연간 자동차 사고의 46.6%는 야간, 나머지 53.4%는 주간에 발생한다. 야간 자동차사고 발생 비중이 조금 낮지만 사망자 수 비중은 53.1%로 주간보다 높다. 주간 대비 30% 미만인 야간 자동차 운행률을 고려하면 치명적인 치사율이다. 야간 교통사고를 줄이기 위한 가장 적극적인 대처는 운전자에게 주간 수준의 시야를 확보해 주고 주변 차량 또는 보행자에게 뛰어난 식별성을 제공하는 것이다.

자동차 부품사, 완성차 제조사들이 램프류 기술 개발에 많은 공을 들이는 이유다. 1910년, 기름에 불을 붙이는 아세틸렌 램프의 등장 이후 꾸준하게 발전한 자동차 램프는 이제 전방 또는 반대 차로의 상황을 인식해 전조등을 자동 조절하는 오토하이빔, 진행 방향에 맞춰 능동적으로 움직이는 풀 어댑티브 헤드램프로까지 발전했다.

가시거리가 획기적으로 늘어난 레이저 헤드램프도 이미 상용화됐다. 램프류의 시장 규모도 커지고 있다. 고급차와 고성능차 수요가 늘면서 고부가가치의 제품 경쟁도 치열해졌다. 여기에 맞춰 국내 램프 기술의 현주소, 그리고 전망을 살펴봤다.

LED 헤드램프 모듈

초롱초롱한 눈빛에 똑똑하기까지

자동차는 앞뒤 좌우로 네 개의 눈(램프)을 갖고 있다. 여기에서 나오는 빛으로 전방 시야를 확보하고 후방 접근 차량에 신호를 전달, 안전을 확보하는 핵심 기능을 수행한다. 주행 중 차량의 안전을 지켜주는 필수 아이템이면서 패키징과 디자인에 따라 자동차의 첫인상을 결정하는 매우 중요한 심미적 역할도 한다.

램프의 기능이 다양해지고 기술이 발전하면서 자동차 회사들은 이전보다 자유롭게 스타일을 꾸밀 수 있게 됐다. 둥글거나 각진 정도로 획일적이었던 디자인의 램프가 날렵해지고 복잡한 형상을 하게 됐다. 그리고 똑똑해졌다. 사람의 눈처럼 주변 환경에 따라 능동적으로 움직이는 ‘풀 어댑티브 헤드램프’(AFLS)’는 주행 조건에 따라 램프의 각도와 밝기를 자동으로 조절한다.

상향등을 자동으로 켜고 끄면서 상대 차량 운전자의 눈부심을 줄여주는 하이빔어시스트(HBA)도 똑똑한 램프의 기능 중 하나다. 램프의 진화는 여기서 멈추지 않았다. 현대모비스가 국내 최초로 실제 차 실험을 마치고 개발 완성 단계에 있는 ‘어댑티브 드라이빙 빔’(ADB)은 지능형 램프의 미래를 밝힐 기술이다.

ADB는 야간 주행 때 상시 하이빔 상태를 유지하다 차량 전방이나 반대편 차선에 상대 차량이 나타나면 상대 운전자의 눈부심을 막아주는 기술이다. 카메라 센서가 차량을 인식하고 상대 운전자의 눈부심을 발생시키는 부분만 선택적으로 어둡게 만들어주었다가 차가 지나가면 다시 점등되는 기술이다. LED의 선택적 점소등으로 작동하면 ‘매트릭스 빔’이 된다. 매트릭스 빔은 여러 개의 LED가 모여 하나의 광원을 형성한다. 

LED를 개별적으로 점소등할 수 있는 기술이 핵심이다. 최근 주목받고 있는 LED는 전류를 넣으면 빛을 내는 반도체로 구성된 램프로 수명이 1만 시간 이상이나 된다. 할로겐이나 HID 등 기존 광원보다 전력 효율이 높은 친환경 광원으로 최근 가장 폭넓게 사용된다. 또 광원 자체의 부피가 작아 소형화에 쉬워 화려한 램프 디자인 구현도 가능하다. 국내에서는 현대모비스가 매트릭스 빔 시제품 개발을 이미 완료했고 차량 적용과 상용화를 위해 기술 완성도를 높이는 중이다.

3D 이미지 리어램프

레이저, OLED, 3D까지 진화하는 램프

현대모비스와 국내 부품사들이 최근 가장 많은 공을 들이고 있는 분야는 차세대 광원으로 꼽히는 레이저 헤드램프다. 레이저 헤드램프는 레이저의 직진성을 이용한 고성능 하이빔으로 운전자의 원거리 가시거리를 증대시키고 슬림한 디자인으로 헤드램프의 상품성을 높일 수 있는 장점을 갖고 있다.

빛을 직선으로 뽑아내는 레이저는 기존 할로겐등이나 HID 램프보다 가시거리를 획기적으로 늘릴 수 있다. 상향등 기준으로 레이저 광원을 이용하게 되면 250m 이상의 전방 시야를 확보할 수 있다. 할로겐등보다 70% 이상, HID 대비 50% 이상 가시거리가 늘어난다.

레이저 헤드램프는 고속 주행 시에만 동작한다. 여기에 전방 카메라로 상대 차량을 인식해 운전자 눈부심을 방지하는 기능이 포함된다. 현대모비스는 또 고성능 LED 광원을 이용해 레이저 효과를 낼 수 있게 하는 램프 시스템도 개발하고 있는 것으로 알려졌다.

고가의 레이저 대신 LED를 이용해 운전자 가시거리를 레이저 수준으로 확보하는 것이 기술의 핵심이다. 현대모비스에 따르면 차세대 리어램프에 OLED 광원을 이용한 기술 개발도 진행 중이다. TV 디스플레이 등에 많이 쓰이는 OLED는 발광이 우수하면서도 발열량이 적고, 눈부심이 덜하면서도 원하는 형상대로 디자인할 수 있는 장점이 있다.

매트릭스 헤드램프

기존 OLED보다 휘도, 수명, 내구 온도 등을 개선한 램프 시스템을 개발 중이다. 리어램프에 디자인적 요소를 더해 ‘3D 이미지’를 구현하는 기술 개발도 진행 중이다. ‘렌티큘라’로 불리는 두 개의 볼록한 렌즈를 사용해 좌우 눈이 리어램프를 인식하는 순간 3D 이미지를 통해 입체감을 느끼도록 하는 원리다.

이를 통해 차량 후면 램프에 독자적인 브랜드 정체성을 전달하는 효과를 기대할 수 있다. 한편, 최근 자동차 램프 분야는 자기 브랜드만의 정체성을 부각하기 위해 독창적인 이미지와 스타일링 경쟁이 치열하게 진행되고 있다. 현대모비스 관계자는 “향후 자율주행차시대에 운전자 안전과 편의를 향상할 수 있는 램프 개발 및 고급차 사양에 적용되는 고가의 램프 시스템 대중화를 위한 기술 개발에 역량을 집중하고 있다”고 말했다. 

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