前照灯 100年の進化

　前照灯を中心に自動車灯具の歴史と進化を纏めています。初期の自動車灯具は ”前照灯” と ”標識灯” の区分が難しい為、明確になる時代までは “灯具”、”ランプ” と表現します

　20世紀半ば以降の新製品や新技術の抽出基準は量産車への初採用とし、トピックと思しき技術や新製品は個別に抽出しています

　青アンダーラインは法制化トピックです

～1900年

前照灯の起源、馬車用の提灯やランタン

　江戸時代の主な陸上移動手段は ”馬”、”馬車”、”カゴ” などで、明治時代に入ると ”汽車” や ”自転車” ”人力車” が加わります。明治政府はそれら移動手段に対して夜間無灯通行を禁じ、馬車や人力車は提灯やランタン等の灯具を装着しました　

ランプ付き馬車 歌川貞秀《横浜休日亜墨利加人遊行》 文久元年 1861年　

提灯付き人力車　明治時代製造

初期の自動車灯具

　1886年にガソリン内燃機関の３輪自動車 ”Benz-Patent-motorwagen” と、同４輪自動車 ”Daimler motor Carriage” がドイツで試作されます。初期の写真では灯具類は搭載されていませんが、翌年の写真や博物館の展示車両には灯具が装着されています

左　Model1：1885－1886　　　右　Model3：1886－1894、灯具を装着

最初のガソリン内燃機関自動車　Benz Patent Motorwagen

左：Daimler Motor Carriage 1886年　　　　右　ランプ拡大、側方や後方から光が見える構造　　

最初のガソリン内燃機関4輪自動車　Damiler Motor Carriage、灯具を装着

　その頃、米国でジョージ・セルダンが1877年に内燃機関自動車を設計したと主張し特許を取得、後にセルダン特許紛争が起きます。下のセルダンの乗る車両には灯具が装着されています

　1890年代後半、電気自動車の最高速度は100km/hを超えましたが、遠方を照らせる車載灯具は存在せず、夜間は速度を上げて走行することはできませんでした

初期の自動車用電球ランプ

　1879年にエジソンが実用的な白熱電球を発明します。初期のフィラメントは振動に弱く、家庭用照明としては広まったものの、自動車に搭載されるまでは年月を要しました

　1896年、英国の馬車メーカー ”スロップ＆メイブリー社” は馬車を改造した王室用の電気自動車を製造します。車内に3個の電球を搭載し、床下の蓄電池から電気が供給されました

　Thrupp and Maberly社 ビクトリア型電気自動車

　1898年、米国 ”Columbia Electric Car社” が電球式ランプをランタンの上位オプションとして設定します。しかしフィラメントが直ぐに切れるなど、実用レベルではなかったようです。Columbia社の電球式ランプの写真が見つからない為、同年代のRIKER Electric Automobile社 の電球式ランプを示します

　左：Riker Electric Automobile 　　　右：電球ランプ部 拡大
国立米国歴史博物館、1900年頃の車両

　電球式ランプの普及が本格化するのは、約10年後の1908年以降になります　

1900年～1910年

アセチレンガス灯の前照灯が登場

　19世紀後半、ロウソクやオイル灯の約10倍も明るいアセチレンガス灯が実用化されると、自動車の灯具として使用されるようになります

　参考ブログ：化学と歴史のネタ帳

　初期のアセチレンガス灯は推定で100カンデラ前後の明るさで、最大で10m先しか照らせなかったと思われますが、1900年代に入るとレンズやリフレクタ等の光学部品の製造技術が進みます。光度は数千カンデラまで上がり、”前照灯（Headlamp、以降HL）” に相応しい明るさの灯具が誕生します

アセチレンHL ・ Mercedes Simplex 40PS　　 1902年 　

　アセチレンHLは、1900年代前半から1910年代後半までの短期間でしたが、1908年生産開始のフォードT型に搭載されます。電球式HLが普及するまでの ”繋ぎ” として重要な役割を果たしました

