LED 헤드라이트

기아자동차 THE K9 LED 헤드램프

LED 헤드라이트는 LED 광원으로 빛을 내는 자동차 전조등을 말한다.

헤드라이트는 광원에 따라서는 할로젠 원소, HID 또는 제논(원소), LED가 있다. 그 밖에 드물게 레이저도 있다.

과거에는 할로겐 광원이 대부분을 차지하였으나 2000년대 후반 즈음에는 HID 제논 전조등이 등장했고 2010년대 후반부터는 LED 광원으로 대체되어 가는 추세이다.

개요

자동차의 헤드라이트는 첫인상을 좌우하는 디자인적인 요소와 어두운 도로에서 안전한 운행을 할 수 있게 해주는 조명 및 안전장치이다. 최근 출시되는 자동차 헤드라이트는 HID, LED로 이루어진 차량들이 많다. 더 나아가 레이저라이트까지 나온 상태지만 아직까지 대중성을 가지기에는 고가의 헤드라이트이다.

역사

자동차 헤드라이트가 처음 등장한 것은 1880년대, 최초의 헤드라이트는 호롱불과 비슷한 원시적인 형태의 조명으로 아세틸렌이나 기름을 연료로 사용했다고 한다. 그중에서도 비바람에 강한 아세틸렌이 특히 인기였다.

최초로 전기식 헤드라이트가 등장한 때는 1898년이고, 1900년대 초부터 기본 장비로 주행하기 시작했으며, 현대적 개념의 헤드라이트와 시동장치를 갖춘 자동차는 1912년 캐딜락이 처음이었다고 한다.

1960년대 들어 할로겐(Halogen)램프를 적용한 자동차가 등장했다. 부피는 작지만 기존보다 훨씬 높은 발광 효율을 뽐냈다. 지금까지도 소형차 대부분이 할로겐램프를 쓴다. 전구를 둘러싼 안쪽 면 또는 램프 커버에 다양한 면을 심어서 뿌리는 빛의 각도를 넓혔다. 따뜻한 색감의 색온도 덕분에 빗길이나 안개 자욱한 길에서 성능이 뛰어나다. 그래서 요즘 LED 램프를 쓰는 차에 상향등이나 안개등에는 여전히 할로겐램프를 얹는다. 과학 원리로 따지자면 필라멘트를 가열해 빛을 얻는 백열전구와 다르지 않는데 성능이 꾸준히 개선되면서 50년 가까이 명맥을 유지하고 있다.

1990년대부터 자동차 헤드램프는 HID(High-Intensity Discharge, 고압방전등)로 한층 진화했다. 색 온도가 백색에 가깝고 빛이 도달하는 범위가 길어, 한때 상위 트림에만 옵션으로 적용하는 형태로 등장했다. '예쁜' 색감 덕분에 HID 램프로 불법 개조하는 소비자도 더러 있었다. HID 램프는 프로젝션 램프로도 부르는데 현재 승용차 대부분이 이 방식을 쓴다. 한때 차세대 광원이라 불린 HID 램프는 주로 고급차를 중심으로 보급되었는데 1991년 BMW 7시리즈에 처음으로 쓰였다. 유리관 안에 제논 가스를 채워 넣기 때문에 제논램프라고도 불린다.

2000년대 중반 이후 자동차 눈매는 '반짝이' LED로 치장하기 시작했다. 2004년 등장한 아우디 6세대 A6가 대표적이다. 헤드램프 아래쪽에 LED를 6개 심은 주간주행등을 선보였다. 주간에도 자동차의 안전성을 높이는 효과가 있었고, 하나의 디자인 트렌드로 자리 잡았다. 최근엔 HID 램프를 LED로 바꿔 전력효율은 높이되 가시성은 더욱 향상됐다.

