
헤드업 디스플레이(Heads-up display, HUD)란?
운전자가 머리를 든 채로 앞쪽을 바라볼 때 정보가 직접 시야에 들어오도록 비춰주는 디스플레이 장치 입니다.
간략히 HUD(에이치유디) 또는 전방시현기, 허드(HUD)라고도 합니다.
자동차에서 헤드업 디스플레이는 운전자가 전방 주시에 용이하도록 다양한 정보를 차량 앞면 유리창 위에 표시하여,
운전 중에 계기판을 보기 위해 시선을 아래로 옮기는 것을 최소화시켜 줍니다.
증강현실(AR) 기술을 적용하여 증강현실 헤드업 디스플레이(AR HUD)라고도 합니다.
개요
헤드업 디스플레이는 군용 항공 기술로 개발되었지만 민간 분야에서도 다양하게 응용되고 있습니다.
1960년대에 항공기에 처음 적용되었고, 2010년 이후부터는 자동차 분야로 적용이 확대되고 있습니다.
2003년 독일의 비엠더블유(BMW)에 이어 아우디, 일본의 토요타가 헤드업 디스플레이 적용 자동차를 선보였고,
한국에서는 2012년 기아자동차가 K9에 처음으로 헤드업 디스플레이를 도입 했습니다.
초기 헤드업 디스플레이는 항공기에 정보를 표시하기 위해 개발된 장치 였습니다.
특히, 교전 중에도 속도와 고도 정보를 확인해야 하는 전투기에 꼭 필요한 기술이었습니다.
조종사가 전방을 주시할 수 있도록 돕는다는 의미로 '전방시현기'라고도 불리고, 고개를 든 상태에서 정보를 확인할 수 있다고 해서
'헤드-업 디스플레이'라는 명칭으로도 불렸습니다.

차량용 헤드업 디스플레이는 차량의 현재 속도, 연료 잔량, 내비게이션 길 안내 정보 등을
운전자 바로 앞 유리창 부분에 그래픽 이미지로 투영해 주도록 고안 되었습니다.
예를 들어 자동차로 주행할 때, 주행 정보를 알기 위해서는 계기판을 향해 시선을 내려야 합니다.
이때 운전자는 정면을 응시하는 것이 불가능해지므로 사고의 위험이 생기게 됩니다.
이렇듯 헤드업 디스플레이는 운전자 정면의 유리창 위에 주행 정보를 띄워 운전자가 주행 시 주행 정보를 인식할 수 있도록 도와주는 장치 입니다.
구현 방식으로는 프로젝터용 레이저를 통해 허상 지점에 이미지를 구현하는 방식과
하단에 이미지 패널을 배치하여 광원 반사를 통해 구현하는 방식이 대표적이며,
최근에는 디스플레이 기술 발달로 투명 디스플레이에 직접 이미지를 표시하는 방식이 상용화 준비 중 입니다.
원리
헤드업 디스플레이 시스템을 구현하는 원리는 굴절식(Conventional)과 회절식(Holographic)이 있습니다.
먼저 굴절식은 소형 모니터(CRT)위에 대형 렌즈를 놓고 그 광선을 굴절시킨 화면이 다시 투명판에 반사되는 구조를 하고 있습니다.
헤드업 디스플레이를 사용하면, 전방 시야는 유지되면서 심볼을 비롯한 각종 정보가 투명한 유리판에 반사되면서 나타납니다.
소형 모니터로부터 나온 광선은 상이 형성되는 지점을 반사판 각에 정확하게 맞추기 위해 대형 렌즈에 의해 굴절 됩니다.

왜냐하면 소형 모니터는 수평으로 있고 그 위에 반사판이 경사가 져 있기 때문에 거리가 동일하지가 않아
그냥 반사시키면 가까운 쪽은 작게, 먼 쪽은 길게 상이 맺히고 초점도 다 달라서 흐릿하게 보이게 됩니다.
이것을 균일하게 하여 상을 선명하게 시현하기 위해 두꺼운 렌즈를 사용 합니다.
굴절된 빛은 대형 렌즈의 유리면과 공기층을 번갈아 통과할 때 매질이 서로 다르기 때문에 그 굴절도가 변화하는데,
이것을 정밀하게 조정하여 초점을 맞추고 크기도 균일하게 맞춰 심볼의 왜곡 현상을 없앱니다.
헤드업 디스플레이 시스템은 굴절식 헤드업 디스플레이 시스템에서 렌즈의 역할을 레이저가 대신하는 방식 입니다.
홀로그램(Hologram)에 의해 빛의 회절을 조절하여 반사판에 상이 맺히도록 합니다.
이는 밝기가 굴절식보다 밝고, 넓은 면적을 커버하며 무게도 가볍다는 장점을 갖습니다.
또한, 헤드업 디스플레이 시스템은 오늘날 자동차에 장착할 수 있도록 진화하고 있습니다.
자동차의 전방 유리창에 속도 등의 차량 상태를 나타내고 위험을 알리는 경고 문구를 보여주기도 합니다.
이는 운전의 안전성과 편리성에 획기적인 증대를 가져 왔습니다.

