안녕하세요 빛쟁입니다.
오랜만에 빛 얘기하러왔습니다.
누군가가 헤드램프에 대한 질문을 올렸을 때
이 글의 링크가.. 궁금증을 모두 풀 수 있기를 바랍니다.
어떤 헤드램프가 좋은지에 대한 의견은 순전히 사견일 뿐이니 참고바랍니다.
1. 어떤 광원을 사용하는가?
이미 많은 분들이 헤드램프의 광원이 뭔지는 몰라도
누런 빛과 하얀 빛으로 대략적인 차이를 분별하고는 있습니다.
- 할로겐 헤드램프
단가가 저렴하고 정비가 용이하다는 점에서 굉장히 오랫동안 사용되어 왔던 광원입니다.
필라멘트 광원이라고도 하는데 필라멘트가 발광하면서 따뜻한 백색의 빛을 냅니다.
어마어마한 발열과 떨어지는 효율 때문에 출력이 55W임에도 1000~1600lm의 낮은 밝기를 가졌습니다.
하지만 전구 당 가격이 수천원에 불과하고 누구나 쉽게 뽑고 끼우는 교체방식으로 인해 정비가 용이하고
취급 역시 단순한 장점을 가지고 있죠.
- HID 헤드램프
벌브에 고압으로 아크방전을 일으켜서 발광하는 방식의 광원입니다.
할로겐 헤드램프 대비 자연광에 가까울 정도로 뛰어난 연색성으로 시인성이 매우 뛰어나고
35W의 출력으로 3000lm 내외의 밝기를 가져 할로겐 보다 2배 뛰어난 효율성과 10만키로에 달하는 수명을 가집니다.
대신 아크방전을 위한 발라스트가 추가 설치되어야하고, 벌브 자체 단가 역시 할로겐에 몇십배에 달하는 수준으로
정비성이 떨어지고 고압 방전 시 kV 단위의 출력을 내기 때문에 감전 위험성 역시도 가지고 있습니다.
또한 정상적으로 발광하기 위해 방전 시간을 10~20초 정도 기다려야 한다는 점에서 즉발성이 떨어집니다.
- LED 헤드램프
발광 다이오드인 LED 반도체 부품을 사용하여 발광하는 광원입니다.
수 W 밖에 되지 않은 어마어마한 전력효율성과 상기 2가지 광원 대비
새끼손톱 보다도 작은 칩 하나로 빛을 낸다는 점에서 소형화에 매우 유리하고
색온도를 다소 자유롭게 선택할 수 있는 장점 덕분에 차가운 하얀빛을 내기에 매우 용이합니다.
가격 역시도 상기 2종의 광원보다 저렴하며, 방열 설계 패턴 설계에서의 어려움이 있지만
현재는 설계 기술이 많이좋아졌고 LED 기술력 역시도 좋아져 적용빈도가 급상승한데다가
잘만 설계하면 반영구적인 수명을 가졌다는 점에서 큰 장점이 있습니다.
다만 2가지의 광원과 달리 고장날 경우 어셈블리 교체만을 지원하여 수리 비용이 매우 비싸고
일부 저가 제품에서 연색성이 떨어지는 단점이 있습니다.
2. 어떤 조사 방식을 사용하는가?
위에서 본 할로겐 헤드램프는 리플렉션(반사판)방식을 활용하였습니다.
리플렉션 타입의 장점은 반사판에서 직접적으로 조사하는 방식으로써 효율성이 뛰어나고
단가가 저렴하며 크기를 키울 수록 그 효용성이 증대됩니다.
반대로 소형화가 어렵고 패턴 선명도가 떨어지는 단점이 있습니다.
HID 에 적용되었던 헤드램프는 프로젝션(영사식)방식을 활용하였습니다.
프로젝션 타입의 장점은 굴절렌즈만 외관에 드러나 고급스러운 디자인과
구조의 소형화가 가능하고 빔패턴을 만드는 쉴드 덕분에 패턴이 선명하다는 장점이 있습니다.
