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                                                                    [상] 차량용 HUD 시스템 개념도
                                                                    [하] 광섬유 빔컴바이너 기반 광원모듈 구조, 개발된 HUD용 광원모듈 구동 사진

HUD(Head-up display)란 차량 주행 중 운전자가 정면, 즉 운전자의 주 시야를 벗어나지 않는 범위에서 차량의 주행 정보(속력, 주행거리 등) 혹은 경로 안내 등 다양한 정보를 제공하는 장치를 말한다. 시야 바깥에 별도의 스크린을 두는 종전의 디스플레이 장치와 달리 차량의 앞유리(windshield)나 별도의 투명 스크린을 설치하고 별도의 프로젝터를 이용하여 영상을 투사하는 방식을 쓰는데, 현재 시중에서 유통되는 제품들은 전부 프로젝터 백라이트로 LED(light-emitting diode) 기반 광원을 사용하여 시인성, 명암비, 화면크기 등의 제약을 받고 있다. 이에 본 연구단은 LED 광원모듈을 레이저 기반 모듈로 대체하여 고휘도(15000Nit 이상)의 면광원을 구현하고, 이를 통해 전면 유리창 너머 가상의 공간에 대화면(45인치 이상) 디스플레이를 시현할 수 있도록 하는 데에 핵심기술을 확보하여 차량용 고휘도 광원모듈을 개발하였다.

본 연구진은 빛의 삼원색(R/G/B)에 해당하는 레이저 다이오드 소자와 광섬유 기반 빔 컴바이너 장치를 이용하여 최종 출력단에서 R,G,B 각 파장대별로 500mW, 총합 1.5W 이상의 광출력을 갖는 장치를 개발하였다. 세부적으로는 레이저 다이오드에서 투사되는 광을 집속하여 광섬유(105um core)로 입력하기 위한 커플링 렌즈 제작과 여러 개의 광섬유 입력단을 하나로 묶어 한 줄기의 출력단으로 합치는 광섬유 컴바이너 기술 개발, 그리고 차후 차량용 전장품으로 시장화에 필수적인 전자파 방출 및 내성 특성을 만족하면서 전체 출력을 조정할 수 있는 드라이버 설계를 수행하였다. 최종적으로는 전체 13개의 레이저 다이오드와 13x1 광섬유 컴바이너를 이용, 각 색상 파장대별 570mW 이상의 고출력을 갖는 광원 모듈 개발에 성공하였으며, 이는 차세대 차량용 디스플레이 시장에서 기존 기술의 한계를 넘는 성능으로 각광받을 것으로 기대된다.