[독서신문] 자동차 헤드라이트란 운전자의 입장에서는 야간 운전 시 보행자와 장애물을 파악하고 맞은 편 차량 운전자나 보행자 입장에서는 마주 오는 차량을 인지시키기 위한 필수 장치이다. 최근에는 주간에도 헤드라이트를 켠 상태로 운전하도록 해 교통사고를 줄이는 데 큰 역할을 하고 있다. 이러한 헤드라이트가 전통적인 전구램프의 구조로부터 LED 헤드라이트, 레이저 헤드라이트로 변화하면서 조향 가변형 헤드라이트, 선택적 조명 및 동적 조명과 같은 지능형 헤드라이트가 등장했다. 반면 고성능 헤드라이트는 방열문제, 눈부심, 안정성 및 내구성 문제를 야기해 정밀하고, 융합적인 연구가 필요로 하게 됐다.

최초의 자동차인 1886년 벤츠 페이턴트 모터카에는 가스 등불을 이용한 헤드라이트가 장착됐다. 이후 교통량의 증가와 차량성능의 향상으로 헤드라이트의 중요성이 부각됐다. 특히 빛을 멀리 보내기 위해 반사경의 디자인이 더욱 복잡해졌고 현재에 이르러서는 프로젝션 렌즈를 통한 대칭형 반사경이 주로 사용되고 있다. 이와 더불어 자동차의 전면 디자인 또한 비약적으로 발달해 현재의 헤드라이트는 야간주행 시 조명의 역할을 넘어서 각 제조사를 대표하는 디자인 이미지로 자리잡았다.

또한 가스 불꽃에서부터 시작한 헤드라이트의 광원은 전구의 개발과 함께 발전해 1970년대에 이르러서는 필라멘트의 성능을 높인 할로겐 헤드라이트가 등장했다. 이후 1990년대에 제논가스를 이용한 HID 헤드라이트가 개발되면서 고성능 헤드라이트 시대가 시작됐다. 현재는 친환경, 고효율의 LED 헤드라이트까지 대중화돼 있고, 앞으로는 운전자의 안전 및 편의를 위한 다기능의 헤드라이트 기술까지 보편화될 것이다. 반면, 헤드라이트의 고성능화에 따라 상대 운전자의 시야방해 및 눈부심으로 인한 문제가 점차 증가하고 있다. 이에 따라, 헤드라이트의 개발 시 광도, 배광분포 및 색 좌표 등의 엄격한 기준이 요구되고, 고급화된 개발 기술과 연구를 필요로 하게 됐다.

미래의 자동차 헤드라이트는 레이저 광원을 이용해 가시거리를 비약적으로 증가시킬 뿐만 아니라, 광원 크기의 축소로 인해 자동차 디자인의 자유도 및 전방충돌 안전성이 증가할 것이다. 특히, 초소형 광학계, 고효율 형광체, 고성능 냉각 시스템 및 지능형 헤드라이트의 연구개발을 통해 새로운 형태의 헤드라이트가 등장할 것이다. / 이선규 광주과학기술원 기전공학부 교수