三、不同的應用層面 對于亮度需求也有所不同

　　基本上，以流明亮度的需求來看，一般在汽車內部所使用的照明設備大約需要80流明的亮度，大多采用表面黏著型(Surface Mount Technology;SMT)的封裝方式，單體封裝約為2流明輸出之多，其發光效率則可以達到1520lm/W之間。其次，車用的第三煞車光源則約略需要30流明的亮度，一般采用直徑5mm的炮彈型(Lamp)封裝技術，借以加強設計光照角度及強度，再透過樹脂透鏡安裝在發光元件上，而達到對光的調節，其單體封裝亮度約4流明，發光效率則可達2040lm/W。至于，汽車尾燈對于亮度的要求，約在300500流明之間，一般采用1W的SMT封裝技術，單體封裝亮度約1020流明，效率可達1540lm/W。

　　圖說：受限于發光亮度不足，在過去之前，LED大多是作為車內指示燈或是照明用上，而近幾年才開始運用在第三煞車燈、尾燈、方向輔助燈等。

　　以上是安裝在汽車上實際作為車體的光源量測數據，而目前LED廠與車廠正積極合作，試著將LED導入前照系統(頭燈、霧燈)中，其中車廠對于頭燈的亮度需求約2，000流明的白光，LED廠目前則應用高瓦數的SMTLED封裝架構，每單體封裝可輸出100200流明，效率預期提高至50100lm/W，目前使用于車上的燈源可區分為白熾燈泡、鹵素燈泡、氣體放電式燈泡與LED光源。

　　四、如何開始著手LED汽車頭燈設計

　　(一)規范要求

　　開始著手設計頭燈之前，應先考慮法規上的相關規定，包括光型亮度、環境測試、亮度衰減等需求，進一步考慮相關光學設計，機構設計，耐熱設計與電控設計等細節，對于LED而言，光學設計的考慮除了反射罩設計之外，尚需考慮LED本身的出光光型，不同的封裝型態將產生不同的光型輸出，進一步將影響反射罩或成像透競的要求，與傳統頭燈設計需考慮不同燈泡(H1、H4、H7、H11等)類似。

　　在傳統的頭燈設計上，燈泡本身的光子釋放來自加熱鎢燈絲，不會因自身發出的熱或來自引擎室的高溫而影響亮度輸出，散熱重點落在整個頭燈腔體的均溫設計而非燈泡的散熱，但在頭燈材料的選擇上則需考慮是否可承受來自燈泡的高溫，如汽車頭燈腔體約承受100℃的溫度，霧燈腔內溫度可高至300℃，所以在此選用的材料一般都以耐熱材為主。然而對于LED而言，其光子釋放來自于PN界面的能階跳動，與溫度呈現負相關，溫度越高則光源輸出越弱，因此散熱成為LED作為光源設計的重要課題。

　　(二)光學設計

　　光學設計時先考慮法規需求，討論視角與強度關系，以近燈為例須針對其特殊的15度揚角設計。在傳統的燈具設計上由先期的利用反射罩配合透鏡刻紋作角度與強度的控制，演變成為利用反射罩直接控制強度角度，也發展出利用成像方式的魚眼透鏡設計法。不論何種的設計方式都須先考慮選用光源的特性，特別是角度與強度的光型輸出(Beampattern)，對傳統的光源而言，大多為柱狀光源，可產生類似蝴蝶外型的光型輸出，進而發展出來與之搭配的透鏡、反射罩、擋板、透鏡等光學組件。而利用LED作為光源設計燈具時，需重新考慮其光學特性由傳統的柱狀光源變為平面光源，進而搭配外部的光學組件而產生不同組合以應用于不同產品，依照德國車燈大廠HELLA的設計分類，可將光源分為八大類。

　　LED目前的單位面積發光量尚不及鹵素燈泡與放電式燈泡，想得到相同的流明輸出，LED需要較大的封裝面積。隨著光源輸出面積的增加，光學設計的難度也隨之提升，所以在現有的概念車上，都以模塊化光學設計取代既有的單一燈室設計，利用多組燈源達到傳統燈具的照明水平，除了降低光學設計的難度，也增加車體造型的設計感。

　　圖說：透過平直散熱片散熱的空氣流動應用計算型流體動力學模擬，散熱片區域中的空氣進行流通出口，增加LED的散熱效能。