相较于传统光源除了外型不同外，效能输出与光型输出亦大不相同，运用于头灯时将面对光学规划与散热规划等不同于传统灯具之规划概念。但是也因其不同于传统光源之特性，当与车体成功整合战胜技能难题后，将为车型创始簇新的规划概念。

　　LED现已广泛的运用于车内的相关照明或指示用光源，由图1可知，从车内的仪表板灯、车顶灯、化装灯、迎宾灯等，到车外的尾灯、前后转向灯、倒车灯、第三刹车灯等都可见到LED的相关运用。

　　从LED的运用前史来看，早在1992年时现已有LED运用于第三刹车灯上的先例；而在2000年时则进一步的运用于尾灯、转向灯与刹车灯；到了2002年Audi A8率先将LED光源置于前置灯具内作为日行灯，敞开了规划师与工程师们在前置灯具的幻想空间。在之后的许多世界车展上都能够看到LED作为前照灯源的概念车，如图2所示。

　　LED先天上就具有体积小的优势，运用于前置灯具时更可缩小整组灯具的体积，进一步让出名贵的引擎空间与其它相关设备，以现有的卤素灯泡或是放电式灯泡规划的灯具总长约300mm，而在许多概念车的规划上，LED灯具只要125mm长。而藉由体积小的优势，更能够合作规划多款不同的造型规划，从而为车体造型发明不同的视觉观感，跳脱传统灯具的圆形规划。

　　跟着运用层面的不同，车厂也选用不同的LED光源封装对应不同的环境要求，依需求亮度不同可简略分为指示用、照明用与投射用三种不同需求。指示用光源可见于第三刹车灯、尾灯组(尾灯、刹车灯、转向灯等)、侧灯等，其光源输出流明值低，所需功率低，约在70mW~200mW，发生的热量关于封装体影响较小，因而在封装上会疏忽此热量形成的影响，而直接运用树脂类资料包覆全体以进行封装，而由于树脂的热传导系数低(W/mK)，所以其相关热阻会因散热不易而升高至50~200K/W；而照明用光源其封装功率会相对进步，除了可运用于指示用光源类的产品之外，亦可用于亮度要求较高的日行灯、雾灯、前方向灯等，但也由于损耗功率添加(功率约在1~5W)，散热部分不能如指示光源般不考虑散热问题，除了树脂类资料封装外需求运用金属块将热导出以坚持出光功率，其热阻坚持在15K/W以下；而投射用光源则是光源封装亮度需求最高者，其运用产品曾经照体系(远灯、近灯、雾灯等)为主，其单体封装需在4W以上，而在热阻上需小于5K/W，以保证在引擎室的高温下能坚持散热才能，并坚持光源输出功率在可用的范围内。

　　不同的运用层面，其总亮度需求也随之不同，以内部照明而言大约需求80流明的亮度，一般选用外表黏着型(SMT)的封装，单体封装约2流明输出，功率可达15~20lm/W。以第三刹车灯而言大约需求30lm的亮度，一般选用炮弹型的封装结构(φ=5mm)，单体封装亮度约4流明，功率可达20~40lm/W。

　　而尾灯组关于亮度需求约300~500lm，一般选用1W的SMT封装结构，单体封装亮度约10~20lm，功率可达15~40lm/W。以上都是现已运用于车体的光源，而现在LED厂与车厂正积极合作，试着将LED导入前照体系(头灯、雾灯)中，其间车厂关于头灯的亮度需求约2000流明的白光，LED厂现在则运用高瓦数的SMT LED封装架构，每单体封装可输出100~200lm，功率预期进步至50~100lm/W。

　　现在运用于车上的灯源可区分为白炽灯泡、卤素灯泡、气体放电式灯泡与LED光源，其比较如图4所示。

　　开端着手规划头灯之前，应先考虑法规上的相关规定，包含光型亮度，环境测验，亮度衰减等需求，进一步考虑相关光学规划，组织规划，耐热规划与电控规划等细节，关于LED而言，光学规划的考虑除了反射罩规划之外，需求考虑LED自身的出光光型，不同的封装型态将发生不同的光型输出，进一步将影响反射罩或成像透竞的要求，与传统头灯规划需考虑不同灯泡(H1、H4、H7、H11等)相似。在传统的头灯规划上，灯泡自身的光子开释来自加热钨灯丝，不会因自身宣布的热或来自引擎室的高温而影响亮度输出，散热要点落在整个头灯腔体的均温规划而非灯泡的散热，但在头灯资料的挑选上则需考虑是否可接受来自灯泡的高温(头灯腔体约接受100℃的温度，雾灯腔内温度可高至300℃)，所以在此选用的资料一般都以耐热材为主；但是关于LED而言，其光子开释来自于PN接口的能阶跳动，与温度呈现负相关，温度越高则光源输出越弱，因而散热成为LED作为光源规划的重要课题。