　その頃、白熱電球のフィラメントがカーボンからタングステンに変わり、振動に強い電球が登場します。1908年頃から高級車を中心に電球式HLの搭載が本格化していきます

03年　日本初の自動車取締規則 夜間無灯通行禁止「愛知県 乗合自動車営業取締規則 県令第61号」
07年　日本初 国産ガソリン車、吉田号タクリー　アセチレンHL

左：タクリー１号車　　　　　　　右：タクリー４号車

08年　世界初 電球式ランプキット（ヘッドランプ、サイドランプ、リアランプ）
　　　　Pockley Automobile Electric Lighting Syndicate
08年　世界初 レンズ＆リフレクターによる集光型アセチレンHL、WMI（現Hella・Forvia）

アセチレン・サーチライト “SYSTEM HELLA”

09年　日本　ライセンスプレートランプ装着義務付け
09年　世界初 タングステン電球式HL、ロールスロイス

1910年代

電球式HLが市場を席巻、眩しいHLへの規制が始まる

　1910年代半ば以降は、オイル灯やアセチレンガス灯の燃焼系光源が一斉に電球に置き換わり、1915年以降のフォードT型は電球式HLが標準になります

　明るさはそれまでの最大数千カンデラから２万カンデラ以上に増大しましたが、当時のHLはハイビームのみであり、対向車への眩しさが社会問題化します。1915年米国マサチューセッツを皮切りに、米国の主要都市や州単位で ”眩しいHL” が使用禁止になります

　眩しいHLの使用規制に対応する為、1915年にキャディラックがハイビームを下側に向ける機械式のロービームを初めて搭載し、すれ違い用前照灯（ロービーム）が誕生します。その後はビュイック、オールズモービル等の高級車も、ハイビームの減光や副灯の装着等で規制への対応を進めます

　以前から使用されていた車両はハイビームしか装着されていない為、ハイビームの一部を遮光することで眩しさを抑える対策をしました　　

12年　世界初 車両電気システムと一体化された普及型 電球式HL、Cadillac

Cadillac Model30 Tourer 1912年式

14年　世界初 2輪向けタングステン電球式HL、Indian Hendee Special

15年　米国　マサチューセッツ州が配光法規制定　
15年　世界初 ハイ／ロー切替HL（機械式）、Cadillac、Guide Lamp Company
17年　世界初 車室内レバー操作式ハイ／ロー切替HL、Cadillac Type55

18年　世界初 尾灯、方向指示灯
19年　世界初 自動車用ヘッドライト専用工場、CIBIE

1920年代

遠方視認性と眩しさ抑制を両立する ”マルチビーム方式” が確立する

　1920年代になると、ほぼ全ての車両が電球式HLを装着し、ハイビームとロービームの2種類の配光を交通シーンに応じて切り替えるようになります。複数ビームを使い分けるHLシステムを ”マルチビーム方式” と呼びます

　マルチビーム方式の弱点は、HLを複数搭載することによる高コストでしたが、ハイビーム用とロービーム用のダブルフィラメントを1つのバルブに搭載した2灯式電球が登場し、１つのHLでハイビームとロービームを切り替えることが可能になりました

　ダブルフィラメント・バルブを用いた２灯式HLは瞬く間に主流となり、100年後の現在においても、H4ハロゲンバルブの２灯式HLというカタチで、基本コンセプトはそのまま残されています

　
24年　世界初 ダブルフィラメント式ハイ／ロー切替バルブ Bilux Bulb、Bosch & Osram

オスラム BiLuxバルブ広告　1929年

26年　世界初 淡黄色フォグランプ、ルマンレース用、CIBIE

27年　世界初 足踏み式・ハイビーム／ロービーム切替システム
29年　世界初 トリプルフィラメント式ハイ/ロー/スモール切替HL,ｲｽﾊﾟﾉｽｲｻﾞ32CV H6b

1930年代

照射性能の向上を目指し、前照灯の多機能化が進む

　ロービームの限られた視界を拡大すべく、ハイビームとロービームの中間配光となるミドルビームやフォグランプの実用化が進みます。この頃、真空蒸着技術が確立され、高反射率リフレクタの大量生産が可能になります。1939年にはシールドビームの原型となる ”メタルバック式シールドビーム” が開発され、キャディラックに搭載されます　

