ヘッドライトの色温度に関する考察

新年明けましておめでとうございます。
今年初めての投稿は、ちょっとお堅いネタです。






V60乗りでみん友のimoimoさんが最近『ヘッドライトの色温度』について、ブログアップされていました。
私は仕事上、光源の評価や測定を行うことがあり、そこそこの測定器が職場にあります。
ちょうど測定器の校正時期の確認のため、部下にチェックさせていましたら、『分光放射照度計』が目に留まりました。



この測定器の特徴は、照度のほかに色温度や演色性（ものの色の見え方の自然らしさ）、分光波形（波長の分布）などが測定できることです。

動作テスト？（imoimoさんのブログに触発されて）を兼ねて、V40のロービーム（純正）における色温度を測定してみました。





色温度はおおよそ3800K位でした。
少し黄色がかった色で電球色の蛍光灯とほぼ同じ色温度になります。
よく言われる『純正HIDは4000K位』よりちょっと色温度が低いですね。

続いて分光波形です。





専門の方だとわかるのですが、HIDランプ特有の分光分布です。
波長のピークはλ＝580～590nmで、やはり黄色の成分が多いことがわかります。
HIDの色温度は封入ガスの成分や組成、ランプ電圧・電流により変化しますが、最近は水銀レスのHIDが多く、車のHIDランプはどうなんでしょうかね？（自動車分野の専門家ではありませんので。。。）

一方、演色性（演色評価指数）は、自然光における色の見え方をRa100として人工光源における色の見え方の自然らしさを評価するもので、測定値はRa=60程度でした。（白熱灯Ra98程度、蛍光灯Ra90程度）
ただし、演色性と光源の効率（ｌｍ/W)は相反するため、車のヘッドライトでは色の自然さよりも光束を稼いでより明るく照らすことに重点を置いており、致し方ないところではあります。

ちなみに昼間（やや曇天）の空の分光波形は以下のようになります。



まんべんなくいろいろな波長の光が含まれていることがわかりますね。
ちなみに最近はやりのLEDの大多数は青色発光ダイオードの表面に黄色蛍光体を乗せているため、λ＝450nm付近（青）とλ＝570nm付近（黄色）の２つのピークがあります。

ところで子供が小さい頃、『空が青いのはなぜ？』と聞かれましたが、まじめに『それはね、レイリー散乱っていう現象で光の波長よりも小さい酸素なんかの分子に光があたると、波長の短い成分（青）がたくさん広がるからだよ』と答えて、『ふぅーん。わかった。』と真顔で答えられました。（ちなみに雲が白くみえるのはミー散乱ですね。）
現在は高校受験を控える中学生ですが、試しに聞いたところほぼほぼ正解を回答しました。（私立の入試問題に出てくれたらいいのですがね。）


うんちくはどうでもいいのですが、みなさんは実用の4000K程度とクール？な6000～7000KのHIDどちらがお好みでしょうか。
私はどっちもありですが、5000K位にしてLEDの色温度と同一にしたいですね。

まだまだ車載して色温度を変えられる（数段階の変更ができればニーズをつかめるかも）LEDヘッドライトは実用が難しいと思います。
実際に作るとするならば、LEDチップの効率が更に向上して微細なサイズが製作可能になり、ちょうど屋外ディスプレイのようにLEDランプ表面に実装できるようになれば、自在に色温度の変更が可能だと思います。

でもリビングに使う照明器具で、色が自在に変えられる（RGBのLEDの組み合わせ）ものがありますが、個人的には『そんなに変えられても緑とか赤とかでリビング照らしてどうすんの？』って思います。

やっぱり、もう少しLED素子自体の性能が上がらないと現実的には無理ではないかな、と思います。

以上、長文失礼しました。(-。-)y-゜゜゜