豐田社長與首席工程師談豐田新款LEXUS LS600h採用的LED車用頭燈

剛發表不久的新款LEXUS高階車系LS600h系列,首度採用3眼一體的LED頭燈,LEDinside已經報導過了,它首度在汽車頭燈上採用了超高亮度LED燈來取代鹵素燈(Halogen)或HID燈( High Intensity Discharge),豐田社長渡邊捷昭,就透露該公司採用新的LED頭燈對汽車工業的發展與環保議題的概念,我們一起來看看:

日前在2007年第一季銷售正式超越通用(GM)而成為全球最大車廠的日本豐田,渡邊社長對外表示,在LS600系列車款上採用LED頭燈,其成本雖高,但目的是為了挑戰,他進一步認為,LED車用頭燈的應用有機會擴大,如此一來,LED車用頭燈可望會便宜。負責打造LS600採用的白光LED車用頭燈的小系製作所(Koito)就預估,2010年日本銷售的新車中將有5%會配備LED車用頭燈,未來再過3年後,除去高級車外,大眾用的車款型也有機會採用LED車用頭燈。這是由於汽車工業漸漸採用LED燈具後,整體的LED產品報價、成本能夠逐年下滑,以至於更多車廠樂於應用LED燈具於不同的車款上。

▲豐田社長渡邊捷昭

豐田產品開發本部LEXUS中心的首席工程師定方理指出,該公司採用LED作為車用頭燈,也具備安全性和藝術性兩方面的意義。他指出,LED前照車燈的亮燈較為迅速,和一般的鹵素燈、HID燈點亮後要過一小段時間才能達到最大亮度不同,LED頭燈可立即進入最大亮度,而且LED燈的顏色隨時間演進後的變化性小,產品使用壽命也較長,對汽車安全也有幫助。


▲LEXUS首席工程師定方理

定方進一步解釋,當車輛行進時要通過隧道,自然要將頭燈打開,LED車用頭燈的優勢立即凸顯,能夠很快地達到高亮度,提高行車的安全。在比較寒冷的緯度或高山,HID燈具點亮後要達到高亮度,需要的時間長度較溫暖地區更久,LED則沒有這類問題。另一方面,LED車用頭燈的色溫可較HID更高,接近陽光的水準,這次採用了4300K,不用一般HID的4000K,故前方照射到的物體周圍,比較不會有黯淡的感覺,對於駕駛人在夜間進行識別會更方便,間接也提高行車的安全性。LED燈具使用壽命長達上萬個小時,較鹵素燈的1千個小時,HID燈的2千5百小時要佳。

事實上,從過往車展的新車經驗常會看到,概念車配備了許多LED燈光源組成的車用頭燈,但上市後卻以鹵素燈或HID燈具代替,原因除了LED成本的問題外,其亮度不夠也是一大問題。不過隨著技術進步,這次豐田與小系製作所成功地打造出只需要3個LED光源並排的車用頭燈,已經是很重要的改進了。定方指出,雖然LED體積小,這次配置了航向的3眼一體(3聯)近光燈,配置上有美感和創意,但其實是因為要獲得足夠的光量,仍舊需要3個LED才行,並由於LED光源具備方向性,不容易散熱,在這組3聯近光燈的下方還得安裝2個反光燈來擴大燈光照射的範圍。不過,定方也透露,這次採用LED燈具並未讓耗電量大幅地減少,但他認為未來LED技術會進步,耗電量會降低到目前的一半以下。

根據豐田的資料,這次首度於量產車款上採用的白光LED,車用前燈部份一般就用了5個高功率LED。其中,白光LED是採用藍光LED加上特殊螢光材料組成。頭燈所配備的5個白光LED中,有4個為4片型,亮度為400流明,一個為2片型。其中有3個(2個4片型,一個2片型)配備於照射較遠前方的3聯式頭燈,下方的2個投射燈則分 別使用1個4片型白光LED,能夠照亮靠近車身的範圍與左右位置。

原理很簡單,越是靠近車輛內側的LED燈,其光的放射角就越小,還能夠配光以照射遠方;而越外側的放射角越大,增加了水平方向的照射,所以由外而內就是4片型、4片型、2片型。

小系製作所表示,透過這種不同組合的方式來配光,能夠達到單一光源所達不到的特性,並減少將白光LED投射到車輛前方時的光損耗,該項技術是與日亞化(Nichia)一起合作開發的。該公司並透露,此次的白色LED燈採用易於加工造型的聚丙烯透鏡,能夠產生高自由度的形狀,也顯示這次LS600車用LED頭燈的美感,如果換成鹵素燈採用這種透鏡,早就會被融化燒毀了。而之所以不採用6000K~8000K的色溫,原因是這樣的燈光過於偏向白色,容易讓眼睛疲勞,故色溫改成4300K,法定的車用前燈色溫是1萬K以下。

雖然LED使用在量產車款的車用頭燈已經是創舉,但是LS600的遠光燈仍舊採用鹵素燈,豐田解釋說這是因為立體相機檢驗時,對於行人檢驗測試必須採用鹵素燈,要透過鹵素燈產生的近紅外線來發現夜間的行人。

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