LED車頭燈技術應用及市場發展趨勢分析

文章來源:恒光電器

發布時間:2016-06-03

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車用LED頭燈雖目前滲透率偏低，卻是LED業者欲積極導入的高獲利應用產品。

因LED朝小型化發展下，于車頭燈設計更具彈性，其由過去講求照明功能，擴展至智能型矩陣式照明、搭載攝影機及感測系統強化行車安全、做為車與車之間溝通橋梁、電動車節能目的而成為主要光源等，以上是LED光源有別于Halogen與HID(High Intensive Discharge)燈最大差異處，研究結構預估2020年車用LED頭燈滲透率將較2015年成長至3倍。

車用LED頭燈因價格偏高，故有其先行導入的市場，設計，以汽車類別來看，電動車及油電混合車因強調節能環保的特性，正好LED光源符合此需求，2020年該類車款占總市場規模比重將達7%。另，LED光源占中高價位汽車成本比重相對較低，且此類車款講求造型及智能車燈等設計，故LED導入比重較平價車款高。

LED元件邁向小型化之際，車頭燈不僅提供照明功能，且已成為車子「顏面」部分，工程照明，醫院led照明，甚至突顯個性表現，成為消費者選購車輛主要考量項目之一。

另，隨著V2V(Vehicle to Vehicle)應用興起，LED車頭燈也仿效手機通訊軟件，增加可顯示表情符號、駕駛人健康訊息等給其它駕駛，成為駕駛人間簡單的溝通工具外，亦可增加行車安全。

智能型LED矩陣式頭燈扮演行車安全相當重要角色，光源結構是將多顆LED元件排列成矩陣樣式，并搭載攝像模塊、傳感器等系統，CCC認證，每顆LED具有點、滅功能，且矩陣式頭燈會依不同路況調整光形，光束可依周圍環境或轉彎路段而移動方向，當LED愈多顆，愈能彈性調整應照射或不應照射區域，以增加行車安全。

在上述附加功能及差異化等設計下，車頭燈用LED光源將漸取代Halogen及HID，預估至2020年LED比重可望先超越HID燈，與2015年相較呈3倍成長，達15%。

在研發方面，目前LED頭燈研發的方向主要是，采用魚眼加上LED光源的模塊或是LED燈泡方案。LED頭燈在汽車品牌滲透率的提升， led戶外照明，使得車燈廠商積極地尋找有能力生產及設計的LED廠商進行合作開發LED的燈具。

代表企業

最近在車用LED頭燈領域頗受關注的企業是隆達電子。LED垂直整合廠隆達電子今年于LEDTaiwan展中，辦公照明，首次公開發表新事業單位產品，包括不可見光、汽車和列車頭燈高端應用，恒光，特別是自行開發的LED車頭燈模組，現已跨足中國高鐵市場進行測試，預計2016下半年正式導入應用。此舉可說是為了避開紅海市場，開拓新藍海。

隆達新事業單位在過去兩年布局有成，以高端產品技術打開市場，其中車用LED封裝產品已率先臺廠通過AECQ101第三方認證， led亮化工程，今年年初新款LED車頭燈模組也已導入中國汽車及列車市場。

隆達的列車LED頭燈模組采用高科技光學透鏡設計，將光束角度收聚在3度內，功耗僅10W，中心光強可達20萬燭光（candela，cd），應用在火車、地鐵或高鐵頭燈僅需6到10組，一公里照度可達5lux，具有低耗能、高效率及穩定度等優點，可取代傳統HID頭燈。汽車LED頭燈模組為遠近燈合一魚眼設計，近燈功耗僅13W，不僅節能且光度效益高，商業照明，在整體設計與空間運用上也得以提升。

▲隆達車用LED應用于汽車及列車頭燈

▲車用LED元件

▲列車LED頭燈設計

其他LED頭燈示例

馬自達2

日本汽車制造商在馬自達2剛推出時就將LED頭燈作為可選裝備。馬自達2作為MY2015car進入市場，其可選LED頭燈十分精良，不僅配備遠光燈輔助系統，而且選擇范圍廣，設計新穎。這些頭燈在汽車設計中可謂是畫龍點睛，使得馬自達2在眾多車型中一下脫穎而出。

奔馳E級

梅賽德斯-奔馳頭燈也運用了LED矩陣技術，但他們將其命名為多光束LED。在2017款奔馳E級中，LED燈管，每個可選多光束LED頭燈中含有84個單獨控制的LED燈。這種復雜的智能解決方法使寶馬新款E級能夠在任何駕駛情況下提供最佳的光束分布。每個頭燈含多達84個LED，制造商就可以對系統進行編程使LED燈發揮更多的作用，這比那些LED燈少的頭燈功能更強大。

延伸：

車頭燈光學系統

現在的車頭燈光學系統如圖所示，廣泛使用2種光學系統。

車頭燈光學系統

拋物線型利用反射器反射光源射出的光線，家用照明，形成配光圖案。反射器分割成多個區塊，利用其各個區塊的形狀控制光線射向上下左右，形成整體配光。投影型顧名思義，是進行投影的光學系統，會在凸透鏡焦點附近形成與配光圖案相似的光分布，并將其擴大投影。光分布使用名為“復合橢圓反射器”的反射鏡形成，形成近光燈的配光，需要在透鏡焦點附近設置遮光板，以形成減少對面車輛炫光的截止線。投影型因為能夠有效釋放光源的光線，而且體積小，所以得到了廣泛應用。

而且，投影型是使用凸透鏡進行投影，通過改變焦點附近的光分布和遮光板的形狀，電工照明，可以形成各種各樣的配光圖案。下圖是在配光可變式遠光燈ADB（AdaptiveDrivingBeam）中的應用示例。在這個例子中，右側燈具的配光與左側燈具的配光圖案各異，合成形成整體配光。可以在不導致前方車輛炫光的情況下，照亮路旁的行人，增加了辨識性。

ADB的配光

LED車頭燈光學系統

LED車頭燈以前面介紹的車頭燈光學系統為基礎，利用LED的特點提高效率，實現了新的外觀設計和高功能化等。

利用LED的光分布提高光學系統的效率