차량 현재속도 ㆍ연료 잔량 ㆍ 길안내 정보등
운전자 앞유리창에 그래픽으로 투영
80년대 GM등 미 자동차사가 첫적용
운전자들 불필요한 시선 최소화해줘


자동차가 도로를 달리는 중에 운전자가 계기반이나 내부 디스플레이 정보를 보기 위해 보통 짧게는 1초, 길게는 3초 이상 시선을 전방 도로에서 뗀다고 합니다. 평균 잡아 2초간 운전자가 계기반이나 내비게이션 화면 등을 보기 위해 전방을 주시하지 않는다고 가정하고, 도심에서 시속 50km로 운전중이었다면 약 28m의 거리를 그냥 지나치게 됩니다. 또 교외에서 시속 100km로 주행한다면 약 55.5m, 시속 150km로 주행할 때는 무려 83m나 전방을 보지 않고 운전하게 되는 셈이 된다고 합니다. 사고로 이어지기 쉽겠죠. 교통안전 전문가들의 연구결과에 따르면 교통사고가 발생하는 가장 큰 원인은 바로 운전자가 전방에서 시선을 다른 곳으로 돌리는 것이라고 합니다. 이같은 맹점을 감안해 개발된 것이 `헤드업 디스플레이'(HUD;Head-Up Display)라는 것입니다. 헤드업 디스플레이는 차량 현재 속도, 연료 잔량, 내비게이션 길안내 정보 등을 운전자 바로 앞 유리창 부분에 그래픽 이미지로 투영해줘 운전자가 불필요하게 시선을 다른 곳으로 옮기는 것을 최소화시켜주는 첨단 차량 디스플레이 장치입니다.

◇헤드업 디스플레이의 기원= 헤드업 디스플레이가 가장 먼저 적용된 것은 1960년대 개발된 전투기나 민간 항공기였다고 합니다. 전투 중 비행사가 시선을 다른 곳으로 옮기는 순간 적에게 공격당할 수 있기 때문에 군사목적으로 개발된 것이 민간으로 기술 이전이 된 것이라고 합니다. 당시에는 녹색 레이저 빔을 활용해 녹색 빛만 반사시키는 전투기 앞 유리창에 홀로그램 방식으로 투영시키는 방식이었다고 합니다. 자동차에 이 기술을 처음 적용한 것은 1980년대 GM 등 미국 자동차 제조사들이었습니다. 하지만 당시 휘도가 낮아 대낮에는 잘 보이지 않았고, 흑백의 이미지만 나타나는 등 단점이 있었다고 합니다. 이런 가운데 1990년대 후반 `TFT-LCD'(Thin Film Transistor 박막 트랜지스터 액정화면)라는 전자 디스플레이 기술이 상용화됐고, 이 기술을 응용해 밝고 선명한 컬러 이미지를 자동차 앞유리창에 반사시키는 현재 방식의 차량용 헤드업 디스플레이가 출현하게 됐습니다.

◇헤드업 디스플레이의 원리= 기본적인 차량용 헤드업 디스플레이의 원리는 현재 국내에서도 널리 보급된 LCD TV의 원리와 유사합니다. 똑같이 LCD 기술을 사용하기 때문입니다. 디스플레이에 나타나는 색의 기본 단위인 화소(픽셀. 빨간색, 녹색, 파란색)를 전기 신호에 따라 자유자제로 표현하는 트랜지스터를 이용하기 때문에 기존 방식보다 좀더 다양하고 복잡한 모양의 이미지를 자동차 앞유리창 부근에 투영시킬 수 있게 됩니다.

헤드업 디스플레이 장치는 크게 정보의 이미지를 결정짓는 LCD 패널과 이를 빛을 쏴서 인간의 눈으로 볼 수 있게 해주는 백라이트 유닛(BLU), 도출된 이미지를 최종 운전자 앞 유리창에 비추기 위한 반사렌즈 등으로 구성됩니다. 이 장치는 운전석 계기반 뒤쪽의 대시보드 부분에 설치됩니다. 속도나 연료잔량, 주행거리, 라디오 채널, 길안내 방향표시 등 각종 정보는 이같은 일련의 과정을 거쳐 앞 유리창 부근에 표시되는데요. 이 때 앞쪽으로 기울어진 유리창 표면에 이미지가 나타나는 것이 아니라 운전자 시각과 거의 직각 상태로 마치 공중에 떠 있는 듯 보입니다. 이는 투영된 정보 이미지가 앞유리창과 부딪히면서 맺히는 상을 운전자가 보기 편한 각도로 조절했기 때문입니다. 이 때 나타나는 이미지 상은 유리창 바로 앞이 아니라 마치 저 뒤편 보닛 끝 부분에 떠 있는 것처럼 보이는데, 이는 광학적 착시현상에서 비롯된 것입니다. 이는 LCD패널에 생성된 이미지가 여러개의 반사렌즈로 굴절되면서 상이 멀리 맺혀 보이는 것인데, 빛의 도달거리를 인위적으로 늘리면 실제 상이 맺히는 위치보다 훨씬 뒤쪽에 맺히는 것처럼 느껴진다고 합니다.

◇자동차 도입 현황= 2001년 GM이 캐딜락 브랜드 차량에, 2003년 BMW가 5시리즈부터 적용하는 등 주로 해외 고급차에 적용돼왔습니다. 국내에선 BMW코리아가 이 시스템을 장착한 550i를 지난해 처음 수입했고, 올해 출시한 뉴 5시리즈 전 모델, 650i 컨버터블, M5, 뉴X5 등에 헤드업 디스플레이를 기본 탑재해 판매하고 있습니다. 현대기아차 등 국내 자동차 업체들은 아직 도입할 계획을 가지고 있지 않습니다만, 몇 년내로 적용할 것으로 보입니다.

김승룡기자 srkim@