자동차의 눈, 헤드램프(Headlamp)의 진화 – LG 공식 블로그
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자동차의 눈, 헤드램프(Headlamp)의 진화

작성일2018-07-24

한 사람의 인상을 결정짓는 가장 핵심적인 요소는 무엇일까요? 키, 체형, 머리 스타일 등 다양한 특징들이 그 사람의 인상을 좌우할 수 있겠지만, 사람의 인상을 결정짓는 가장 큰 요소 중 한 가지는 바로 ‘눈’입니다. 비슷한 체형과 스타일, 옷을 입은 사람이라도 눈매나 눈썹, 눈동자의 크기와 색 등이 다르면 이국적인 느낌을 주기도 하고 심지어는 다른 사람으로 보이기까지 합니다.

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자동차도 이와 마찬가지인데요. 차량의 인상을 결정짓는 가장 중요한 요소 중 한 가지인 차량의 ‘눈’은 바로 ‘헤드램프(headlamp)’입니다. 헤드램프의 디자인에 따라 같은 차종, 동급의 차량이라도 전혀 다른 인상을 주기 때문에 많은 자동차 제조회사들이 자신들의 브랜드 아이덴티티를 형성하고 전달하기 위해 헤드램프 디자인에 큰 노력을 기울이고 있습니다.

오늘은 바로 이 헤드램프의 기능과 발전, 그에 따른 헤드램프 디자인의 변화와 미래 헤드램프의 모습에 대해 알아보도록 하겠습니다.

자동차 헤드램프의 정의와 기능

자동차 헤드램프(headlamp) 사전적 의미를 찾아보면, ‘야간에 자동차가 안전하게 주행하기 위해 전방을 조명하는 램프’라고 정의되어 있습니다. 주행을 위해 끊임없이 시각 정보를 확보해야 하는 운전자에게 시야가 좁아지는 야간은 상대적으로 주간보다 위험할 수 밖에 없는데요. 주행 시 시야 차단으로 인한 위험 요소를 줄여주는 것이 바로 헤드램프의 본연적 기능입니다.

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또한 운전자 자신의 안전을 위한 기능뿐만 아니라, 도로 위의 다른 차량들이나 보행자들에게 차량의 위치를 알려주는 기능 또한 수행합니다. 이렇듯 헤드램프는 주행 안전에 있어 매우 중요한 역할을 수행하기 때문에 그만큼 차량 설계에 있어 필수적인 부품이며, 많은 기술적인 발전과 진화를 거쳐왔습니다.

마차의 램프에서 LED 헤드램프까지

야간에 시야를 확보해 준다는 점에서 볼 때, 최초의 헤드램프는 마차에 달린 램프가 그 시초가 아닐까 생각해 볼 수 있습니다. 실제로 유럽의 마차들은 좌, 우 끝에 램프를 달아 보행자나 다른 마차들에게 마차의 폭을 알리기도 했다고 하니, 기능적으로는 요즘의 헤드램프와 동일한 역할을 수행한 셈입니다.

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전구가 발명된 이후, 차량 헤드램프는 점차 발전하여 오늘 날 우리가 알고 있는 모습으로 진화하게 되었는데요. 헤드램프는 크게 ‘빛을 반사하는 방식’‘광원의 종류’로 나누어 분류해 볼 수 있습니다.

빛을 내는 방식을 통한 분류

빛을 반사하는 방식으로 헤드램프를 분류할 때 크게 3가지로 나눌 수 있습니다.

① 실드빔(sealed-beam) 타입
초기의 헤드램프는 ‘실드빔 타입’이었습니다. 실드빔 타입은 헤드램프 전체가 하나의 큰 조명처럼 되어있는 형태로, 전면 커버 유리에 광학 패턴을 새겨 빛을 반사시키는 형태의 램프입니다.

실드빔 타입은 유리를 사용했기 때문에 무겁고, 크기가 크며 난반사가 심하다는 단점이 있었으며, 또한 원형, 사각형 등 단순한 형태로만 제작이 가능한데다 내부가 보이지 않고 전면에 광학 패턴을 노출시켜야 했기 때문에 디자인적으로도 매우 제약사항이 많았습니다.

② 리플렉터(reflector) 타입
이러한 단점을 보완한 것이 바로 ‘리플렉터 타입’ 헤드램프 였습니다. 리플렉터 타입은 전구 앞에 있던 광학 패턴이 새겨진 반사경(커버)을 전구 뒤로 보냈기 때문에 투명한 아크릴 커버를 사용하여 내부 구조를 보여줄 수 있었습니다.

바로 이 투명한 커버 때문에 리플렉터 타입을 클리어 타입 헤드램프라고 부르기도 합니다. 리플렉터 타입으로 헤드램프가 변화하면서 자동차 제조회사들은 차량의 디자인을 헤드램프에 좀 더 자유롭게 담을 수 있게 되었습니다.