아우디의 매트릭스 LED를 예로 들면, 헤드램프 한쪽당 25개의 LED를 빼곡히 채웠다. 1개의 반사판에 5개씩 세트로 엮은게 특징이다. 앞 유리창에 자리한 카메라 센서와 함께 빛을 다루는데, 가령 앞서 달리는 차 또는 마주 오는 차를 감지하면, 해당 부위를 비추는 조명을 끄거나 최대 64단계로 밝기를 조절한다. 상대방의 눈부심을 줄이기 위해서다.

메르세데스-벤츠의 멀티빔 LED 헤드램프도 '똑똑이' 램프 중 하나. 코미디언 이경규 씨처럼 눈동자를 자유자재로 굴린다. 가령 굽잇길에서 스티어링 휠(운전대)의 조타 각도에 맞춰 빛의 조사 방향이 이동한다. 게다가 내비게이션에서 제공하는 예측 경로 데이터를 밑바탕 삼아 운전대를 꺽기도 전에 미리 빛의 방향을 바꿀 수도 있다. 가로등 없는 어두운 밤길에서 특히 유용하다.

헤드라이트 종류 및 특징

헤드라이트는 빛을 내는 원리에 따라 할로겐, 고압방전등(HID), LED 등으로 나뉜다. 현재 가장 널리 쓰이고 있는 할로겐 램프의 경우, 유리구 안에 텅스텐 필라멘트를 고정해 할로겐 가스를 주입하는 구조로 '백열전구'와 같은 원리라고 할 수 있다.

HID(High Intensity Discharge)라고 불리는 고압방전등은 할로겐 램프보다 전력 소비가 적고 전자제어 장치가 있어 항상 안정된 전원이 공급된다는 것이 특징이다. HID 램프는 빛이 자연광인 태양광과 비슷해 눈에 피로감을 주지 않는다는 장점이 있다.

LED는 전류가 흐르면 빛을 내는 반도체 소자이기 때문에 발광 다이오드라고 불리는데 LED의 강점은 친환경 소재라는 점과 저전력으로 효율이 좋은 동시에 빛의 직진성이 좋다는 점 등이 있다. LED 헤드라이트의 또 다른 강점으로는 바로 긴 수명을 꼽을 수 있다. 기존 할로겐 헤드라이트의 수명이 300~500시간인 것과 비교해 LED 헤드라이트는 6000~1만시간 정도에 달하기 때문에 별도의 광원 교체가 필요 없다. 하지만, LED 하나하나의 빛의 양은 매우 작아서 때문에 헤드라이트로 사용할 때는 여러 개의 LED를 함께 사용해야 하는 단점이 있다.

앞으로는 레이저 헤드라이트 시대가 올 전망이다. 레이저 헤드라이트는 전방 500m 앞까지 비출 수 있어 LED 헤드라이트보다 2배 정도 더 범위가 넓고, 3배 정도 밝기가 더 밝다고 한다.다만 가 격이 비싸고 에너지 효율이 외부 온도에 영향을 받은 부분이 극복해야 할 과제이다.

LED 헤드라이트 장점

참고자료

• 〈전조등〉, 《나무위키》
• 막차폐차 공식포스트, 〈헤드라이트! HID와 LED 어느쪽이 좋을까?〉, 《네이버 포스트》, 2018-10-29
• 강준기 기자, 〈우리가 잘 몰랐던, 자동차 헤드램프 이야기〉, 《삼성화재블로그》
• 공임나라, 〈할로겐에서 LED까지, 헤드라이트의 진화〉, 《네이버 포스트》, 2018-08-02
• 이상원 기자, 〈‘만능 LED 램프, 눈에는 취약’. 적설량 많은 곳 할로겐 램프가 나을 수도〉, 《M투데이》, 2022-03-01
• 〈안전을 밝혀주는 자동차 헤드램프의 모든 것〉, 《BULLSONE블로그》, 2020-03-24

같이 보기

• 전조등
• LED
• 할로겐
• HID
• 레이저 라이트

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