[알아봅시다] 자동차 헤드라이트 어떻게 발전해왔나

입력 2017-11-26 18:00

백열등서 LED로 진화 … 시야 확보 위해 광량 비약적 증가
20세기초 백열등 대중적으로 이용
1960년대 좀 더 밝은 할로겐 등장
1990년대 HID로 전력소모량 줄여
2007년 LED로 디자인 한계 극복
2015년 일부 차량에 레이저 장착
현대모비스서 'ADB 시스템' 개발
사고예방 돕는 스마트기술로 발전

[알아봅시다] 자동차 헤드라이트 어떻게 발전해왔나 — 현대자동차 코나의 LED 헤드램프 현대모비스 제공

어둠을 밝히고 운전자의 또 다른 눈이 되어주는 헤드라이트는 안전에 직접적인 영향을 끼치는 부품인 동시, 자동차 외형을 돋보이게 하는 디자인 요소로도 중요한 역할을 담당합니다. 자동차의 눈 역할을 하는 헤드라이트는 백열등을 거쳐 LED까지 눈부신 변화를 거쳐왔습니다. 자동차에 적용된 순서는 할로겐(1967년)→HID(고휘도가스방전·1991년)→LED(발광다이오드·2007년)→레이저(2015년) 순입니다. 헤드라이트는 단순히 길을 비춰주던 역할에서 이제는 사고를 예방하는 스마트기술로 발전하고 있습니다.

◇20세기를 대표하는 백열등과 할로겐= 차량에 장착된 배터리 힘으로 빛을 내는 백열등은 20세기 초까지 헤드라이트로 가장 많이 사용됐습니다. 가격이 저렴하고 전력 소모는 적지만, 내구성이 떨어지고 야간 주행을 하기엔 광량이 부족했습니다.

이 때문에 운전자들을 보다 밝은 빛을 찾았고, 1960년대에 할로겐 등이 등장했습니다. 할로겐등은 유리구 안에 할로겐 물질을 주입해 텅스텐의 증발을 억제한 램프입니다. 기존 백열 전구에 비해 더 환한 빛을 내면서도 수명이 길고 크기도 작고 가벼워서 자동차 헤드라이트, 무대조명, 인테리어 램프 등의 광원으로 널리 사용됐습니다.

할로겐등은 광량과 기능에 따라 'H + 숫자' 조합 형식으로 표기합니다. 1960년대 초반에는 H1이 여러 차종에 폭넓게 사용되었고, 1990년대 이후부터는 H1과 H3이 안개등과 주행등으로 사용되고 있습니다.

다만 열 때문에 에너지 낭비가 크다는 단점이 있었습니다. 1990년대에는 이를 보완한 기술인 HID가 등장하게 됩니다.

◇한층 밝아진 HID= HID는 발광 관 내 방전에 의해 빛을 발산하는 램프입니다.

할로겐등과 비교하면 전력 소모는 40% 정도지만, 밝기는 3배 이상 수명은 5배 이상입니다.

무엇보다 HID 헤드라이트 빛은 상당히 밝기 때문에 야간 시야를 압도적으로 개선하게 되었는데요. 오히려 지나치게 밝다 보니 건너편에서 오는 상대방 운전자의 눈을 부시게 하는 바람에 사고 확률을 높인다는 단점이 있습니다.

따라서 HID 램프를 장착한 차량은 광축을 자동으로 조절하는 장치를 함께 장착해야 합니다.
◇디자인이 가능해 진 LED= LED는 전류를 넣으면 빛을 내는 반도체로 만든 램프입니다. 할로겐등보다 전력 소모가 절반 이하로 줄어들고, 수명은 약 1만 시간으로 반영구적입니다. 무엇보다 발광 시스템 자체의 부피가 작아 자동차의 거의 모든 면에 부착할 수 있습니다. LED를 사용하면서 자동차 헤드라이트의 디자인 제한이 사라지게 된 것도 이 덕분입니다.

아직 가격이 비싸고, 광원 한 개의 밝기에 한계가 있다는 단점이 있습니다.

◇가시거리가 뛰어난 레이저= 레이저는 최고급 프리미엄 차종에만 일부 적용되고 있습니다. 레이저 헤드램프는 푸른 빛을 내는 고출력 레이저 반도체를 여러 개 적용합니다. 레이저 빔을 황색 형광체에 투사하면 청·황색 조합으로 백색광이 만들어지는 원리입니다.

레이저 광원이 비추는 거리는 LED 광원의 두 배인 600ｍ에 달하며, 4배 이상 높은 밝기를 내기 때문에 두께 10㎜의 초슬림 디자인도 가능합니다. 다만 가격이 비싸고 에너지 효율이 외부 온도에 영향을 받는 부분은 극복해야 할 과제입니다.

◇사고를 예방하는 ADB= 어댑티브 드라이빙 빔(ADB)은 상시 상향등 상태로 운전하다가 건너 편 차선에 차가 나타났을 때 차량 주위로만 빛을 내보내 상대편 운전자가 눈이 부시지 않게 해주는 램프입니다.

운전자가 편하고 안전하게 운전할 수 있도록 해주고, 상대 차량의 눈부심을 방지하기 때문에 사고 예방에 도움이 됩니다.

현대모비스가 개발한 이 시스템은 눈부심 없는 하향등과 운전자 시야 확보를 위한 상향등의 장점만 결합한 시스템으로, 카메라 센서가 차량을 인식하고 상대 운전자의 눈부심을 발생시키는 부분만 선택적으로 어둡게 했다가 차가 지나가면 다시 원래대로 돌아가는 방식입니다.

최용순기자 cys@dt.co.kr

도움말=현대모비스

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