33年　世界初 トリプルフィラメント式ハイ／ミドル／ロービーム切替HL、Packard

34年　世界初 ダブルフィラメント式ハイ／ミドル／ロービーム切替HL、Nash

ミドルビームは助手席側HLのみをハイビームに切り替える

35年　世界初 REFスイブル式・追加ロービーム、Tatra
36年　世界初 リトラクタブルHL、Cord 810/812

車室内の左右にあるハンドルを廻してHLを開閉

37年　フランス 前照灯の黄色光を義務化
38年　世界初 フォグランプ、Cadillac
39年　世界初 シールドビームHL、Calillac series 62、General Electric

1940年代

米国で7インチ丸形前照灯が規格化され、単一形状HLの大量生産が始まる

　1940年、米国政府はシールドビームを想定した 7インチ丸形前照灯の装着を義務化。世界中の多くの自動車メーカーが米国に倣い、単一形状のHLを搭載するようになります

　HLの性能向上や多機能化を目指す動きは下火になりますが、当時のHLは寿命が100h～300hの消耗部品でしたので、大量生産による低価格化と安定供給の実現は、他の自動車補修部品のお手本とされました

　この頃から車体デザインは曲面基調になっていきます。HLは車体デザインの一部に取り込まれ、発光部だけが顔を覗かせるようになります

40年　米国　7インチシールドビーム規格化（～83年）、Low/High：30W/40W、Max75000cd/台
42年　世界初　電動開閉式リトラクタブルHL、クライスラー デソート・クラブクーペ

47年　世界初 非対称ロービーム、CIBIE
47年　世界初 ステアリング連動式・センターハイビーム、Tuckar Torpedo

中央ライト：Cyclops-Eye

1950年代

シールドビームの普及が本格化し、バリエーションが追加される

　米国自動車産業の黄金期と言える時代で、車両の大排気量化と高性能化が進みます。シールドビームの照射性能が引き上げられた他、車両スタイリングの差別化ニーズを受け、１台あたりの前照灯装着数は従前の２灯に加えて４灯も可能になるなどバリエーションが増えていきます

　日本は終戦後 GHQ指揮下にあり、1949年に自動車生産が解禁された後は、当時の国産メーカーは外国ブランド車のノックダウン生産を開始します。トヨタは純国産に拘り、1955年にトヨペット・クラウンの生産を開始します

　この頃、日本のライトメーカーはシールドビームの内製化を進めています。東芝と小糸製作所は高性能で製造難易度が高いオールグラス・シールドビームの生産を開始し、スタンレー電気はコスト競争力が高いメタルバック方式を生産するようになります

52年　世界初 自動ハイ／ロー切替HL（Autronic Eye）、Cadillac models、Guide

54年　米国 7インチシールドビーム出力引き上げ、Low/High：30W/40W ⇒ 40W/50W
54年　世界初 自動レベライザー（サスペンション連結リンク）、Panhard Dyna Z、CIBIE

56年　アメリカ 前照灯のメカニカルエーミングを導入
57年　アジア初 シールドビーム生産販売開始、小糸製作所

57年　米国初　ハイ／ローHL ＋ ハイHLの4灯HL、Cadillac
57年　米国初　ハイ／ローHL＋ハイHLの縦積み4灯HL、Nash Ambassador
57年　米国　オールウェザー型前照灯を規格化、上方10°～90°：125cd以下
58年　米国　4灯式シールドビーム（丸形） 規格化
58年5月　日本初 4灯式メタルバックシールドビーム、スタンレー電気

1960年代

欧州で高輝度長寿命のハロゲンバルブが誕生する

　1962年、白熱バルブの改良版として、不活性ガスのハロゲンをバルブに高圧封入したハロゲンバルブが欧州で開発されます。バルブ内壁の黒化が抑制され長寿命化する他に、投入電圧を高めることが可能になり、灯光色は白色光に近づいていきます

