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[오토저널] 지능형 램프 기술 발전동향 및 전망

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글 : 오토저널(ksae@ksae.org)
승인 2019-08-02 09:27:45

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자동차 램프 역사
자동차 램프는 단순히 자동차가 있음을 알리는 기능에서 시작하여, 상황과 환경에 따라서 스스로 판단하고 운전자에게 최적의 시야를 제공하는 똑똑한 램프로 발전하고 있다. 1865년 영국 빅토리아 여왕은 자동차 교통 규제법 적기조례를 발표했다.

“자동차는 일몰 1시간 후부터 이튿날 일출 1시간 전까지 등불을 켜고 다녀야 한다”
이때부터 자동차에는 등불이 장착되었고, 1898년 백열등, 1962년 할로겐, 1991년 HID, 2004년 LED, 최근에는 Laser까지 발전하고 있다. 그 동안은 ‘더 멀리 더 밝게’ 보기 위해서 발전했다면, 최근에는 도로 위의 다른 운전자들과 보행자들의 안전까지 생각하면서 운전자의 시야를 최적화하는 방향으로 기술이 진화하고 있다.


지능형 램프 기술 동향
‘과해도 문제, 부족해도 문제’ 나뿐만 아니라 다른 운전자와 보행자의 안전을 책임져야 하기에 램프는 상황에 따라서 예민하고 정확하게 작동해야 한다. 지능형램프는 상황을 정확하게 판단하기 위해서 카메라의 영상정보로 주변을 판단하고, 차량의 속도, 스티어링 각도, 전고, 조도 등의 차량의 내부 정보와 레이더 네비게이션 정보 등의 주행환경에 대한 정보를 융합하여 현재 상황을 판단하고 적절한 타이밍으로 빛을 제어한다.


●Bending Light
코너링시에 회전방향으로 시야를 확보하기 위해서 회전방향으로 미리 빛을 보내서 운전자의 시야를 확보해주는 기술이다. 네비게이션 정보를 통해서 미리 주행경로를 예측하고 운전대의 회전각을 참고하여 적절하게 빛의 각도를 제어한다.


●High Beam Assistance
자동으로 상향등을 점소등 하는 기능이다. 마주 오거나 앞서가는 차량을 인식하고 상향등을 자동으로 하향 전환해서 어두운 도로에서도 상호간 시야를 확보할 수 있는 기술이다.

 

●Adaptive Driving Beam
ADB는 앞서 소개한 HBA보다 좀 더 진보한 기술이다. HBA는 차량이 발견되면 하이빔을 소등했지만, ADB는 차량이 있는 위치에만 빛을 차단하고, 차량이 없는 나머지 부분은 밝게 비추어 운전자에게 최대한의 시야를 제공하는 기술이다. ADB는 크게 Swivel Type과 Matrix Type이 있다.

 

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•Swivel Type
스위블 액츄에이터로 램프를 회전시켜서 빛을 가공하는 타입이다. 만약 왼쪽으로 마주오는 차량이 발견되면 왼쪽 램프를 왼쪽으로 돌려서 마주오는 차량의 눈부심을 방지한다. 액츄에이터로 구동하는 방식이기 때문에 마주오는 차량이 지나간 후에, 램프가 원래 위치로 돌아오는데 약간의 시간이 필요하다.


•Matrix Type
LED Array를 이용하여, 기계적인 움직임 없이 필요한 부분만 빛을 점소등하는 기술이다. 전기적으로 동작하기 때문에 반응 속도가 빠르고 여러개의 암부를 형성할 수 있다. 현재는 84개의 LED를 사용한 Matrix기술이 상용차에 장착되었고, 더 많은 LED를 사용하여 세밀한 빛 제어를 하는 방향으로 기술이 발전해 나가고 있습니다.


•Pixel Light
Matrix타입에서 좀더 발전된 기술로서 고해상도 램프를 Pixel Light로 구분할 수 있다. 1,000pixel 이상의 해상도를 가지기 때문에 보다 정밀하게 ADB을 구현할 수 있고, 이미지 형태의 빛을 생성할 수 있다. 예를 들면, 도로에 횡단보도나 진행방향을 표시하여 보행자와 다른 차량과 직접 소통할 수 있다. 이를 구현하기 위해서 다음과 같은 기술들이 검토되고 있다.

 

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① LCD 패널을 사용하여 고해상도를 구현하는 방법이다. LCD 패널을 이용하기 때문에 30,000pixels 이상의 해상도가 가능하다.
② Laser MEMS : 레이저를 MEMS Mirror에 반사시켜서 픽셀 위치를 조정하고 형광체를 통과시켜서 백색광을 만들어 내는 방식이다. MEMS Mirror로 레이저 반사를 조정하여 픽셀을 하나씩 조사하는 방식으로 CRT모니터와 비슷한 원리이다.
③ DMD : 직사각형으로 배열된 800만개 이상의 마이크로미러로 이루어진 칩에 빛을 반사시켜서 원하는 이미지를 만드는 방식이다. 마이크로미러는 광원쪽으로 기울어지거나(켜짐), 멀어지는(꺼짐) 방식으로 픽셀을 on하여 밝고 어두움을 표현하고 고해상도도 구현할 수 있다.
④ u-AFS : 1,024개 이상의 LED Chip을 어레이를 이용하는 방식이다. LED 광원을 직접 이용하는 방식으로 MEMS나 LCD에 비해서 신뢰성이 높고, 양산 가능성 측면에서 장점을 가지고 있다.


미래기술 전망
램프는 더 밝은 빛을 제공하는 방향으로 발전해 왔지만, 최근에는 밝은 빛을 이용해서 운전자에게 최적의 시야를 제공하고, 다른 차량과 보행자의 안전까지 책임지는 지능형으로 진화하고 있다. DVN Report에서는 2025년까지 ADB기술이 25% 이상의 점유율을 보일 것으로 예측하고 있지만, 현재 시장 상황은 예상보다 더 빠르게 ADB가 채택되고 있다.


모비스 개발 방향
현대모비스는 2011년 국내 최초로 K9 차종에 Full LED 헤드램프를 양산 적용한 바 있다. 최근 LED 가격이 낮아짐에 따라 현재 대부분의 양산 차종에 LED 광원을 적용한 램프시스템을 개발하고 공급하고 있다. 현대모비스는 향후 자율주행차 시대를 대비해 운전자 안전과 편의를 향상시킬 수 있는 램프 개발 및 ADAS 센서와의 기술연동을 통한 지능형 램프시스템 개발 등 램프 신기술 개발에 역량을 집중할 계획이다. 

 

글 / 이혁민 (현대모비스)

출처 / 오토저널 2018년 9월호 (http://www.ksae.org)  

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