헤드업 디스플레이(HUD)의 원리와 장·단점

복잡한 도심을 지날 때, 도로에서 눈을 떼지 않고도 주행 정보를 확인할 수 있도록 도움을 주는 헤드업 디스플레이(HUD)원래 전투기 조종사를 위해서 개발이 된 장비로 운전자의 안전성과 편의성을 위해서 승용차에도 도입이 되었습니다. 기본 사양이 아닌 선택 옵션으로 선택을 하게되는 만큼 장·단점을 잘 알고 있는 것이 좋겠습니다. 

헤드업 디스플레이(HUD)

헤드업 디스플레이(HUD, Head-Up Display)는 원래 군용 항공기에서 조종사가 고개를 숙이지 않고도 계기판 정보를 볼 수 있도록 개발된 기술로 자동차에도 적용이 된 것입니다. 

차량 앞유리나 별도의 투명 패널에 속도, 내비게이션, 안전 경고 등 주요 정보를 표시하게 됩니다. 운전자가 도로에 시선을 고정하고 필요한 정보를 파악하고 확인할 수 있도록 돕습니다.

헤드업 디스플레이 구성 요소

정보는 이미지 생성 장치를 통해 생산 된 후, 광학 시스템을 거쳐 굴절되고, 반사면을 통해 운전자가 볼 수 있도록 투사됩니다. AR HUD(증강현실 헤드업 디스플레이)로 진화가 진행되고 있으며, 실제 도로 위의 차선, 보행자, 이정표 등을 겹쳐 보여주는 방식으로 운전자의 인지 능력을 돕습니다.

구성 요소	기능
이미지 생성 장치	LCD 또는 LED를 통해 정보 생성
광학 시스템	정보를 확대 및 굴절시켜 반사면으로 전달
반사면	앞유리 또는 컴바이너에 정보를 표시

시속 50km로 주행 시, 2초간 시선을 다른 곳으로 돌리면 약 28m를 앞을 보지 않고 달리게 됩니다. 시속 100km로 주행하는 경우, 약 55m의 거리를 전방 주시하지 못하게 됩니다.

HUD의 장점

• 시선 고정으로 인한 주의 집중
• 정보 인지 속도 향상
• 운전 피로도 감소
• ADAS 기능과의 연동

운전자가 시선을 도로에서 떼지 않고도 속도, 내비게이션, 안전 경고 등을 실시간으로 확인할 수 있어 도로를 주시하고 있는 상황이 계속될 수 있도록해 높은 안전주행을 돕습니다.

눈앞에 정보를 표시하기 때문에 정보 인지 속도가 빠르고, 돌발 상황에 대한 반응 시간도 단축됩니다. 

운전자의 시야에 모든 정보를 제공하기 때문에 장시간 운전이나 야간 운전 시, 피로를 줄이고 집중력을 유지하는 데 도움을 줍니다.

ADAS(Advanced Driver Assistance System: 첨단 운전자 보조 시스템)와 연동되도록 해 차선 이탈 경고(LDW), 앞차 출발 알림, 전방 추돌 경고, 속도 제한 알림, 내비게이션 경로 안내 등 다양한 정보를 실시간으로 제공합니다.

HUD의 단점

• 높은 옵션 가격
• 화면 밝기 및 시인성 
• 높은 수리 및 유지보수 비용
• 과다한 정보로 인한 혼란

기본 사양이 아닌 선택 사양으로 추가 비용이 발생하게 됩니다. 전체 차량 가격의 상승으로 구매 시 부담이 될 수 있습니다.

햇빛이 강한 낮이나 야간의 도로 조명 환경에서 정보가 희미하게 보이거나 식별되지 않는 경우가 있을 수 있습니다. 편광 선글라스를 착용한 경우 HUD 화면이 거의 보이지 않는 경우도 있습니다.

단순해 보이지만 복잡한 구조로 인해 반사면(앞유리)과 투사 장치가 모두 정밀하게 보정되야 정상적으로 작동합니다. 유리 손상, 투사 장치 고장 등의 경우 일반 유리 교체보다 높은 수리 비용이 발생하고, 정비소에도 별도 전문 장비와 기술이 필요합니다.

속도, 방향, 경고 메시지, 차량 감지 정보 등이 동시에 표시될 때, 시야가 복잡해 판단을 지연시킬 수 있고,  오작동 시 잘못된 판단을 할 수 있습니다.

HUD의 종류

종류	특징
컴바이너 타입 HUD	계기판 위에 별도의 투명 스크린을 설치해 정보 표시 보급형 모델에 주로 적용 시야 방해 가능성 있음
윈드쉴드(앞유리) 타입 HUD	앞유리에 직접 정보를 투사하는 방식 시야의 자연스러움 우수 설계 복잡, 생산 단가 높음
AR HUD (증강현실 HUD)	현실 환경 위에 가상의 안내선을 겹쳐 표시 자율주행과 연계한 기술 주변 차량, 차선, 표지판 등 실제 도로위에 중첩 표시

HUD는 운전자의 시야를 방해하지 않으면서도 정보를 직관적으로 제공하는 기술입니다. 자율주행과 결합하는 경우 더욱 우수한 안전 주행을 할 수 있게 돕습니다.