를 볼 수 있으며, 기존 계기판에 나타나는 모든 정보를 확인할 수 있습니다.

투사 시스템 덕분에 데이터가 앞유리에 보이므로, 운전자는 어떤 순간에도 도로에서 시선을 떼지 않아도 됩니다. 숫자와 데이터가 약 10미터 거리에서 운전자 앞에 떠 있는 것처럼 나타납니다. 이 시스템으로 도로에서 시선을 뗄 필요가 없어 운전의 안전성이 높아집니다.

투사 방식에는 두 가지가 있는데, TFT와 레이저이며, 두 시스템 모두 여러 자동차 브랜드를 통해 시장에 나와 있습니다. 예를 들어 TFT 시스템은 LED 다이오드와 TFT 칩을 사용하여 빛을 차단함으로써 숫자와 데이터를 만들어 앞유리에 투사합니다. Mercedes, Audi, BMW은 이 시스템을 사용하는 브랜드 중 일부입니다.

레이저 시스템은 더 현대적이며, 실시간으로 각 선을 “그리는” 빛줄기로 구성되어 데이터를 지속적으로 만들어 냅니다. 이 시스템은 에너지를 적게 사용하고 출력이 낮은 프로젝터를 사용하는데, 레이저는 빛줄기를 방출하는 데 더 적은 출력만 필요하기 때문입니다. Jaguar, Land Rover, Volvo은 자사 모델에 이 시스템을 사용하는 제조사들입니다.

Head-Medium Display, 중간적인 해결책

기존 계기판과 Head-Up Display 사이의 중간 해결책은 Head-Medium Display입니다. 이는 핸들 뒤에 위치한 투명 필름에 정보를 투사합니다. 크기가 작아 HUD가 제공하는 모든 데이터를 볼 수는 없지만, 필요한 정보를 얻기에는 충분합니다.

HMD 시스템의 경우 투사할 수 있는 공간이 작기 때문에 더 실용적인 TFT 기술을 사용합니다. 이 경우 데이터가 보이는 방식은 앞유리의 경우와 같지 않지만, 여전히 매우 실용적입니다.

헤드업 디스플레이는 어떻게 작동할까?

Head-Up Display는 빛줄기를 만들고, 빛을 형성하며, 앞유리 또는 투명 필름의 표면에 투사할 수 있게 해 주는 여러 구성 요소를 가지고 있습니다.

이 시스템은 오버헤드 프로젝터와 유사합니다. 빛은 발광체에서 방출되어 콜리메이터를 통과합니다. 이것은 빛줄기의 평행성을 변경하도록 준비된 거울로, 깊이감을 주어 자동차에서 몇 미터 떨어진 곳에 투사되는 것처럼 보이게 합니다.

두 번째 거울이 그 빛을 받아 콤바이너로 향하게 합니다. 이 거울은 이동이 가능하여 대부분의 HUD에서 위치, 높이 및 기타 매개변수를 조정해 운전자의 취향과 필요에 맞출 수 있습니다. 마지막으로 이미지가 투사되는 표면인 콤바이너, 즉 앞유리 또는 투명 필름이 있습니다.

이 시스템은 상당히 비싸기 때문에 현재는 고급 차량에서 사용됩니다. 더 저렴한 HMD의 경우 저가형 차량에서도 찾아볼 수 있어, 중간적이면서 더 널리 쓰이는 해결책이 되고 있습니다.