車内のライトや車内のライトは、シートベルトと同じくらいあなたと乗客の安全にとって重要であり、素晴らしいホイールや珍しい塗装色と同じくらい見た目に目立つものでもあります。 自動車産業が成長するにつれて、消費者は白熱灯を超えて、高輝度放電ヘッドライトやその他の12V LED照明ソリューションに注目するようになりましたが、消費者にはさらに多くのオプションと変更が利用可能になっています。驚くべき新技術は存在しますが、それらはすべてが真の改良というわけではなく、公道走行可能なものでもありません。この件について少し明らかにしてみましょう。
自動車照明技術
自動車が登場してから10年以上経ちます。これは、初めて大量販売された 電球が登場したのとほぼ同じくらいの年月が経っています。これらの最初の電球は白熱電球で、交流または直流の電流を高インピーダンスのフィラメントに流すだけで、フィラメントが熱くなり、輝き、光を発します。効率は非常に低い（10%程度）のですが、あらゆる方向に光を発し、安価です。フィラメントの材料（通常はタングステン）は、光を生成するために必要な熱で蒸発し、ガラス電球の内側に集まる傾向があり、時間の経過とともに電球が暗くなります。
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車用ハロゲンライト
ハロゲン電球は、石英またはアルミノシレートガラスの電球内のハロゲンガス雰囲気でフィラメントを燃焼させることでこの問題を解決します。この設定では、蒸発したタングステンがガラス表面に集まるのではなくフィラメントに戻る化学反応を利用し、より明るい光とより長い寿命を実現します。明るい光はより多くの熱を放出し、特殊なガラスはより小さな電球サイズを要求するため、これらのライトは非常に熱くなり、電球が不均一に加熱されて爆発する可能性のある表面にグリースや化学物質が付着するのを避けるために、冷えているときでも特別な取り扱いが必要です。ハロゲン電球は白熱電球よりもわずかに効率が良く、光出力が高いため、今日でもヘッドライトの最も一般的な光源となっています。
車用HIDライト
HID (高輝度放電) 電球はアーク灯の一種で、金属塩を加熱してプラズマを形成することで光を生成します。ほとんどのドライバーは、古いHIDヘッドライトをその独特の青や緑の色合いで識別できますが、新しい技術では色温度が標準化されています。これらの器具はフィラメント電球よりも効率が高く、より多くの光を発しますが、水銀などの危険な化学物質が含まれており、それに比例して紫外線が多く放出され、周囲の部品を損傷する可能性があります。
車用LED電球
LED（発光ダイオード） 改造にはかさばる 電力変換器 建物内のAC電圧で動作させるには適していませんが、自動車システムの12VDCで動作させるのに最適です。LEDは特別なものです ダイオード 電流によってデバイス材料内で電子と正孔が結合すると、光子（つまり光）を放出します。各材料は白熱電球のように全スペクトルではなく特定の波長の光を放出するため、ほとんどの白色LED光源は実際には光を白色に見える波長の組み合わせに変換する蛍光体変換層を備えた青色LEDです。
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OLED照明
OLED（有機発光ダイオード）は、発光面を有機化合物の薄膜に広げ、電子電流に反応して均一に発光します。 OLEDディスプレイ 従来のようにバックライトを必要としない ディスプレイ そのため、消費電力が大幅に削減され、より豊かな黒と高いコントラスト比を実現できます。また、これらのディスプレイは柔軟性があり、拡散した曲面の発光面も実現できます。
自動車照明の規制と基準
設計ルールとガイドラインは、国や地域によって大きく異なります。米国では、FMVSSを参考にしています。連邦自動車安全基準 (FMVSS) は、自動車および規制対象の自動車安全関連部品、システム、設計機能の設計、構造、性能、耐久性の要件を規定する連邦規制です。長い言葉ですが、この基準ではヘッドライトについて驚くほどほとんど言及されておらず、ほとんどの規制は実際には州レベルで決定されています。連邦基準では、車内から操作できるヘッドライトの設定が最大2つ (ロービームとハイビームなど) 必要となっています。州基準はさまざまですが、ほとんどの州では、ロービームは100フィート離れた人を照らし、ハイビームは少なくとも200フィート離れた人を照らし、ハイビームは他の車両から約300フィート以内では使用しないことを義務付けています。実際の法律や施行方針は州によって異なりますが、これらの基準は予想されるヘッドライトの動作を公平に表しています。テールライトにも同様の要件があり、車内から2段階の明るさを調節でき、ブレーキ ペダルを踏むと、より明るいレベルが自動的に作動します。
