美國(guó)能源部有計(jì)劃將8級(jí)重卡(毛重15噸以上)能耗降低50%以上。為了配合這一計(jì)劃，Grote Industries公司的一個(gè)照明研究小組開發(fā)了一套低能耗、高亮度的LED頭燈，可以直接安裝，并配合原裝白熾大燈所搭配的殼體和透鏡。
傳統(tǒng)白熾大燈、鹵素大燈和HID大燈的光源均為4π點(diǎn)光源，光向四周發(fā)射，即射向全球面，相比之下，LED屬于2π光源，光向一個(gè)面發(fā)射，即半個(gè)球面，所以需要特殊的光學(xué)布置。另外LED頭燈還需要額外的熱管理系統(tǒng)，以確保LED光源的使用壽命。
能源部的重卡計(jì)劃對(duì)照明用電量有嚴(yán)格限制，所以LED大燈的能耗成為了開發(fā)中最關(guān)鍵的指標(biāo)。設(shè)計(jì)小組正好借此機(jī)會(huì)，嘗試許多領(lǐng)先的光學(xué)和熱學(xué)新技術(shù)。
該套LED大燈使用光反射的原理，LED位于反射鏡之前，出射光線方向向后。出于效率、壽命、色溫和可靠性的考慮，該套頭燈采用多盞白光LED。研究對(duì)比了許多不同種類的大功率白光LED光源。近光燈采用一行四列布置的塑模LED。因?yàn)槎鄠€(gè)燈頭需要多個(gè)塑模，所以這幾個(gè)塑模干脆制成了一體，使得在日后安裝時(shí)不用再浪費(fèi)時(shí)間調(diào)整幾個(gè)塑模之間的位置配合，可以直接在車輛前方獲得邊界清晰的光斑。
圖1：LED頭燈。其中可以看到LED支架，其作用是支承LED光源，使光線向后入射到反射鏡上