　米国はシールドビーム規格を維持し、従来の白熱バルブの光源以外を認めなかった為、HL開発は欧州が先行するようになります　　

60年9月　 世界初 角型HL、Ford Taunus P3、Hella
60年10月　日本 保安基準改定 すれ違いビーム距離 15m→30m、走行ビーム距離 50m→100m
60年10月　日本初 自動ハイ／ロー切替HL、いすゞ ヒルマンミンクス、松下電器産業

ヒルマン ミンクス Hi-Style PH400型 　オートビーム・チェンジャー

　
62年　世界初 ハロゲンバルブH1発表
67年　米国 FMVSS108公布
67年　世界初 ステアリング連動式HL、シトロエン DS
67年　日本初 リトラクタブルHL、トヨタ 2000GT、小糸製作所

68年　米国 ヘッドライトカバー禁止
69年　世界初 プロジェクターHL、Dodge Super-Lite（追加ライト）、クライスラー＆シルバニア

1970年代

H4バルブ登場、ハロゲンHLが世界的に普及

　1960年代後半、欧州でハイビーム用とロービーム用のダブル・フィラメントを持つ ”H4” タイプの ハロゲンバルブが開発されます。1971年に欧州で認可されると、すぐにハロゲンHLの主役光源になります

　米国NHTSA（運輸省道路交通安全局）は 欧州のH4バルブを許可しない一方で、ほぼ同形状の”HB2” ハロゲンバルブを規格化し、米国市場でもハロゲンHLの普及が始まります

71年　欧州 ハロゲンバルブH4 規格化　ハイビーム最大光度 112,500cd/片側
71年5月4日　世界初 LED-HLコンセプトイラスト、The Wall Street Journal

72年1月　米国 2灯シールドビーム出力引き上げ、Low/High：40W/50W ⇒ 50W/60W
72年2月　日本初 シールドビーム用ハウジングの樹脂化、トヨタ ニューパブリカ、東芝電気
73年12月 日本 改正保安基準 すれ違いビーム視認距離 30m → 40m
74年　米国 角型2灯、角型4灯シールドビーム規格化、認可
76年　北欧 HLクリーナー義務付け
78年　米国 ハイビーム最大光度引き上げ 75,000cd/台 → 150,000cd/台
78年　日本 沖縄の通行区分を左側通行に変更

79年7月　日本初 異形HL、日産 スカイライン 、小糸製作所

1980年代

米国のシールドビーム義務化が終了し、異形HLが主流になる

　モータリゼーションを規格化と大量生産で支えたシールドビームはその役割を終え、各車のスタイリングに合わせて設計された異形HLが主流になります

　この頃、パソコンによる光学シミュレーションが広まります。設計難易度が高いとされていたプロジェクタ光学系が開発されると、HLの小型化が加速し、車体のエアロダイナミクス・デザインの実現に大きく貢献することになります

81年9月　世界初 樹脂レンズHL、トヨタ カリーナ、小糸製作所

83年3月　世界初 2輪用リトラクタブルHL、Honda Spacy125 striker

83年7月　 米国 異形ヘッドランプが許可される
83年9月　（確認中）パラレルライズアップHL　日産 フェアレディZ
83年10月 米国 ハイマウントストップ義務付け
84年　　　1937年以降で米国初 電球交換式HL（HB1/9004）、Lincoln Mark VII
84年12月　世界初 オール樹脂製異形HL、トヨタ ソアラ、小糸製作所

86年6月　世界初 プロジェクター式ロービームHL、BMW７series、Bosch & Hella

86年10月　世界初 LEDハイマウントストップランプ、日産 フェアレディZ後期、市光工業

HMSL灯具は市光工業製、LEDはスタンレー電気製

87年8月　日本初 プロジェクター・ロービームHL、日産 スカイラインR31後期、市光工業

88年5月　世界初 4灯式プロジェクター・HL、日産 シルビアS13（オプション）、市光工業

88年9月　世界初 標準搭載4灯式プロジェクターHL、日産 セフィーロ

89年9月　世界初 クリアレンズ・MRヘッドランプ、ホンダ アコード、スタンレー電気

1990年代

レンズの透明化とHID登場により、デザインと明るさが向上

　1990年代はHL表面レンズの光学ステップが廃止されて透明化が進み、HL外観が大きく変化します。HL内部の光学部品は車体デザインの一部となり、HLは次第に意匠部品としての役割を担うようになっていきます

