 使用LED（发光二极管）前照灯的车型在不断增加。自从丰田在2007年5月上市的“雷克萨斯LS600h”上率先导入之后，LED前照灯的采用范围开始在混合动力车型上扩展，三菱汽车也决定在电动汽车上配备。今后，随着成本的降低以及单个LED元件的亮度得到提高，2014年以后有望开始全面普及。
在2010年1月举行的底特律车展上，首次面向公众亮相的奥迪最高档车型新款“A8”成为大放异彩的车型之一（见上图）。该车继奥迪跑车“R8”之后，将包括近光灯及远光灯在内的所有光源全部LED化的LED前照灯设定为了选配项。
以前奥迪公司也曾积极在DRL（DaytimeRunning Light：日间行车灯）上采用LED，充分运用LED来打造富有个性的前脸外观设计。新款A8则将该设计主题移植了前照灯上，成功地让汽车前脸给人以深刻印象。
在LED前照灯的采用方面显现积极姿态的是2007年在“雷克萨斯LS600h”的近光灯上全球首次实现LED前照灯实用化的丰田。在LS600h以后，该公司不断扩大LED前照灯的采用范围，2009年1月在“雷克萨斯RX450h”上，2009年5月在新款“普锐斯”上，2009年7月在“雷克萨斯HS250h”上进行了配备（图1）。
图1：丰田实现实用化的LED前照灯
（a）雷克萨斯LS600h使用的产品、（b）雷克萨斯RX450h使用的产品、（c）雷克萨斯HS250h使用的产品、（d）新款普锐斯使用的产品。均对近光灯进行了LED化。新款普锐斯在部分车型上进行了配备，而其他车型在所有车型上进行了标配。均由小丝制作所制造。
丰田以外的日本厂商中，三菱汽车在2009年7月于日本国内上市的电动汽车（EV）“i-MiEV”上采用了该公司首例将近光灯LED化的前照灯（图2）。 
图2：三菱i-MiEV配备的LED前照灯
耗电降至HID前照灯的3/4。斯坦利电气制造。
汽车厂商近来在前照灯上采用LED的行动日趋活跃，其原因有多项。一是为了降低耗电。对于以提高燃效及降低耗电为目标的混合动力车及电动车来说，降低前照灯耗电的迫切性要高于普通汽油车。 比如i-MiEV，作为其基础的汽油车型“i”采用HID（HighIntensity Discharged）前照灯时耗电为40W，而采用LED前照灯时则降低25％，仅为30W。一般而言，与卤素灯的约60W相比，耗电可以减少一半。
另外，成本随着LED的高亮度化而趋于降低，这也是LED前照灯走向普及的原因之一。比如，LS600h使用四个LED组件来构成近光灯（图3）。其中三个是使用投影透镜的组件，一个是使用反射镜的组件。使用投影透镜的组件利用反射镜反射由水平配置的LED向上方发出的光，然后通过投影透镜进行配光。而只使用反射镜的组件则通过反射镜对水平配置的LED向下方发出的光进行配光。
图3：LS600h所用LED前照灯的构成由三个投影透镜组件和一个使用小型反射镜的组件共四个LED给件来构成近光灯。
这种将使用投影透镜的组件与使用反射镜的组件进行组合，由此形成前照灯所要求的配光特性的做法与其他车型相同。不过，由于每个LED的亮度不断提高，因此LS600h以后的车型所使用的LED组件数量得以减少，由使用投影透镜的两个组件和一个反射镜的三个组件构成。得益于此，成本也随之降低。另外，丰田配备的LED前照灯均由小丝制作所制造。
组合多个组件进行配光
如前所述，LED前照灯在形成配光特性的方法上与原来的前照灯不同。原来的前照灯使用透镜及反射镜，使一个光源发出的光向车辆前方的必要区域进行照射。
而目前的LED前照灯不同，由于还像以前一样使用一个LED光源的话亮度就会不足，因此通过组合多个LED光源来获得配光特性。图4为i-MiEV的示例。i-MiEV的近光灯与丰田最近的车型一样，也由三个LED光源构成。
图4：i-MiEV的配光示意图通过对照射范围窄的聚光组件和中光组件，以及照射范围大而照射距离短的宽光组件三个组件进行组合，形成所需要的配光。
各LED光源分别配备在使用投影透镜的聚光组件（Spot Unit）和中光组件（Middle Unit），以及使用反射镜的宽光组件（Wide Unit）三个组件上（图5）。通过将照射范围窄的聚光组件和中光组件，以及照射范围宽而照射距离短的宽光组件组合使用，获得所需要的配光特性。i-MiEV的LED前照灯由斯坦利电气制造。
图5：i-MiEV用LED前照灯组件由使用投影透镜的聚光组件、中光组件和使用反射镜的宽光组件共三个LED组件构成。
就这一LED前照灯构成而言，目前其最大的技术难题是如何散热。最近LED的发光効率不断提高，基本已达到可与HID前照灯匹敌的程度。但LED是一种从非常小的面积发光的光源，因此单位面积的发热量很大。而且还具有温度上升的话发光效率及寿命就会下降的特性。因此，如何高效散热便是设计上的关键。
