자동차 헤드라이트(Head Light)와 테일램프(Tail Lamp), 브레이크 램프(Brake Lamp) 등과 같은 자동차 등화장치(Light Sytem)는 야간운전은 물론 악천후에서 안전운전을 위한 운전자의 시야확보는 물론 다른 운전자의 안전에도 중요한 역할을 하고 있습니다.
이러한 등화장치는 자동차가 처음 생겨났을 때부터 적용되기 시작한 이후 필라멘트 전구가 여전히 대중적으로 사용되고 있지만 기술의 발전과 자동차 라이트 시스템의 고급화 추세에 따라 할로겐 전구와 HID(고휘도 방전)램프를 비롯해 LED(발광다이오드) 헤드라이트, 레이저 헤드램프 등 새로운 광원이 지속적으로 등장하고 있는 추세입니다.
특히 LED 램프는 전력소모량이 적고 높은 시인성과 다양한 색상구현 능력으로 주로 자동차 실내 램프와 무드 램프, 스위치류 등 내장부품에 사용되었지만 점차 적용범위가 증가하면서 테일 램프(미등)와 브레이크 램프(제동등)를 통합한 리어 콤비네이션램프, 주간주행등(Daytime Runing Light) 등으로 널리 사용되고 있지요.
최근에는 일부 고급차를 중심으로 헤드라이트에도 LED 광원을 적용한 모델들이 점차 늘어나고 있습니다. LED 램프는 일반적인 제논 헤드램프보다 밝기는 조금 낮지만 에너지 소비가 적어 0.2~0.5%의 연비개선 효과를 얻을 수 있습니다. 또 이산화탄소 배출량이 적고 10만 시간에 달하는 반영구적 수명 그리고 최대 150m까지 비출 수 있는 긴 조사거리를 갖추고 있죠.
할로겐 램프나 제논 램프가 점등 후에 최고 휘도에 이를 때까지 일정한 시간이 필요한 반면, LED 램프는 순간적으로 최고 휘도에 이르기 때문에 자동차가 터널에 들어가는 경우 진입 직후부터 충분한 밝기를 얻을 수 있는 것도 장점으로 꼽힙니다.
이와 더불어 색 온도가 높고 태양광에 가까워 빛이 조사되는 부분의 주변부를 어둡게 느끼는 현상이 적기 때문에 야간주행 때 장애물을 인식하기도 쉽지요. 그러나 발열이 심해 별도의 냉각장치가 필요하고 가격이 비싼 것이 단점입니다.
레이저 헤드램프 또한 최근 새로운 광원으로 주목받고 있는 기술입니다. 레이저 헤드램프는 빛의 직진성이 뛰어나 250m에서 최대 500m 앞의 물체를 구별할 수 있는 것이 특징이지만 워낙 고가이다 보니 아직은 일부 고급차에만 적용되고 있는 추세입니다. 고가의 레이저 헤드램프 대신 LED 헤드램프를 개량해 레이저 헤드램프 수준의 가시성을 제공하는 기술도 대중화되고 있습니다.
매트릭스 LED(Matrix LED) 또는 멀티빔 LED(Multi-beam LED)라고도 불리는 이 기술은 수십에서 백여 개 가까운 LED 모듈을 개별적으로 제어함으로써 야간 주행 때 반대편 운전자의 시야를 방해하지 않으면서 운전자의 안전한 주행을 도와주는 것이 특징입니다.
기존 고급차에 적용되고 있는 하이빔어시스트(HBA)의 경우 상향등을 켜고 운전할 때 마주오는 차가 있을 경우 자동으로 상향등과 하향등으로 자동으로 변환시켜주지만 매트릭스 LED의 경우 반대편 차량의 움직임과 선행차량의 움직임을 최대 8대까지 감지해 마주오는 차량에 대해서는 불빛을 적게 비춰줍니다.
