베뉴의 영롱한 뒷태, ‘렌티큘러 렌즈’의 비밀

[송방섭(소방서)]

베뉴의 영롱한 뒷태, ‘렌티큘러 렌즈’의 비밀

현대자동차 베뉴의 뒷태에는 입체적이면서도 각도에 따라 다양한 패턴을 보여주는 LED ‘렌티큘러 렌즈’가 리어콤비네이션램프(이하 리어램프)에 세계 최초로 적용됐다. 이 렌즈에는 어떠한 기술이 숨어있을까.

2019/08/09   현대자동차                                         

                                                                                                                                                                                                                                                            

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자동차의 인상을 결정짓는 부위는 얼굴, 즉 전면부이다. 그러나 도로에서 함께 주행하는 다른 차의 운전자 시선이 가장 오래 머무르는 곳은 다름 아닌 앞서가는 자동차의 뒷모습이다. 특히나 후면부를 구성하는 핵심 요소 중 하나인 리어램프는 후방 차량에 제동 및 선회 상황을 알려주는 것과 같은 중요한 역할을 담당하기 때문에 무엇보다 까다로운 안전 기준을 만족해야 한다. 기능과 디자인, 두 마리 토끼를 모두 잡아야 한다는 이야기다.

베뉴의 단정한 뒷모습 속에 세계 최초로 자동차에 적용된 렌티큘러 렌즈가 돋보인다

렌티큘러 렌즈는 베뉴의 리어램프 위와 아래에 자리잡고 있다. 베뉴의 단정한 뒷모습 속, 렌티큘러 렌즈는 마치 마그마가 끓어오르는 듯한 강렬한 그래픽과 함께 움직이는 각도에 따라 달라지는 이미지까지 더해져 시선을 사로잡는다. 혹자는 작은 보석들을 흩뿌려 놓은 것과 같다고도 한다. 이 기술의 원리와 개발과정을 알아봤다.

베뉴 리어램프의 상하단에 자리잡고 있는 렌티큘러 렌즈

렌티큘러 렌즈의 구현 원리

앞서 말했듯이, 렌티큘러 렌즈는 입체감을 주면서도 보는 각도에 따라 이미지가 움직이는 듯 하는 느낌을 주는 방식의 렌즈다. 어릴 적 특수 코팅이 되어 있어, 보는 각도에 따라 여러 개의 이미지가 번갈아 나타나는 홀로그램 스티커를 떠올리면 이해가 쉽다.

그렇다면 이 렌티큘러 렌즈는 어떻게 시선에 따라 움직이는 듯한 효과를 만들 수 있었을까? 우리의 눈은 좌우 두 개로 이뤄져 있고, 덕분에 물체의 입체감과 원근감을 인지할 수 있다. 렌티큘러 렌즈는 이처럼 안구가 두 개인 특성을 이용했다.

렌티큘러 렌즈는 양안 시차(좌안과 우안의 시각 차이)를 통해 3차원 입체 이미지를 구현한다

렌티큘러 렌즈는 볼록한 형상으로 이루어져 있다. LED를 통해 램프에서 나오는 빛은 2차원 이미지 패턴을 거치는데, 이 볼록한 렌즈에 의해 굴절되고 좌측 눈과 우측 눈의 시야 각도의 차이를 통해 우리의 눈에는 3차원 입체 이미지로 구현된다. 2차원 이미지 패턴이 렌즈의 볼록한 형상과 양쪽 눈의 시각 차이를 통해 일종의 착시현상을 일으키는 것이다.

렌티큘러 렌즈 시트(Sheet) 제작 구조

렌티큘러 렌즈 시트(Sheet)는 렌티큘러 렌즈를 포함한 전체 모듈을 의미한다. 이 시트는 두께가 1.6mm에 불과한 박판 적층 구조로 이루어져 있으며, 리어램프 아웃터 렌즈와 LED 광원 사이에 장착된다.

