节能LED前照灯开发，产品的性能

方舟

[size=11.818181991577148px]外观为蓝色，却发出白色的光。日本市光工业研制的这种LED前照灯被日产汽车“LEAF”（中国名：聆风）所采用，作为后起厂商，市光工业在开发过程中追求了不同于其他公司产品的性能。

图1：市光工业开发本部 研究开发部 P2P3项目1组 项目经理 村桥克广
从将LED用于汽车之初就开始负责这方面的工作，并在此次的LED前照灯开发项目中担任负责人。


2010年12月，日产汽车上市了量产型电动汽车“LEAF”。该车采用了全球功耗最小的LED（发光二极管）前照灯。而之前已经实用化的LED前照灯至少需要三个LED。此次将LED数量减至两个，耗电量只有23W，成功降至以往卤素前照灯的约1/3、LED前照灯的约2/3。

除了节能之外，该灯的设计也很有特点。此前的LED前照灯都采用以投影透镜配光的方式，而且具有非常相似的外观。

而新型LED前照灯全球首次采用了以反射板（反射镜）配光的方式。设计独创，从外观上看不出光源位于何处，而且虽在亮灯时发出白光，但灭灯时看上去却是蓝色的。

蚊香事件


开发这款前照灯的是市光工业，由研究开发部P2P3项目一组项目经理村桥克广负责。

村桥在回顾当时的情况时说，“终于实现了梦想。尽管市光工业在LED前照灯方面起步较晚，但新技术的实用化让技术人员充满成就感”。

村桥进入市光工业的直接原因是受到了大学时代一位学长的邀请。但根本还在于他本来就喜欢汽车及摩托车。从大学的理工学院机械工程系一毕业，他就进入了市光工业工作。“这是因为原本就很喜欢制作东西，对车灯也很感兴趣，曾经自己调高过摩托车前照灯的亮度”。

1988年进入公司后，村桥先是在制造后组合灯的工厂实习。“当时觉得无论是工人还是设备，市光工业的规模都很大”。后来又被分配到计算机辅助工程（CAE）部门。在该部门进行模具设计，还在车间参与了产品制造。第二年，也就是1989年被调到研发部门工作。上任伊始就接到了一项任务。

“这项工作是查明车厢灯的污垢是如何产生的。因安装在车厢顶棚的车厢灯会沾上灰尘或烟油等，为寻找出这方面的对策，首先要查明原因”。

“因为我比较喜欢制作东西，就自己制作了车内模型，点燃10根蚊香，分析烟雾的流动情况及烟尘污垢的附着情况。当时太专注了，结果整个研发楼都是蚊香的气味，为这事没少挨同事及学长的奚落。这个小插曲至今仍令人难忘”。

村桥根据蚊香实验的结果，向汽车厂商报告了车厢灯产生污垢的原因，同时，除了烟雾的流动路径之外，还考虑到了静电对烟油的影响，提出了通过更换材料来减少静电的方案。

从此，村桥便一直从事有关车内照明的研发。他还研究开发了使用新光源的照明，并负责开发了使用氖灯（Neon Discharge Lamp）的后组合灯及高位刹车灯（High Mount Stop Lamp）等。不过，这些产品最后并未能商品化。

参加“光之卵”项目

“就像荧光灯逐步被LED取代一样，氖灯也被时代所淘汰。另外，因需要设置高电压电路并采取噪声对策等，氖灯会导致成本增加，这也是氖灯商品化的障碍之一”。

之后村桥参与了名为“光之卵（Light Egg）”的大型研发项目。开发的系统是在HID（High Intensity Discharge，高亮度放电）周围安装反射镜，利用光纤进行光分配，然后将其作为汽车各部分的光源使用。这一划时代的构想是只使用一个光源，将其用于前照灯、后组合灯及室内灯等多种照明。

“这也花费了很大的成本。原因是光纤并未像预期的那样低成本化。而且，还需要使用遮光板以及可按用途获得不同颜色的滤光片，这同样是开发该系统的瓶颈。另外，因为只有一个光源，还存在如何在发生意外时进行安全保护的问题。尽管我们也实际制作出系统并实施了行车实验，但最终未能达到实用化水平”。

但是，通过参与一系列研发工作，村桥获得了接触前照灯的契机。村桥是在上世纪90年代后半期经手这些项目的，而这一时期LED的技术取得了划时代的进步。日亚化学工业于1993年开发出了蓝色LED。随后绿色LED也被开发出来，加上已经实用化的红色LED，RGB三原色LED产品凑齐。1996年采用蓝色LED技术的白色LED也实现了产品化。

图2：日产电动汽车“LEAF”的前照灯日产汽车首次采用了LED前照灯。



“当初进公司时，业界普遍认为蓝色LED无法实现，因此它的诞生令人震惊。同时我也觉得‘照明将会因此而改变’”。

LED寿命长、节能、发热量小，而且可靠性高。

“但最初亮度很低……而且成本很高”。

图3：前照灯单元蓝色部分为使用LED的近光灯。作为LED前照灯首次采用了反射镜方式。特点是采用了从外部看不到光源的构造。下端的远光灯为普通的卤素灯。



最初一个白色LED的价格是白炽灯泡的10倍，要提高亮度，需要使用多个LED，要实现相同的亮度，需要花费的成本是白炽灯泡的500～1000倍。

红色LED已在高位刹车灯等产品上实用化，而白色LED在汽车领域的实用化进程是从不需要很高亮度的车内灯开始推进的。市光工业的LED车内灯先是应用于日产汽车的“公爵（Cedric）”及“光荣（GLORY）”的车门玻璃边灯（1998年），之后又被推广到丰田“埃尔法（Alphard）”的间接照明（2002年），以及日产“骐达（TIIDA）”的地图灯（2004年）等。