레이저 라이트(Laser Light)는 레이저를 사용한 자동차 램프이다. 레이저 라이트는 차세대 자동차 조명기술 및 안전장치이다. 레이저 헤드라이트는 전방 500m 앞까지 비출 수 있어 LED 헤드라이트보다 2배 정도 더 범위가 넓고, 3배 정도 밝기가 더 밝다. 다만 가격이 비싸고 에너지 효율이 외부 온도에 영향을 받는 부분이 극복해야 할 과제이다.
레이저 라이트는 LED 라이트보다 크기가 1,000배나 작지만 5배나 밝고, 2배 먼 거리인 600m까지 조사가 가능해 차세대 조명 기술로 주목 받고 있다.
2011년 9월, BMW가 LED 라이트보다 한발 앞선 기술인 레이저 라이트 기술을 탑재한 i8 컨셉트를 공개했다. 아우디도 2013년 12월 내구 레이싱카인 R18 e-트론 콰트로를 통해 레이저 라이트 기술을 공개했다. 아우디는 이후 2014년 1월에는 스포트 콰트로 레이저라이트 컨셉트(Sport Quattro Laserlight concept)를 통해 레이저 라이트의 양산 가능성을 밝히기도 했다. 그리고 2014년 4월, BMW보다 앞서 양산차 최초로 레이저 라이트 기술이 적용된 R8 LMX를 공개했다.
레이저 라이트는 레이저를 사용하지만 그 자체가 도로를 비추는 것은 아니다. 쉽게 말하면 형광등의 원리와 동일하다. 형광등은 내부에 자외선이 발생하면 형광물질과 반응하여 우리가 볼 수 있는 가시광선의 형태로 바뀌면서 빛을 내는 원리를 갖는다. 레이저 라이트 역시 레이저 광선이 형광 물질에 부딪쳐 밝은 빛을 만들어내는 구조인 것이다.
BMW i8의 경우 여기에 한가지 과정을 더 거친다. 형광물질을 통해 만들어진 빛이 일종의 반사판을 통한 뒤 도로를 비추는 것이다. 반사판을 거치게 되면 빛을 집중적으로 한 부위에 모으거나 퍼트리는 것이 가능해진다. 주행 상황에 따라 능동적으로 조명 범위를 조절할 수 있는 것이다. 아우디 역시 카메라 기반의 센서 시스템을 활용해 조명 패턴을 변화시켜 상대반 방해 없이 먼 거리를 밝힐 수 있다.
물론 이 형광 물질은 고성능의 세라믹 물질들로 구성돼 있다. 여기에 레이저를 사용하는 특성상 조명의 기하학적 특징, 적합한 재료의 선택, 제조과정 등 모두가 기존의 틀을 바꿔야 할 정도로 복잡하고 어려운 문제였다.
레이저가 형광물질과 만나면서 빛으로 전환되기 때문에 사람이나 물체에게 해를 가하는 일도 없다. 더 밝고 멀리 빛을 보낼 수 있는 조명기술일 뿐이다.
왼쪽부터 전조등, LED 헤드램프, 레이저 헤드램프.
광원으로 레이저를 사용하면 우선적으로 헤드라이트 모듈의 소형화가 가능해진다. 예를 들어 광도가 약 10만 칸델라(Candela) 정도를 갖는 할로겐 하이빔 헤드램프가 갖는 직경은 220mm의 크기를 갖는다. 하지만 동일한 빛을 레이저 라이트가 만들어낸다면 30mm면 충분하다. 레이저 라이트의 크기를 확대시키면 보다 높은 광도를 가질 수 있다는 것과 같은 뜻이기도 하다.
같은 빛을 보다 작은 램프에서 만들 수 있다는 것은 헤드램프 디자인의 자유도가 높아진다는 뜻이기도 하다. 이를 통해 각 제조사 마다 보다 뚜렷한 개성의 헤드램프 디자인이 가능해질 수 있다.