光の色は強度よりも明確に定義されています。車両の前方からは白色と琥珀色の光のみが見え、後方からは赤色と琥珀色の光のみが見える可能性があります。連邦または州の規制では特定の色温度や波長は指定されていませんが、ほとんどの基準には、基本的にドライバーまたはメーカーに常識を使用するように求める条項が含まれています。大多数の人々が特定の色の光が赤であると言う場合、それはテールライトに許容されます。大多数のドライバーがヘッドライトが明るすぎると言う場合、それは明るすぎます。
FMVSSはオフロードで使用できる製品の生産を規制するために今でも使用されていますが、ほとんどの法律は公道で使用される車両にのみ適用されます。影響を与える他のドライバーがいないオフロード走行に使用するライトバーは、車両の電気システムがサポートできる限り明るく多方向にすることができます。トラクターにレインボーヘッドライトを取り付けたい場合は、それはあなたと牛の間の問題です。
ヘッドライトの種類: HIDヘッドライトとLEDヘッドライト
白熱電球やハロゲンフィラメント電球は、電気効率が通常は大きな懸念事項ではないため、ほとんどの車両で依然として使用されています。これらの電球は温白色光を発するため、色がよく再現され、より強い電球よりも多くの情報を目にすることができます。 LED光源よりも寿命が短いですが、比較的安価で交換も簡単です。 HIDライトは、道路での使用には青すぎて明るすぎると批判されてきましたが、独特の外観の明るいライトを求めるドライバーに好評を博しています。 対向車のドライバーが感じるヘッドランプの明るさは、実際の光出力よりもビームの角度に大きく関係しており、明るさに関する批判の多くは、HIDがアフターマーケットで取り付けられ、不適切に調整されていることに起因していると考えられます。 技術は異なりますが、白熱電球、ハロゲン電球、HID光源はすべて、ヘッドライト器具内の反射パネルの使用を最大限に活用する完全に均一な放射状の放射をもたらします。LEDはそれぞれ平らな面から光を放射するため、ほとんどの電球は360o の放射を模倣するために三角形の形の3つの面を使用していますが、ビーム パターンは他の電球よりも狭く長くなる傾向があります。
より高い効率はほぼ普遍的に望ましいと考えられていますが、LEDヘッドライトは興味深い問題に直面しています。従来の電球よりも大幅に効率が高いため、同じ量の光を生成するときに放出される熱ははるかに少なくなりますが、その熱は実際にはヘッドライトのレンズに雪や氷が付着するのを防ぐのに非常に効果的であることがわかりました。LED信号機も同じ問題に直面しており、一部のメーカーは積もった雪を溶かすために別の加熱要素を導入しています。
LEDランニングライト
ヘッドライトは暗闇や視界の悪い状況でのみ必要ですが、自動車メーカーは、他のドライバーが車両をどれだけよく見ることができるかを改善するために、前照灯の重要性を認識しました。一部の車では、ロービームのヘッドライトが常に自動的に点灯しますが、高級車では通常のヘッドライトの外側に LEDライト のリング全体または一部が取り付けられている傾向があります。これらのリングは一般的なアフターマーケットの改造で、俗に「エンジェルアイ」と呼ばれています。 LEDは、高効率のLEDのより冷たい色温度が直射日光の下でも表示され、比較的少ない電力で動作できるため、この用途に最適です。 フルヘッドライトが使用される時間の割合は通常十分に低いため、効率は主要な懸念事項ではありませんが、ランニングライトは文字通り、車両が走行しているときは常に点灯するように設計されています。60W白熱電球の代わりに10W LEDを使用したとしても、走行距離が2倍になるわけではありませんが、バッテリーの負荷が軽減されるため、バッテリーの寿命が延び、運転中ずっとシガーライター ポートから携帯電話を充電する必要がなくなります。