반면에 회절식 시스템은 굴절식 시스템에서 렌즈가 하던 역할을 레이저가 대신하는 방식으로서,
홀로그램(Hologram)에 의해 빛의 회절을 조절하여 반사판에 상이 맺히도록 합니다.
회절식 시스템은 화면이 굴절식보다 밝고, 또한 넓은 화면을 제공하면서도 무게까지 가볍다는 장점을 갖고 있습니다.
헤드업 디스플레이(Heads-up display, HUD)란?
운전자가 머리를 든 채로 앞쪽을 바라볼 때 정보가 직접 시야에 들어오도록 비춰주는 디스플레이 장치 입니다.
간략히 HUD(에이치유디) 또는 전방시현기, 허드(HUD)라고도 합니다.
자동차에서 헤드업 디스플레이는 운전자가 전방 주시에 용이하도록 다양한 정보를 차량 앞면 유리창 위에 표시하여,
운전 중에 계기판을 보기 위해 시선을 아래로 옮기는 것을 최소화시켜 줍니다.
증강현실(AR) 기술을 적용하여 증강현실 헤드업 디스플레이(AR HUD)라고도 합니다.
개요
헤드업 디스플레이는 군용 항공 기술로 개발되었지만 민간 분야에서도 다양하게 응용되고 있습니다.
1960년대에 항공기에 처음 적용되었고, 2010년 이후부터는 자동차 분야로 적용이 확대되고 있습니다.
2003년 독일의 비엠더블유(BMW)에 이어 아우디, 일본의 토요타가 헤드업 디스플레이 적용 자동차를 선보였고,
한국에서는 2012년 기아자동차가 K9에 처음으로 헤드업 디스플레이를 도입 했습니다.
초기 헤드업 디스플레이는 항공기에 정보를 표시하기 위해 개발된 장치 였습니다.
특히, 교전 중에도 속도와 고도 정보를 확인해야 하는 전투기에 꼭 필요한 기술이었습니다.
조종사가 전방을 주시할 수 있도록 돕는다는 의미로 '전방시현기'라고도 불리고, 고개를 든 상태에서 정보를 확인할 수 있다고 해서
'헤드-업 디스플레이'라는 명칭으로도 불렸습니다.
차량용 헤드업 디스플레이는 차량의 현재 속도, 연료 잔량, 내비게이션 길 안내 정보 등을
운전자 바로 앞 유리창 부분에 그래픽 이미지로 투영해 주도록 고안 되었습니다.
예를 들어 자동차로 주행할 때, 주행 정보를 알기 위해서는 계기판을 향해 시선을 내려야 합니다.
이때 운전자는 정면을 응시하는 것이 불가능해지므로 사고의 위험이 생기게 됩니다.
이렇듯 헤드업 디스플레이는 운전자 정면의 유리창 위에 주행 정보를 띄워 운전자가 주행 시 주행 정보를 인식할 수 있도록 도와주는 장치 입니다.
구현 방식으로는 프로젝터용 레이저를 통해 허상 지점에 이미지를 구현하는 방식과
하단에 이미지 패널을 배치하여 광원 반사를 통해 구현하는 방식이 대표적이며,
최근에는 디스플레이 기술 발달로 투명 디스플레이에 직접 이미지를 표시하는 방식이 상용화 준비 중 입니다.
원리
헤드업 디스플레이 시스템을 구현하는 원리는 굴절식(Conventional)과 회절식(Holographic)이 있습니다.
먼저 굴절식은 소형 모니터(CRT)위에 대형 렌즈를 놓고 그 광선을 굴절시킨 화면이 다시 투명판에 반사되는 구조를 하고 있습니다.
헤드업 디스플레이를 사용하면, 전방 시야는 유지되면서 심볼을 비롯한 각종 정보가 투명한 유리판에 반사되면서 나타납니다.
소형 모니터로부터 나온 광선은 상이 형성되는 지점을 반사판 각에 정확하게 맞추기 위해 대형 렌즈에 의해 굴절 됩니다.
왜냐하면 소형 모니터는 수평으로 있고 그 위에 반사판이 경사가 져 있기 때문에 거리가 동일하지가 않아
그냥 반사시키면 가까운 쪽은 작게, 먼 쪽은 길게 상이 맺히고 초점도 다 달라서 흐릿하게 보이게 됩니다.
이것을 균일하게 하여 상을 선명하게 시현하기 위해 두꺼운 렌즈를 사용 합니다.
굴절된 빛은 대형 렌즈의 유리면과 공기층을 번갈아 통과할 때 매질이 서로 다르기 때문에 그 굴절도가 변화하는데,
이것을 정밀하게 조정하여 초점을 맞추고 크기도 균일하게 맞춰 심볼의 왜곡 현상을 없앱니다.
헤드업 디스플레이 시스템은 굴절식 헤드업 디스플레이 시스템에서 렌즈의 역할을 레이저가 대신하는 방식 입니다.
홀로그램(Hologram)에 의해 빛의 회절을 조절하여 반사판에 상이 맺히도록 합니다.
이는 밝기가 굴절식보다 밝고, 넓은 면적을 커버하며 무게도 가볍다는 장점을 갖습니다.
또한, 헤드업 디스플레이 시스템은 오늘날 자동차에 장착할 수 있도록 진화하고 있습니다.
자동차의 전방 유리창에 속도 등의 차량 상태를 나타내고 위험을 알리는 경고 문구를 보여주기도 합니다.
이는 운전의 안전성과 편리성에 획기적인 증대를 가져 왔습니다.
반면에 회절식 시스템은 굴절식 시스템에서 렌즈가 하던 역할을 레이저가 대신하는 방식으로서,
홀로그램(Hologram)에 의해 빛의 회절을 조절하여 반사판에 상이 맺히도록 합니다.
회절식 시스템은 화면이 굴절식보다 밝고, 또한 넓은 화면을 제공하면서도 무게까지 가볍다는 장점을 갖고 있습니다.