图6（a）是i-MiEV前照灯组件在拆解后的后视图。左斜上方的两个环状部件为投影透镜的外框，其右斜下方的圆顶状部件为各反射镜。
图6（b）是拆掉反射镜后的样子，在四方形的平坦部分上配备LED。此处产生的热量向其右下方的大尺寸散热片释放。换句话说，LED被配备在了大尺寸的散热器上。
LS600h最初实现实用化的LED前照灯利用散热片冷却，而i-MiEV则从控制成本及重量的观点出发，要求通过自然对流来确保所需要的散热特性，因此需要配备如此大的散热片。
图6：i-MiEV用LED前照灯的散热器
（a）从斜后方看。安装有聚光组件和中光组件的反射镜，以及投影透镜的外框。（b）拆掉聚光组件和中光组件的反射镜之后。在方形的平坦部分安装LED。产生的热量向后方的散热片释放。使用导热性比普通压铸用铝合金更高的“HT-1”合金。
散热片由京信制造，该公司在半导体及硬盘（HDD）使用的铝压铸散热片方面业绩不俗。铝压铸散热片通常使用ADC12等材料，但该材料的导热率只有96W/m℃左右。而京信此次使用了导热率接近2倍，达到169～178W/m℃的铝压铸用合金“HT-1”（大纪铝工业所制造）。
尽管HT-1的铸造性不及ADC12，但京信在半导体及硬盘等使用的散热片方面积累了丰富经验，因此在利用HT-1进行铸造时完全没有问题。不过，由于散热片很深，因此对制造模具时线切割放电加工机的切割线弯曲问题下了很大工夫。
向高功能和低成本的两极化发展
从LED前照灯的成本来看，LS600h在50万日元左右，而最近降到了一半以下。但即便如此，要想在普通车型中普及，价格无疑仍然较高。今后，LED前照灯将会普及到何种程度？
对此，德国海拉（Hella）认为，目前市场正在朝着高级车使用的高功能型和普及型的二极化发展。该公司向通用高级SUV（多功能运动车）“Cadillac Escalade Platinum”供应了连同远光灯一起LED化的全LED前照灯（图7）。这种供Cadillac Escalade使用的LED前照灯由5个近光灯LED组件和2个远光灯组件构成。
图7：LED前照灯的发展方向
向配光特性的自由度较高的高功能型以及重视成本和节能性的普及型两极分化（资料由德国海拉公司提供）。
在海拉开发的2款产品中，高功能型“VarioLED”设想内置可左右改变车灯方向的功能，以及打远光灯时不会让对向车辆的驾驶员有眩目感的功能。
其中，也许有必要对防止对面车辆的驾驶员产生眩目感的功能做一介绍。如图8所示，市光工业对最近前照灯的高功能化趋势进行了总结。首先实现实用化的是通过前照灯摆头来照射车辆转弯方向的功能（图8中的DBL），以及自动切换远、近光灯，防止对向车辆的驾驶员产生眩目感的功能（图8中的AHB）。
图8：前照灯的发展方向
迄今已实现实用化的是根据前进方向改变车灯方向的“DBL”、根据前方同向或对向车辆的位置自动切换远近光灯的“AHB”、根据前方同向或对向车辆的位置无级切换远近光灯的“ADB”等，今后有望实现实用化的是根据前方同向或对向车辆的位置来切换配光特性的“AZB”（资料由市光工业提供，各功能的名称由该公司规定）。
最近开始实用化的是根据车辆行驶速度以及前方有无对向或同向车辆等情况，自动从远光灯向近光灯无级切换，以保持最佳照射状态的功能（图8中的ADB）。该功能已开始在德国的部分高级车型上配备。另外，今后有望实现实用化的是，在远光灯照射状态下，通过摄像头检测到前方同向及对向车辆接近时切换配光特性，向车辆之外的地方照射灯光的功能（图8中的AZB）。海拉在VarioLED方面设想的就是这种防止对向车辆的驾驶员产生眩目感的AZB功能。
VarioLED不向特定范围照射灯光的功能通过使设置在LED前面的保护罩旋转来实现。该保护罩可起到对LED光通量进行遮挡的遮挡板作用，使其旋转时遮挡的形状就会发生改变。
海拉一直考虑通过使该保护罩旋转来实现AZB功能，但此外还可像文章开头所介绍的奥迪A8那样，在利用大量LED来构成前照灯时，只熄灭向对向车辆的位置进行照射的LED，由此也可实现该功能。
而另一方面，海拉也在研究称为“EcoLED”的普及型LED前照灯。在限定远、近光作为前照灯功能的同时，还通过减少所用LED的数量，降低了成本和耗电。该公司的设想并不是像现在一样按远、近光灯区分使用LED组件，而是实现通过一个LED组件来切换远、近光灯的设计。
与海拉的EcoLED所推测的一样，减少所用LED的个数将成为今后LED前照灯实现成本降低的核心。近光的话其亮度公认最低要达到1000lm，而现在要想实现这一数值，从丰田及三菱的例子来看，最少需要3个LED光源。业界预测，这一亮度到2012年用2个LED光源便可实现，而2014年以后只需要1个。这样的话，成本将比现大幅下降，从而迎来LED前照灯全面普及时期。（记者：鹤原吉郎）
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