車用LEDライトバー
一方、LEDは極めて明るいオフロード バーライトにも最適です。効率が高いため、他の光源と同じ量の光を生成するのに大幅に少ない電力しか消費しません。また、同じ量の電力を消費して大量の光を生成することもできます。1500ルーメンの100W白熱投光器を13W LED電球に置き換えることも、LED電球を100W消費して10,000ルーメン以上を生成することもできます。100Wは自動車のバッテリーから引き出す電力としては妥当な量ですが、バッテリーの電圧は12Vしかありません。つまり、バーライト内のLEDをサポートするPCBは、端のLEDが暗くなるような電圧降下を起こさずに、8Aを超える電流を処理できる必要があります。数字から判断すると、自動車システムで利用可能なエネルギーから大量の光が得られることは間違いありませんが、 PCB上の電力管理 はそれほど難しくありません。
マトリックスLEDヘッドライトとレーザー駆動ヘッドライト
自動車のヘッドランプ市場に参入しようとしている技術はいくつかありますが、米国で公道走行が認められるには、規制を更新してそれらに対応させる必要があります。人気のある2つは、アダプティブLEDマトリックスライトと レーザー 駆動ヘッドライトです。前者は、狭いビーム角度の個々のLEDのマトリックスを使用して、環境の一部をインテリジェントに照らしたり、目立たなくしたりします。
画像はmotorauthority.comより
アウディからマツダまで、メーカーは、歩行者だけを照らしてライトを点滅させることで歩行者を強調することから、接近する車両を直接照らすLEDを暗くして対向車への眩しさを防ぐことまで、あらゆることを可能にするこの技術に取り組んできました。利点は明らかですが、このアダプティブコンセプトは、米国で導入されている2ビームルールに反しています。法律が追いつくまで、この技術は公道では合法ではありません。
レーザー駆動のヘッドライトも「公道走行可能」テストに合格しないと思われがちですが、技術的には道路上に自分以外の車がいないときに使用するように設計されています。前述のように、LEDは通常、青色の波長の光を放射し、蛍光体シールドを通して白色に変換されます。これは、高効率で非常に強力な青色光を生成するのが容易なためです。これらのヘッドライトは、高エネルギーの青色レーザーを生成し、ヘッドライト器具内で反射してからランプの前面にある蛍光体ディスクに当たることで、その概念をまったく新しいレベルに引き上げています。励起された蛍光体は、ほとんどのハイビームライトよりも遠くまで非常に明るい白色光を放ち、より明るい光を使用するのではなく、かなり遠くにある物体を照らします。
LEDブレーキライトとテールライトの規制
車両の後部に要求される、または許可される照明に関する規則は少なくなっています。これは、伝達しなければならない情報が明確に定義されており、照明が他のドライバーの視認性に与える影響が少なくなければならないためです。後部ライトは赤と黄色のみでなければならず、走行中のテールライトとブレーキライトの明るさには顕著な差がなければなりません。州によって規則は異なりますが、車両が急減速したときに複数回点滅するブレーキ ライトは、何らかの理由で車両が急ブレーキを踏まざるを得なくなったときに発生する接触事故を防ぐのに役立つことが証明されているにもかかわらず、物議を醸しています。点滅ライトは情報を伝達するのに有効ですが、道路上の緊急車両と強く結び付けられるため、民間車両での使用は推奨されていません。
LEDブレーキライトとテールライト
LEDテール ライトとブレーキ ライトは、発光する前に加熱する必要があるフィラメント バルブやアーク バルブよりもはるかに速く点灯するため人気があります。これは、公道で完全に合法なリア フラッシャーに最も近いもので、LEDライトはフィラメント バルブよりもドライバーの反応時間が速くなることがわかっています。車が主にフィラメント バルブを使用している場合でも、リア ウィンドウの上部に赤色の LEDライト バー を追加することは、一般的なアフターマーケットの変更です。これは、ドライバーが明るく瞬時に点灯するブレーキ インジケーターの安全上の利点を認識しているためです。