LED와 레이저 라이트의 공통점은 모두 반도체 기반의 광원을 갖는다는 것이다. 하지만 빛의 성격은 꽤 다른 편이다. LED 라이트는 조명 지점에서 멀어지면 멀어질수록 빛의 면적이 넓어진다. 옆으로 누워있는 콘 모양을 생각하면 된다. 빛의 면적이 넓어지면 단위면적당 영향을 미치는 빛은 적어진다. 결국 조명 지점에서 멀어지면 빛은 어두워지는 것이다.
하지만 레이저 라이트는 상당히 작은 표면에서 빛이 나온다. 그만큼 빛의 밀도가 높고 조명지점에서 멀어져도 빛의 면적이 크게 널어지지는 않는다. 덕분에 한층 더 넓은 지점까지 빛을 전달할 수 있다.
BMW i8의 경우 레이저 라이트는 LED보다 1,000배 작지만 5배 밝고 2배 먼 거리인 600m까지 조사가 가능하다. 아우디 R8 LMX는 레이저 다이오드의 크기가 0.3mm에 불과하며, 이론상 풀-LED 라이트의 상향등보다 2배 먼 거리를 밝힐 수 있다고 밝혔다.
물론 단점이 없는 것은 아니다. 레이저 라이트가 사용하는 레이저는 450nm의 파장을 갖는 블루 레이저다. 650nm 파장을 갖는 레드 레이저보다 집적도가 높지만 에너지 전환은 어렵다는 단점이 있다. 때문에 블루 레이저는 레드 레이저보다 열 손실이 크기 때문에 이에 맞는 냉각 시스템을 갖춰야 한다.
레이저 라이트는 현재 어떤 광원보다 휘도가 높다는 점이 특징이다. 매우 밝기 때문에 하향등보다 상향등에 적합한 성격을 갖는다. 이러한 이유로 인해 BMW와 아우디 모두 일반 조명은 LED를 사용하고 상향등에 레이저 라이트를 사용하고 있다. 레이저 라이트가 LED를 대체하는 것이 아니라 상호 보완적으로 각각의 장점을 살려내고 있는 것이다.
이러한 엄청난 기능 때문에 가격 또한 어마어마하다. BMW 레이저 라이트의 옵션 가격은 대략 810만원 정도로 웬만한 경차 한 대 값에 육박한다.
아우디의 매트릭스 레이저 시스템[편집]
아우디는 차세대 조명 시스템인 '매트릭스 레이저(Matrix Laser)' 시스템을 공개, 기존 상향등에만 사용했던 레이저 라이트 시스템을 일반 전조등에도 확대했다.
레이저 라이트의 강한 빛을 보쉬가 개발한 마이크로 반사경(Micro Mirror)을 통해 범위를 넓힌다. 기존 멀리 빛을 쏘는 상향등과 달리 넓은 시야를 확보할 수 있으며, 마주 오는 차량의 운전자에게도 피해를 주지 않는다. 또 매트릭스 레이저 시스템은 차량 속도가 높아질수록 빛의 범위를 좁히는 대신 멀리까지 빛을 보낸다. 특정 지역을 밝히거나, 어둡게 할 수도 있다.
아우디의 매트릭스 레이저 시스템은 지난 3년간 보쉬, 오스람 등과 공동으로 연구 개발됐다.
동영상[편집]
참고자료[편집]
- 〈전조등〉, 《나무위키》
- Nationalmotors, 〈빛의 길이 열린다. BMW 레이저 라이트.〉, 《네이버 블로그》, 2019-12-24
- 김선웅 기자, 〈'Tech Review' 더 멀리 더 밝게, 레이저 라이트〉, 《오토뷰》, 2014-11-03
- 이상원 기자, 〈경차 한 대 값과 맞먹는 BMW 신형 7시리즈 '레이저 라이트'〉, 《M투데이》, 2015-10-15
- 김상영 기자, 〈아우디, 차세대 조명 시스템 '매트릭스 레이저' 공개〉, 《모터그래프》, 2015-05-02
같이 보기[편집]
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