국내 연구팀이 해외 수입차와 비슷한 최대 빔 도달거리 600m 이상의 레이저·발광다이오드(LED) 하이브리드 전조등(헤드램프)을 국산화했다. 국내뿐만 아니라 해외진출 교두보를 확보했다.
한국광기술원(원장 신용진)과 컨소시엄 업체인 에이엠에스·에이테크솔루션·대주전자재료와 공동 연구를 통해 세계 최고 수준의 빔 도달거리를 만족하는 레이저·LED 하이브리드 헤드램프를 국내 최초로 국산화하는 데 성공했다고 12일 밝혔다.
광기술원은 산업통상자원부 전자시스템산업 핵심기술개발사업 지원으로 LED 헤드램프에 3와트(W) 레이저다이오드(LD)를 결합한 형태로 차량 전방 600m 이상까지 고광도 빔을 비추는 세계 최고 수준의 성능을 확보했다.
현재 해외 선진사 상용화 제품의 최대 빔 도달거리는 BMW X6 500m 이상, 아우디 R8 최대 600m, 랜드로버 레인지로버 500m 이상, 벤츠 S-class 최대 650m 등으로 이번 개발 제품보다 성능이 낮거나 동일한 수준이다.
그동안 레이저 헤드램프는 해외 선진사 위주로 상용화됐으며 국내에서는 기술 개발 수준에만 머물러 상용화된 제품은 전무한 실정이다.
광기술원은 컨소시엄 업체와 유기적인 협업으로 레이저용 형광체부터 모듈, 유닛, 시스템까지 일체의 상용화 기술을 확보했다. 세부적으로 △고집적화된 청색 파장의 레이저를 백색광으로 변환하는 고효율 고신뢰성 형광체와 안정적인 LD 구동을 위한 레이저 모듈 설계 및 제조 △집광 성능이 높은 초소형 광학계 설계 및 제조 △열 및 충격에 상대적으로 취약한 레이저 램프의 신뢰성 확보를 위한 램프 설계 및 제조 기술 등 차별화된 핵심기술을 확보함으로써 세계 최고 수준의 성능구현이 가능하였다.
연구팀은 향후 레이저 헤드램프의 상용차 적용과 디지털 마이크로 미러 디바이스(DMD)를 이용한 디지털 라이트 등 지능형 헤드램프의 신기술에도 적용 가능한 기술적 토대를 마련했다. 장거리 시인성 확보를 위한 고집광 배광제어 광학 기술은 앞으로 드론, 선박, 특수차량 등 다양한 미래 수송기기의 원거리 정밀 조명제품에 적용할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
기존 헤드램프 대비 고광도의 레이저 헤드램프가 지닌 장점으로 2025년까지 헤드램프 시장에서 레이저 헤드램프 점유율이 15% 이상으로 상승할 것으로 예상된다. 레이저 헤드램프는 좁은 면적에 빛을 집중시킴으로써 헤드램프의 광학계 크기를 줄여 디자인 자유도를 높일 수 있다.
또 초정밀 광학계 설계를 적용해 상대방 운전자 시야 방해를 최소화하면서 먼 거리에서도 차량 및 인체를 인지할 수 있도록 시인성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
정광현 한국광기술원 박사는 “레이저는 미래 상용차에 확대 적용될 차세대 광원으로, 향후 관련 기술의 중요도가 더욱 높아질 것으로 전망한다”며 “이번에 개발한 레이저·LED 하이브리드 헤드램프가 미래 자동차 부품 산업의 국산화 및 해외 진출의 토대를 마련하는 데 도움이 되길 기대한다”고 말했다.
광주=김한식기자 hskim@etnews.com