베뉴 리어램프 내부 구조. 가운데 엷은 황색 부분이 렌티큘러 렌즈 시트로 입체 효과를 내준다

LED를 점등하면 불빛이 렌즈를 통과하며 영롱한 빛을 내뿜는다

시트는 롤러를 이용한 렌즈 코팅, 박막 인쇄 및 NC가공 등 총 13개의 까다로운 공정을 거쳐 제작되며, 크게 네 개의 요소로 나눌 수 있다.

첫 번째는 시트의 핵심이라고 할 수 있는 렌티큘러 렌즈와, 이를 보호하는 역할을 하는 보호필름이 있다. 보호필름, 접착층 등을 제외한 렌즈의 자체 두께는 평균 머리카락 두께의 4분의 1정도인 0.025mm에 불과할 정도로 얇아 사람의 눈으로는 보기 어렵다.

그리고 그 밑에는 렌즈의 디자인 구현부인 2D 이미지 패턴이 있고, 그 아래에는 패턴 이미지를 선명하게 하기 위해 두께를 다르게 인쇄하는 흑색 잉크층(두꺼울수록 빛의 투과율 감소)과 후면을 보호하기 위한 보강 인쇄층이 있다.

렌티큘러 렌즈 시트는 크게 네 가지 요소로 구분할 수 있다

자동차 램프에는 세계 최초 적용

렌티큘러 기술은 광고판이나 3D디스플레이 관련 기술로 사용된 적은 있지만, 자동차 램프에 적용한 것은 베뉴가 세계 최초이다. 콘셉트 및 선행개발(바디선행개발팀), 설계(라이팅비전설계팀), 그리고 디자인(현대외장디자인3팀)에 이르기까지, 관련부문의 유기적인 협업으로 탄생했다.

먼저, 리어램프는 후방에 제동 상황 등을 알리는 기본 기능이 매우 중요했기 때문에 배광 평가(광원으로부터 나오는 빛의 분포 상태)를 비롯한 자동차 램프의 까다로운 평가 기준을 충족해야 했다. 덧붙여 렌티큘러 렌즈의 자동차 램프 적용 전례가 없었기에, 렌티큘러 렌즈에 맞는 새로운 평가 기준도 수립했다. 입체감이 구현되는 거리와 각도 등이 그러한 것들이다.

개발 중 많은 어려움도 있었다. 개발 담당자는 "입체감과 추종성을 동시에 구현하는 것이 특히 어려웠다"고 이야기한다. 입체감은 정지된 자세로 렌즈를 바라볼 때 얼마나 입체감 있게 보여지는지에 대한 정도이고, 추종성은 이동하면서 렌즈를 바라볼 때 패턴의 흐름이 얼마나 자연스러운지에 대한 정도를 의미한다. 입체감과 추종성은 볼록한 렌티큘러 렌즈의 높이과 간격에 의해 결정되는데 서로 상충하는 관계여서 균형을 맞추는 것이 매우 힘들었다. 하지만, 3년의 개발기간 중 반복된 수많은 테스트와 실패를 거듭한 끝에 모든 법규를 만족하면서도 아름다운 입체 효과를 만들어내는데 성공했다.

패턴 디자인은 디자인 부서가 담당했다. 무작위 패턴인 듯 하지만 디자인을 선정하기 위해 관련부문 간 고심을 거듭했고 결국 삼각형, 원형, 별 모양이 이리저리 얽혀있는 독특한 디자인을 만들어 냈다.

렌티큘러 렌즈의 이미지 패턴 디자인은 삼각형, 원형, 별 모양이 얽혀있다

현대차 SUV 패밀리의 막내인 베뉴는 소형 세그먼트의 특성상 고급감을 올리는데 한계가 있다. 하지만 연구원들의 노력을 통해 베뉴는 원가 상승은 최소화하면서 디자인적인 효과는 극대화할 수 있는 렌티큘러 렌즈를 적용해 남다른 ‘뒷태’를 가질 수 있게 됐다.