뿐만 아니라 전방 차량 운전자의 눈부심을 줄여줌과 동시에 다른 운전자의 시야는 더욱 밝고 넓게 비춰주는 등 보다 능동적인 제어가 가능합니다. 코너링 때 사람의 눈처럼 스티어링 휠을 꺾는 방향에 따라 램프의 조사각이 바뀌는 풀 어댑티브(AFLS) 헤드램프 기능도 제공하지요.
이외에도 전방카메라와 라이다 센서 및 GPS 신호, 내비게이션정보 등을 종합해 고속도로나 한적한 구간에서는 하향등의 조사범위를 더욱 길게 늘려주거나 상향등을 자동으로 작동시키고, 안개 등 악천후일 때는 하향등의 조사범위를 기존보다 넓혀줘 시야확보를 보다 용이하게 해 줍니다.
가로등이 많은 도심주행에서는 전방 조사거리보다 좌우 조사범위를 넗혀 보행자나 자전거 운전자 등 돌발적인 운전상황을 더욱 쉽게 식별할 수 있도록 해주지요. 차량 전방에 충돌위험이 있는 보행자가 있을 경우 개별 LED가 보행자에게 세 번 연속 라이트를 점멸해 보행자에게 위험신호를 알려주기도 합니다.
이러한 매트릭스 LED는 OLED 기술과 커넥티비티(Connectivity) 기술이 접목되면서 시각적인 정보를 전달을 통해 주변 차량 또는 보행자와 커뮤니케이션 하며 안전정보를 공유하는 등 안전기능을 더욱 극대화하고 있습니다. 또한 엔터테인먼트 기능으로 까지 확대되며 운전자와의 교감을 나누는 일이 가능해질 전망입니다.
아우디는 최근 전기 SUV 모델인 Q4 e-트론의 매트릭스 LED 시스템에 운전자의 취향에 따라 LED 디자인을 4가지 모양으로 바꿀 수 있 디지털 라이트 시그니처를 세계 최초로 적용했습니다. 운전자의 기분이나 취향에 따라 자신만의 개성을 표현할 수 있게 된 것이지요. 리어콤비네이션 램프 역시 차에서 내리거나 도어를 열면 ‘집에 도착했을 때와 집을 나설 때' 점등방식이 달라집니다.
그런가 하면 A6 e-트론 콘셉트는 도어를 열면 도어 아랫쪽 지면에 빛을 조사해 다양한 언어로 환영의 인사를 전하거나 자전거 등을 경고하기 위해 경고 심볼을 표시해 줍니다. 이와 함께 배터리를 충전하거나 잠시 시간적인 여유가 있을 때 벽면을 마주보도록 주차하면, 비디오 게임을 벽면에 조사해 게임을 즐기면서 시간을 보낼 수도 있습니다.
디지털 매트릭스 LED 헤드라이트를 통해 차량 옆 혹은 앞에서 수 미터에 걸쳐 펼쳐지는 게임을 확인하거나 스마트폰을 사용해 게임을 즐길 수 있는 것이지요. 메르세데스-벤츠의 더 뉴 S-클래스 디지털 라이트 시스템은 고해상도의 OLED 헤드램프를 통해 차량 전방에 내비게이션의 주행가이드는 물론 도로상태나 교통정보와 관련된 다양한 기호를 투사해 줌으로써 운전자는 물론 주변 차량 운전자에게도 다양한 안전정보를 제공해 줍니다.
또한 A6 e-트론 콘셉트처럼 헤드라이트를 통해 벽면에 영화 등 각종 동영상을 투사해 볼 수 있는 프로젝터 기능도 즐길 수 있기도 합니다. 야간에 전방 시야를 확보하기 위한 조명의 역할에 그쳤던 헤드라이트가 기술적 진화로 도로와 교통, 안전 정보를 제공하고 즐길 수 있는 다양한 기능을 발휘하는 수단으로 역할이 확대되고 있는 겁니다.