　明るさはHID光源が実用化されて飛躍的に向上しました。ハロゲンバルブの総光束1000ルーメン～1500ルーメンに対し、HIDバルブの総光束は約3000ルーメンで倍以上です。ロービームに関しては、ほぼ上限の明るさに到達したと言えます

　HIDバルブの寿命はハロゲン比3倍、消費電力は2/3 で理想的な光源と考えられていましたが、点灯回路が複雑になり、重量と高コストが問題とされました

90年1月　西ドイツ HLレベリング義務化
90年1月　世界初 オンボード式エイミングHL、トヨタ ランドクルーザー、小糸製作所

90年7月　日本初 発光グリル、日野自動車 セレガ、小糸製作所

90年　　カナダ DRL義務化

91年　　世界初 レースカー用HID‐HL、日産 R91CP、市光工業

92年　 　世界初 HID‐HL、BWW 7series（オプション）、Hella ＆ Bosch
93年9月　世界初 高効率ハイパーハロゲン・Raybrig、スタンレー電気

95年　　　世界初 ネオン管HMSL、FORD Explorer、オスラム・シルバニア
95年10月　日本初 アフターマーケット用HID、BELLOF JAPAN
96年　　　世界初 直流点灯式HID‐HL、Lincoln Mark VIII、オスラム・シルバニア
96年6月　 日本初 HID‐HL、三菱自動車工業 スーパーグレート、スタンレー電気

96年8月　日本初 乗用車向けHID-HL、日産 テラノ、小糸製作所

97年　　 米国 ビジュアルエイミング認可
99年1月　世界初 脱着式樹脂レンズHL、トヨタ ビッツ、市光工業

99年3月　世界初 2灯式HID‐HL、Benz CL
99年6月　日本初 LEDリアコンビネーションランプ、日産グロリアY34、市光工業

99年10月　世界初 LED-HLコンセプトカー、FORD 021C

2000年代

配光可変が認可された他、LED光源の性能が実用化レベルに向上

　それまでのHL法規は、意図的に配光や光度を変化させることを禁じていましたが、2003年に欧州でAFS（Adaptive Front lighting System)が認可されると、車載センサーと連動して自律的に配光を可変するHLが実用化されます

　この頃、白色LEDの性能向上が著しく、2005年にDRLへ採用後、2007年に初めてロービーム光源に使用されます。ただし光源の価格が高く、LED-HLは高級車のオプションや、EV等の環境対応車の象徴アイテムとして採用されていきます

00年1月　世界初 LEDリアランプ、日産 ティーノ、スタンレー電気　　　　

00年2月　世界初 アフターマーケット用発光部移動式Bi-HIDバルブ、BELLOF JAPAN　
00年8月　日本初 パラボラ2灯式HID‐HL　三菱自動車工業 パジェロ、小糸製作所

01年3月　世界初 2輪向け4灯式HID‐HL、ホンダ ゴールドウィング、スタンレー電気

01年5月　世界初 複眼HID-HL、日産 シーマ、スタンレー電気

上段の7眼発光部が「ガトリングビーム」、HID1灯

02年8月 　 日本初 プロジェクター&リフレクタHL、日産 フェアレディZ、小糸製作所
02年12月　世界初 2輪向け複眼HL、ヤマハ YZF‐R6、スタンレー電気

