할로겐 LED 차이 - hallogen LED chai

차량 램프

할로겐/HID/LED + 레이저에 대해서 알아보자!

 이번에는 헤드램프의 광원의 종류에 대해서 글을 쓰려고 합니다. 예전에는 할로겐을 많이 사용했고 시간이 지나며 HID, LED가 헤드램프에 적용이 되어서 주로 이 3가지를 많이 사용하고 있습니다. 그리고 최근에는 BMW에서 세계 최초로 양산형 차량 i8의 헤드램프에 레이저를 사용한다고 말을 해서 몇 년이 지난다면 레이저도 많이 사용이 될 것으로 예상됩니다. 그러면 할로겐부터 어떤 것인지 설명을 드리겠습니다.

할로겐램프란?

<할로겐램프를 장착한 모닝>

 할로겐램프란 백열전구의 한 종류로서 유리구 안에 할로겐 물질을 주입하여 텅스텐의 증발을 더욱 억제한 램프입니다. 백열전구에 비해 더 밝고 환한 빛을 내면서도 수명이 오래 가며 크기도 작고 가벼워 헤드램프 뿐만이 아니라 무대조명, 인테리어 조명에도 많이 사용이되고 있습니다. 

 보통 전구는 불을 켜면 텅스텐이 증발하여 유리 내벽에 검게 달라붙지만 할로겐램프에서는 증발한 텅스텐이 할로겐원소와 화합한 뒤 고온에서 해리되어 필라멘트에 다시 붙는 반응을 되풀이합니다. 이 과정 덕분에 필라멘트의 수명이 오래가고 수명이 다할 때 까지 발기가 변하지 않는 모습을 보여줍니다. 여기서 수명이 길다고 말했는데 이것은 예전의 것들에 비해서 길다는 것이지 뒤에 소개하는 것들에 비하면 짧은 편입니다.

 할로겐램프의 장점으로서는 저렴한 가격과 고장시 교체가 편하다는 점이 있습니다. 그러나 단점으로는 수은 같은 유해 물질이 포함되어 있기 때문에 이산화탄소를 배출하게되고 최근 친환경을 추구하는 트랜드에는 조금 어긋나는 것으로 판단됩니다. 또 효율이 떨어지기 때문에 열 발생이 다른 종류의 광원들보다는 발생시키고 빛이 누런색을 띄기 때문에 시인성이 다른 광원들에 비해 부족하다는 점도 있습니다. 하얀빛이 나오는 것도 있는데 이를 위해서 파란코팅을 해서 하얀빛이 나오게도 합니다. 

HID램프란?

<HID 헤드램프를 장착한 투싼>

 HID램프란 High Intensity Discharge의 약자로서 고휘도방전 램프라고도 말합니다. 투명한 유리처럼 램프 안쪽을 볼 수있는 클리어렌즈를 사용해 헤드램프의 조사거리와 밝기를 향상시킨 것입니다. 투명 융해 수정이나 알루미늄 튜브에 쌓인 텅스텐 전극과 아크 등으로 발광하는 방식으로서 이 튜브에는 가스와 금속염이 충전되어 있어서 최초 점광을 촉진해줍니다. 전호가 발광을 시작하면 금속염을 가열하여 기회시켜 플라즈마가 생성되면 전구의 광도와 광량을 급증시키면서 소모전력은 저하시켜줍니다.

<HID램프와 할로겐램프의 밝기 비교>

 HID의 장점은 고전압 방전 원리를 이용하여 기존의 할로겐 램프에 비해서 소비전력도 적고 광도가 뛰어나고 조사거리가 길다는 것입니다. 그리고 필라멘트가 없어서 전극이 손상될 염려가 없고 전자제어장치가 있어 램프에 항상 안정된 전원을 공급해주고 밸러스트가 고압전원을 전극에 공급해 점등시간이 빠르다는 장점도 있습니다. 또 야간 또는 악천후에 운전을 할 대 전방 시야를 확보할 수 있고 빛이 자연광인 태양광과 비슷해 눈에 피로감을 주지 않기 때문에 많은 차종에서 사용을 하고 있습니다. 

<어떤 블로거가 불법 HID헤드램프에 당한 눈뽕>

 단점으로서는 가장 큰 문제는 상대방에게 눈부심을 준다는 것이 있습니다. 이렇기 때문에 HID 헤드램프는 순정차량 중 HID 옵션이 있는 차량에 한하여 구조변경을 신청해서 정식으로 허가를 받은 차량의 경우만 합법으로 장착을 할 수 있습니다. 또 다른 단점으로는 개인마다 차이가 있기는 하나 인터넷 댓글을 통해서 반응들을 보면 할로겐과 비교해서 시인성이 딱히 좋다고는 느낄 수 없다고 합니다.특히 안개나 비오는 날에는 할로겐보다 시인성이 좋지 않다는 평도 있었습니다. 그리고 구조가 좀 복잡하다는 점이 있습니다. 아무래도 구조가 복잡하면 램프를 설계하는 사람들이 원하는 디자인을 설계하는데 어려움이 있을 것이라 생각됩니다.