하지만 구조가 복잡하여 효율이 떨어지고 반사판의 크기가 작아 방열한계점이 낮다는 단점이 있습니다.
추가로 위 할로겐과 같이 상향등과 하향등을 분리해둘 경우
4등식 헤드램프
아래 HID 헤드램프 처럼 상하향등을 한 광원으로 사용할 경우
2등식 헤드램프(Bi-funtion)타입이라고 합니다.
간혹 블로그나 동호회 등 커뮤니티에서 반사판 타입은 직진성이 좋고 넓게 퍼지고
프로젝션 타입은 직진성이 떨어진다는 얘기가 있지만..
제가 위에 적은 내용을 제외한 그 어떠한 것도 조사방식에 따른 차이점은 없습니다.
그저 같은 조사방식 내에서 어떻게 설계했는 지에 따른 차이일 뿐입니다.
3. 어떤 패턴을 사용하는가?
우리는 이걸 ECE 패턴이라고 불러왔습니다.
ECE Economic Commission for Europe의 약자로 유럽연합 규약이라고 보시면 될 거 같습니다.
우리나라의 자동차규칙도 해당 ECE 기준을 따릅니다.
ECE 규정도 계속 바뀌고 있어서 이걸 언제까지 ECE 패턴이라고 불러야하는지는 모르겠지만
우상향각을 45도에서 높게 꺾은 것이 특징입니다.
우상향 각이 높게 올라가다보니 우측 상방향으로 원거리 시야를 갖는 장점이 있으나
전방 우측 차로 진행 차량에게 Glare(눈부심)을 유발하는 단점이 있습니다.
무수한 할로겐 헤드램프와 일부 LED 헤드램프가 위와같은 패턴을 가졌습니다.
이건 DOT 패턴이라고 불렀죠.
미국에서 쓰는 규격이라 그렇게 불렀는데 SAE도 있고 FMVSS도 있고 자동차 헤드램프에 대한 기준은 많은데
정확히 어떤 항목에서 이렇게 규정했는지는 모릅니다.. 관련 자료를 올린 사람들은 많지만
전 그 미국 국방성 실제 자료를 보고 싶은데.. 유료라서..
어찌됐든 우상향 반경을 직선으로 억제한 패턴입니다.
ECE 대비 우상향 점에서의 시야가 떨어지지만 전방 차량에 대한 눈부심 유발도는 현저히 낮은 장점이 있습니다.
국내 자동차 규칙에서도 HID 헤드램프에 대한 패턴도 이와같이 정해져있습니다.
근래에는 도심형 패턴으로써 우상향 패턴이 없는 수평라인의 컷오프라인을 갖고
고속에서 조사각을 상향하여 가시거리를 최대한 확보하는 차량들도 있기에
시간이 지날 수록 뭔가 규격에 갖힌 틀에서 벗어나고 있습니다.
규격을 도표로 확인하자면 이렇습니다.
Zone 3의 적색부분과 B50L, BR의 적색 점은 빛을 극히 제한하여야 하는 곳입니다.
즉 이부분은 마주오는 차량, 전방 우측 진행 차량에 대한 눈부심을 억제하기 위해서 빛을 강하게 제한합니다.
황색의 Zone 4는 일정량 이상의 빛이 확보되어야하는 조사 가시반경이며
75L, 50L의 황색점은 B50L과 BR과 같이 빛을 너무 과하지 않게 제한하는 곳입니다.
청색점의 50과 75R 50R 부분은 매우 중요한 조사점으로 굉장히 강한 광량이 확보되어야하는 곳 입니다.
녹색의 Zone 1은 각각 50L, 50R 조사점에서 2배 보다는 낮은 밝기를 가져야합니다.
쉽게 말하면 좌측 상부와 우측 상부를 강하게 빛을 제한하고(무조건 어두워야한다는 얘기)
그외 부분은 빛을 확보해야하는 부분입니다.(무조건 밝아야한다는 얘기)
2편 실전편에서 또 뵙겠습니다.
2편 작성완료까지 내용이 추가 수정 및 보완될 수 있습니다.
2편은 이쪽으로.
양질의 글 감사합니다 👍