ガトリングビーム：片側2眼（光源はハロゲンバルブ１個）

03年2月　世界初 AFS‐HL、トヨタ ハリアー、小糸製作所

03年5月　国内初 LEDリアフォグランプ　富士重工業 レガシー、小糸製作所

03年5月　世界初 ラインビームHL、ホンダ CBR600RR、スタンレー電気

03年6月　世界初 4輪向けラインビームHL（高さ40㎜）　ホンダ インスパイア、スタンレー電気

03年6月　世界初 REF可動式スイブルAFS-HL　ホンダ ステップワゴン、スタンレー電気

03年7月　世界初 レーザー溶着工法フォグランプ　トヨタ RAV4、小糸製作所

04年7月　世界初 水銀フリーHID-HL、トヨタ ポルテ、デンソー＆小糸製作所

05年3月　世界初 LED-DRL-HL、Audi A8 Quattro 6.0L、Hella

5-pointed type star front lights

06年9月　世界初 赤外線＆ハイビーム切替えプロジェクタ、Lexus LS460、小糸製作所

07年3月　世界初 LED‐HL、Lexus LS600h、小糸製作所

08年4月　 日本初 水銀フリーHIDバルブ量産、トヨタ マークX、東芝ライテック

08年5月 　世界初 フルLED-HL、Audi R8、Automotive Lighting

08年10月　米国初 フルLED-HL、Cadillac Platinum、Hella

09年4月　 世界初 ロービーム可変アダプティブハイビーム、Benz E-class、Hella

2010年代

ADBが実用化され、光源はHIDからLEDへシフト

　2011年、欧州でADB（Adaptive-Driving-Beam）が法規化されます。車載カメラが前方車両を検知し、光を当てないようにハイビーム配光を可変するシステムです。作動トリガーにドライバー操作が含まれない為、自律型の配光制御システムに分類されます。北米ではNHTSA（米国運輸省道路交通安全局）によるADB法規の検討着手が遅れた為、ADBの法制化は2022年以降になります

　LEDは明るさ向上と低価格化が進み、普及拡大期に突入します。2010年代半ばに白色LEDの明るさがHIDを超え、価格もHIDと同等以下になると、HIDからLEDへの置き換えが進み、HID‐HLを搭載する新車は市場から消えることになりました。赤色LEDや橙色LEDも価格が低下し、リヤランプやターンランプのLED化も急速に進みました

10年2月　 世界初 カットオフ左右駆動型ADB、VW Touareg、Hella

10年12月　世界初 REF式LED‐HL、日産 リーフ、市光工業

11年2月　欧州 DRL義務化

12年2月　世界初 2輪向けLED-HL、Ducati Panigale 1199 S tricolore

12年7月　世界初 LED-ADB‐HL、BMW 7seires

12年12月　日本初 ADB‐HL、Lexus LS、小糸製作所

12年12月　日本初 ガソリン軽自動車用LED-HL、ダイハツ ムーブ、小糸製作所

13年3月　世界初 公道走行可能なレーザーHL、SimDrive Sim-Cell、スタンレー電気

13年6月　世界初 標準搭載LED-HL、トヨタ USカローラ、小糸製作所

14年6月　　世界初 レースカー用レーザーHL、R18e-tron、Audi

　14年10月　世界初 レーザーハイビーム、アウディ R8‐LMX、AL（現マレリ）

14年11月　世界初 LED1灯式バイファンクションLED‐HL、トヨタ プリウスα、小糸製作所

15年1月　世界初 ソケット型標準LED（ポジション用）、アルファード30系、市光工業

2015年1月7日　日本初 LEDアレイADB、マツダ アテンザ／CX-5、小糸製作所／スタンレー電気

左：アテンザ　　　　　　右：CX-5

18年　　 世界初 カメラベース制御Laser-HL、BMW、Automotive Lighting

18年3月　世界初 130万画素 DLP-HL、Daimler Benz mybach、Automotive lighting

19年9月　世界初 スキャン式ADB、Lexus RX、小糸製作所

19年10月　日本初 ディミング・ターンシグナルランプ、マツダ CX-30、スタンレー電気

2020年代

T.B.C

20年4月　日本 オートライト義務化（継続生産車は21年4月）
22年9月　日本初 歩行者スポット照射機能付きADB、マツダCX‐60、スタンレー電気

22年2月　　北米 ADB法制化
22年12月　世界初 高解像LED‐ADB、ポルシェ カイエン、FORVIA