LEDの鮮明なオン/オフのコントラストは、同じ理由で方向指示器にも望ましいものです。フィラメント電球をベースにしたほとんどの方向指示器は、単一の光源と複雑な反射板および拡散グリッドを使用して、器具の背面と側面の両方から光を放射します。これらのシステムは、入射光 (太陽や後続車のヘッドライトなど) を捕捉して反射する傾向があり、光っているように見えて周囲のドライバーに誤った合図を送る可能性があります。個々のLEDはほぼ任意の構成で配置できるため、多面的な光面が車両の曲線に巻き付き、どの角度からでも高コントラストの視覚情報を提供できます。特に方向指示器は、柔軟性があり、背後に完全な照明器具がなくても曲線に文字通り巻き付くことができるため、OLED表面の候補にもなりますが、その「クール」な効果によってメーカーがより高価な技術を追求するよう説得される可能性は低いでしょう。
LEDナンバープレートライトストリップ
車の後ろにある、見落とされがちな重要なライトの1つが、ナンバー プレート イルミネーターです。この小さな電球は、従来のフィラメント電球で、電気系統の他の部分とつながっていますが、交換が難しく、切れた後もそのままになっていることがよくあります。米国の州によって施行規則は異なりますが、ナンバー プレート イルミネーターが機能していないと、間違いなくどこでも警察に止められます。LEDの寿命は自動車の運転可能寿命よりも長いため、ナンバー プレートの上に適切に点灯するLEDストリップがあれば、自動車の寿命の間はライトが消えないことがほぼ保証されます。
自動車内装用LED照明
車内照明やアクセント照明はナンバープレートのライトよりもカスタマイズがはるかに楽しいですが、白/赤/アンバー色の制限は、車が動いているときに見えるすべてのライトに適用されます。車をトロンのような見た目にするDIYライトのアイデアは非常に魅力的かもしれませんが、残念ながら公道で使用するとすぐに違反切符を切られることになります。これはマップライトにも当てはまりますが、現在では多くのライトが色調整可能なLEDや色付き拡散板を使用して、ライトを赤や青に着色しています。フルスペクトルの白色光にさらされると、一部の波長が除去された色付きの光よりも、目が暗闇に再適応するのが難しくなります。
ただし、車が停止しているときにのみ点灯するライトは、好きなようにカスタマイズできます。インテリアのダッシュ ボード下の照明は、ネオピクセルのストランドと電源コンバーターを使用して、ほぼすべての色で雰囲気を追加できる簡単なプロジェクトです。より野心的な改造者は、ELワイヤーを室内装飾のパイピングとして使用するかもしれません。
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OLEDダッシュボードディスプレイ
ダッシュボードディスプレイでは、通常、高コントラストの青や緑が使用され、ディスプレイは車両の外からは見えないため、問題は発生しません。これらのディスプレイは、直射日光下でもコントラスト比が高いため、OLEDスクリーンのもう1つの一般的な用途です。このコントラストは、従来、スピードメーターやガソリンゲージなどのダッシュボード情報ツールにバックライト付きのダイカットプラスチックを使用することで実現されており、フラットディスプレイに比べて壊れやすいカスタムプラスチックと機械式アームが必要です。
自動車照明の未来
自動車照明の未来は明るいですが、規制が最新技術に対応できていないため、当面の将来は他の業界ほど「スマート」ではありません。アダプティブ ヘッドライトはヨーロッパですでに人気が高まっているため、米国の規制当局もこの技術を取り入れる必要があることに同意してくれることを期待しています。一方、LEDにより、ブレーキが周囲のドライバーにわかりやすくなり、自動車業界全体で内部および外部のライトの消費電力が削減されました。LEDがより手頃な価格になり、アフターマーケットの改造としてのみ利用可能になるのではなく、元のメーカーによって車両に組み込まれるようになると、この傾向は続く可能性があります。公道で電気ブルーの下部照明が許可されることはおそらくないでしょうが、希望する色のカスタム内部照明を取り付けることはできます。 最新のLED技術に関する詳しい情報は、当社の記事をご覧ください。 2019年のLEDの状況。