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KAKU(id=56)さんのBlog

リーフのLEDヘッドランプ 2014-11-11 23:06:07

MyリーフはMC後のグレードXですが、標準ではヘッドライトはハロゲンです。後付けでHID化も考えられましたが、迷わず、オプション設定されていたLEDヘッドランプを選択しました。

消費電力も23Wと低く、配光も均一で見やすい、メチャ明るいというわけではありませんが、2 個のLEDで500ルーメン以上、色温度を5500K、視認性もよく、必要十分な明るさ有していて、寿命に関しても、私が乗り続ける間くらいは交換の必要はないだろうと思ったからでした。



LEDヘッドランプを最初に実用化したのは小糸製作所で、2007 年トヨタのレクサスLS600hに搭載されたといいます。Mitsubishi i-MiEVは、2009年6月4日に量産開始され、こちらも皆さん知るところでありますが、スタンレー電気製のLEDヘッドランプが搭載されています。
(残念ながらMyMiEVはMグレードなので、ハロゲンですが、、TT)

その後、2010年12月に日本とアメリカで発売されたリーフに、LEDヘッドランプが搭載されたわけです。最近では、ホンダフィット、軽自動車に至っては、ダイハツムーブ カスタムなどにも標準装備されるようになって、LEDヘッドライトは一般的になってきました。

しかし、世界初のレクサスやi-MiEV、最近のフィットなどに搭載されているのはプロジェクター式がメインです。 高級車にはLEDを複数設けて、プロジェクター式では補えないエリアを照射するのに、補助的にリフレクター式が加わっています。

そんな中で、リーフのLEDヘッドランプは、唯一プロジェクター式を採用せず、つまり、目玉みたいな大きなレンズを使わず、リフレクターですべてをまかなっています。それも単なるリフレクターでなく、複合反射ミラーで必要な配光特性を得ているようです。


私は分野は違えども、光学系に関わる仕事をしてるのですが、このリーフに搭載のLEDヘッドライトに、こんな巧みな複合レフが搭載されていることを購入するときまで露知らず、いろいろとリーフ発表当時の記事をググっていたら、ものすごい技術が搭載されているんだと、驚きと、感動を隠し得なかったものでした。

LEDは1mm角を4つ並べて一つの光源としているようです。LEDチップは、Phlips Lumileds Lighting社製を採用、市光工業がヘッドライトモジュールを供給しています。
その構成ですが、楕円レフで反射集光した一部の光線を放物レフで2回目の反射により前方へ照射する水色の光束①と、楕円レフで反射集光し、その一部を反射(2回目)させて、放物レフの別のエリアで3回反射させて前方照射する赤色の光束②、LEDから発する直接光を放物レフで1回反射させる青の光束③の3つの光路を一つのLED光源から分割して、必要な配光特性を得ているとのこと。
模式図は参考資料3)に掲載の図をご覧ください。
http://techon.nikkeibp.co.jp/article/FEATURE/20110418/191195/?SS=imgview&FD=1453196090




レンズをつかうより、リフレクターを使った方が設計的には制御しやすいのですが、少しのズレで大きく反射角度が狂うので、組み付けにおいても、ロバスト性を確保した設計も必要なはずです。

市光工業のHP(レスポンス記事)(*1)には、直接反射の光路のない図がありましたが、おそらく写真の左のレフ構造ではなかろうかなあと勝手に納得しております。

このLEDヘッドランプモジュールは、空力を考えた出目金カバーで覆われています。このカバーにも、極限まで空力抵抗をなくす技術が入っています。しかし、空力設計された方には申し訳ないと思いつつ、どうしても、この出っ張りデザインは好きになれなかったのですが、そのヘッドライトカバーの中には巧みなLED配光技術が詰まっていると思うと、リーフを見る目が変わって来た自分がいます。






参考資料です。 

1)ICHIKOH Technology
http://www.ichikoh.com/story/technology/technology01.html
http://www.ichikoh.com/story/technology/index.html

2)Tech-On! 2011年1月24日掲載
市光工業、消費電力の少ないLEDヘッドランプを日産「リーフ」全車に搭載
http://www.nikkei.com/article/DGXNASFK2402J_U1A120C1000000/

3)日経テクノロジー onLine 会員限定(簡単な会員登録すると閲覧可能です)
 こちらは、読み応えがあります。
【第1回】 白色LEDの光を無駄なく使う配光制御 2011/04/20
http://techon.nikkeibp.co.jp/article/FEATURE/20110418/191195/
【第2回】 マルチチップの白色LEDを採用、1個当たり約10Wを投入 2011/04/21
http://techon.nikkeibp.co.jp/article/FEATURE/20110418/191196/
【第3回】 基本設計から熱流体解析シミュレーションを実行 2011/04/22
http://techon.nikkeibp.co.jp/article/FEATURE/20110418/191197/
【第4回】 LEDヘッドランプの将来像、白色LED 1個を目指す  2011/04/25
http://techon.nikkeibp.co.jp/article/FEATURE/20110418/191198/

4)レスポンス 自動車 ニューモデル 2011年05月09日(月)
日産 リーフ “世界最高水準の省電力LEDヘッドランプ”はどう実現したのか…市光工
業 開発者に聞く
http://response.jp/article/2011/05/09/155945.html

5)レスポンス  エコカー 2011年05月11日(水)
品質と量産コストを両立させたLEDヘッドランプの生産技術…市光工業
http://response.jp/article/2011/05/11/156101.html

6)Mono ist 踊る解析最前線(11) 2011年08月11日
日産リーフ搭載のLEDヘッドランプ光学設計 (1/2)
http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/1108/11/news005.html
日産リーフ搭載のLEDヘッドランプ光学設計 (2/2)
http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/1108/11/news005_2.html
以上 参考資料でした。

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