　　光学规划时先考虑法规需求，评论视角与强度联系，以近灯为例须针对其特别的15度扬角规划，如图5所示。在传统的灯具规划上由先期的运用反射罩合作透镜刻纹作视点与强度的操控，演化成为运用反射罩直接操控强度视点，也发展出运用成像方法的鱼眼透镜规划法。不管何种的规划方法都须先考虑选用光源的特性，特别是视点与强度的光型输出(Beam pattern)，对传统的光源而言，大多为柱状光源，可发生相似蝴蝶外型的光型输出，从而发展出来与之调配的透镜、反射罩、挡板、透镜等光学组件。而运用LED作为光源规划灯具时，需重新考虑其光学特性由传统的柱状光源变为平面光源(不同的封装规划有不同的光型输出)，从而调配外部的光学组件而发生不同组合以运用于不同产品，按照德国车灯大厂HELLA的规划分类，可将光源分为八大类，如图6 所示。LED现在的单位面积发光量尚不及卤素灯泡与放电式灯泡，想得到相同的流明输出，LED需求较大的封装面积。跟着光源输出面积的添加，光学规划的难度也随之进步，所以在现有的概念车上，都以模块化光学规划替代既有的单一灯室规划，运用多组灯源到达传统灯具的照明水平，除了下降光学规划的难度，也添加车体造型的规划感。

　　散热规划是LED光源差异于传统光源的课题之一。传统灯具发生的热远高于LED，但传统灯具不会由于高温而下降其光源输出才能，但LED的光输出却会跟着自身接口(Junction, PN接口)温度的升高而下降，如图8所示。而其发生的热怎么散除到外界环境与其封装结构资料休戚相关，牵涉到运用的散热资料与相关外型，联系如图9所示，其间热阻的概念，代表输入W功率时，需求进步多少K温度才足以散热。以现有的封装技能最高可答应LED操作在185℃(Lumiled K2)，但一般由于封装胶材的联系，可答应的操作温度约在125℃，除了考虑光源输出功率之外，亦考虑封装胶材的蜕变(树脂类资料在高温有老化现象)。

　　引擎室的温度在灯具邻近最高可到85℃，合作Lumiled K2可有100℃的散热空间，但若合作一般的LED则只要40℃的散热空间，调查相关热阻，R_Junction-Slug、R_Slug-Board都决定于封装体，对规划者而言只能针对R_Board-Ambient尽力，其间包含怎么将封装体固定于散热基板上(接着质量)、散热结构外型规划、主被迫散热考虑与外部环境等条件。因而在此处应该与组织进行相关模仿规划，获得灯具在引擎室内的流场与温度条件后再考虑所需的散热形式，若选用被散动热得需求较大的散热空间，对引擎是而言是不小的担负，若选用自动式散热，尽管所需散热环境较小，但由于添加了电扇等可动件，反而需考虑此可动件可否经过车灯上的相关法规，包含轰动、粉尘、腐蚀与湿气等苛刻环境。

　　LED运用于头灯上在许多的车展上各家车厂都有展现相关的概念车，但在头灯部分没有看见有制品呈现，仍有需多问题尚待处理。其间首要问题应在于亮度输出、散热问题与差错规划。

　　头灯的亮度需求近灯900流明，远灯1100流明，全体需求2000流明，约是Lumiled出产40颗1W封装体Luxeon emitter在25℃的总光源输出，但当其外界温度升高至50℃时，其功率将降至80%以下，且其光源输出面积约90_2(气体放电式灯泡约13_2)，规划难度亦随之进步。

　　在LED工业中，应对磊晶形成芯片的不均匀而发展出所谓的分类出售的进程，特别是高瓦数的芯片在LED工业上是全检出货，按照波长亮度进行分类，也因而封装后的个别存在着纤细的距离，此距离或许存在于亮度、色温或是牢靠度上。但是运用LED于头灯时，不可避免会运用多颗芯片以输出满足亮度进行光学规划，此刻需特别注意LED质量检测与质量操控的环节，以保证相同质量的光源输出。

　　自2003年以降，超越13家以上的车厂在相关车展上展出以LED头灯为诉求的概念车。例如，Lexus车厂发布音讯，在2007年中将推出一款以LED为头灯的量产车。信任存在于LED的相关工程问题将在顾客的殷殷期盼下逐个处理，且让我们拭目而待。(本文选自台湾《零组件》杂志)