LED램프란?

<LED램프를 적용한 벤츠 CLS클래스>

 LED램프는 Light Emitting Diodes의 약자로서 발광다이오드램프를 뜻합니다. LED는 반도차 소자로 전류가 흐르면 빛을 내기 때문에 전기적인 신호를 빛으로 전환하는 것입니다. 예전에는 낮은 광량 때문에 브레이크 등과 실내조명등에 주로 적용되었는데 지금은 LED광원의 발전으로 고광량LED가 개발되어 헤드램프로 사용되고 있습니다. 

<LED를 이용하여 눈물, 눈꼽, 면발광, 써클아이를 작업한 K5>

 LED램프는 많은 장점을 가지고 있습니다. 첫째, 전력효율이 우수하다는 것입니다. LED헤드램프는 40W로서 기존 할로겐이 55~60W인 것에 비해서 적은데 이것은 엔진의 연료효율에도 영향을 미치고 있습니다. 보통 100W 정도의 전력효율은 연료효율을 1% 올리는 것으로 알려져 있습니다. 둘째, 수명이 길다는 것입니다. 할로겐램프가 300~500시간인 것에 비해서 LED헤드램프는 6천~1만 시간 정도이기 때문에 엄청난 차이를 보여줍니다. 셋째, 환경유해물질을 사용하지 않는 친환경소재라는 점입니다. 이 점은 친환경 조명 광원으로서 지금의 자동차 시장의 트렌드에 가장 적합하다고 개인적으로 생각합니다. 넷째, 디자인면에서 우수성을 나타냅니다. 할로겐과 HID와는 달리 크기가 작고 간결해서 작은 모양으로 제작할 수 있어 다양한 모습을 나타낼 수 있습니다.

 반면에 단점으로서는 가격입니다. LED단점에 대해서 검색을 해보니깐 대부분 가격에 대해서 말씀을 하시네요. 백만원 단위이기 때문에 쉽게 투자하기가 어렵다는 반응이 많습니다. 그리고 다른 단점으로는 열이 많이 나기 때문에 냉각이 필수라는 점을 발견했습니다. 특히 헤드램프의 경우 밀폐된 공간에 있기 때문에 냉각을 시켜주지 않으면 장점인 수명이 짧아지게 된다는 문제가 발생한다고 합니다. 그래서 일부 차량에는 별도의 공냉식 COOLER를 장착하기도 한다고 합니다.

레이저 헤드램프란?

<레이저 헤드램프가 적용된 BMW i8>

 레이저 헤드램프란 레이저 기술과 자동차 조명부분을 결합한 것으로 BMW의 i8에 장착될 예정입니다. 이 램프는 세계 최대 램프 제조업체 중 하나인 오스람에서 만든 제품입니다. 오스람의 특수조명 사업 부문 CEO는 "할로겐, 제논 램프처럼 상용화되기에는 오랜 시간이 걸릴 것으로 예상되지만 i8을 통해서 첫 걸을음 내디뎠다"라고 말했습니다.

<LED와 레이저 헤드램프의 비교>

 레이저 헤드램프의 장점으로서는 어떤 램프보다도 맑고 밝은 빛을 내면서 작은 크기의 헤드램프 설계가 가능하다는 점입니다. 그리고 램프 도달 거리가 LED 램프보다 2배나 길어 야간 운전 시 더욱 향상된 시야를 확보할 수 있다는 점입니다. LED헤드램프의 경우 로우빔은 전방 100m, 하이빔은 전방 300m까지 비추지만 레이저 헤드램프는 최대 600m까지 빛을 보냅니다. 그리고 LED헤드램프에 비해서 전력소모가 적어 효율성도 높습니다. 반면에 단점으로는 아직 상용화가 되려면 몇 년은 더 있어야하고 나온다고 하더라도 가격이 엄청나게 비쌀 것으로 예상이 됩니다.

 이렇게 할로겐, HID, LED 그리고 레이저에 대해서 설명을 해보았는데 각자 장점과 단점이 있어서 아직 무엇이 최고다라고 말하기 어렵습니다. 인터넷 반응을 살펴봐도 성능이 좋으면 가격이 비싸고 또 생각보다 좋지 않다는 말도 있고 여러 반응이 있습니다. 글을 작성하는데 엄청 많은 시간이 걸렸는데 저 역시 궁금했던 점과 햇갈리는 것들이 정리가 되어서 좋았는데 이 쪽 관련해서 공부하시는 분들에게 많은 도움이 되었으면 합니다. 

 P.S) 틀린 부분이 있다면 댓글로 알려주시기 바랍니다. 바로 수정하도록 하겠습니다.그리고 글 읽어주셔서 감사합니다!