③ 프로젝션(projection) 타입
이후 ‘프로젝션 타입’ 헤드램프가 나타나면서 헤드램프 디자인은 더욱 자유로워졌습니다. 프로젝션 타입 헤드램프는 빔 프로젝터와 같이 전구에서 나오는 빛을 렌즈를 통해 모아 투사하는 형태인데요. 렌즈에 따라 빛의 범위와 각도를 조절할 수 있어 불필요한 빛의 반사는 막으면서 원하는 대상에 대한 시인성은 훨씬 높다는 장점이 있습니다.

특히 렌즈의 크기가 작기 때문에 디자인 자유도가 매우 높아 좀 더 과감하고 독특한 헤드램프 디자인이 시도될 수 있었습니다.

0726_이구 헤드램프_3가지타입

빛을 내는 광원의 종류에 따른 분류

‘광원의 종류’ 또한 헤드램프의 발전에 많은 영향을 주었습니다. 초기에 전구가 아닌 아세틸렌가스에 직접 불을 붙여 사용하던 헤드램프에서 1960년대 백열전구 헤드램프로 발전하였고, 그 이후에는 백열전구보다 더 밝은 빛을 낼 수 있는 할로겐 헤드램프가 개발되어 1990년대까지 사용되었습니다.

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1990년대에 들어서는 전극에 전류를 흘려 방전을 일으키는 형식인 제논(HID) 헤드램프가 개발되어 더 밝고, 빠르고 오래가는 헤드램프의 발전을 이루었습니다. 2000년대에는 LED가 헤드램프의 새 광원으로 주목받기 시작했습니다.

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LED는 매우 작고, 밝고, 빠르며, 고효율에 반영구적이라는 장점이 있어 더 밝고 효과적인 광원을 필요로 하는 헤드램프에 매우 적합한 소재였습니다. 또한 LED의 작은 크기 덕분에 다양한 디자인의 헤드램프들이 만들어졌고, 이러한 디자인적인 다양성은 자동차 제조회사들이 차량에 자신들만의 인상, 즉 아이덴티티를 부여할 수 있게 되는 계기가 되었습니다.

보조 눈에서 소통하는 ‘자동차의 눈’으로

빛을 내 시야를 확보하는 조명으로써의 기능 외에도 헤드램프의 새로운 기능들 또한 생겨나고 있는데요. 미래에는 자율주행이 보편화될 것으로 예상되면서 헤드램프는 더 이상 운전자의 시야를 확보하기 위한 ‘보조 눈’이 아닌 자동차 스스로 도로 상황을 파악하고 주행하기 위한 ‘자동차의 눈’으로 진화하고 있습니다.

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더욱이 광원의 크기가 매우 작아졌기 때문에 수십 개 이상의 광원을 각각 조정하여 실제 운전자나 자동차가 보고자 하는 위치에만 빛을 보내는 기술이 정교하게 발전하고 있으며, 나아가 많은 수의 광원을 픽셀과 같이 활용하여 차량 전방에 특정 기호나 모양을 그려내는 기술도 개발되고 있습니다.

이러한 기술을 통해 운전자에게 메시지를 주거나, 차량 외부의 보행자에게 의사를 전달하는 소통의 기능도 미래의 헤드램프가 보여줄 모습입니다.

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최근 LG전자는 자동차용 핵심 조명 부품인 헤드램프 분야에서 세계 최고 수준의 기술력을 확보하고 있는 헤드램프 전문 제조회사인 ZKW를 인수했습니다. 이번 인수는 LG전자 인수합병 사상 최대 규모로도 많은 관심을 받았는데요. 자동차 전장 사업에서 차량용 조명 기술이 이렇게 그 가치를 높게 평가받는 이유는 무엇일까요?

헤드램프는 자동차에서 단순한 부품 이상으로 다양하고 중요한 역할을 담당합니다. 자동차 전체의 인상을 결정짓는 심미적인 기능에서부터 야간 주행을 위해 시야를 확보하고, 다른 차량이나 보행자에게 자동차의 위치를 알리는 안전의 기능, 그리고 헤드램프 기술의 발전으로 인해 미래에는 자율주행 차량의 의사를 전달할 수 있는 소통의 기능까지, 자동차 헤드램프의 중요성은 점차 더욱 커질 것으로 예상됩니다.

더욱 그 중요성을 주목 받고 있는 자동차 헤드램프, 앞으로 미래에는 어떻게 진화할까요? 그 무궁무진한 가능성이 더욱 기대됩니다.

이구 프로필

LG전자에서 자동차 GUI 디자인을 맡고 있습니다. 차량 내 인터랙션과 그래픽 디자인을 담당하고 있으며, 미래 기술에도 관심이 많습니다. 삶에서 멀리 있는 디자인이 아닌, 직접 느낄 수 있고, 공감할 수 있는 디자인 이야기들을 나눠보고 싶습니다.