与一般照明相比，医疗照明在照明需求和市场准入方面具有特殊性，有严格的标准和技术指标[1-2]。这些特殊性和技术标准使得这个行业的技术壁垒相对较高，因此对于技术、人才等要求也相对较高。此外，许多公司企业也只不过是顺带生产LED医用照明器械，比如照明行业的巨头公司Philips，在医疗行业有多款照明产品。因此，目前处于起步阶段的LED医疗照明还有许多问题亟待解决。当然，相对于传统的照明光源，LED医疗照明因其显色性好、节能、易于集成等优势更易于被行业接受，也更易于立竿见影。如今，从医院的建筑照明、特殊医疗洁净室照明、手术无影灯等比较大的场景照明，小到涉及照明医用器械或者辅助治疗工具等，LED照明已经越来越深入到医疗照明的各个领域。在LED技术的迅猛发展时，也会促进全世界医疗照明的迅猛发展，LED光源在医疗照明领域中的优势也越来越明显。

对于医用头灯，属于医疗照明行业的一个小分支，国内外已有适用于各种场景的LED医用头灯。但是，依据我们对医用头灯市场的调研发现，换成LED光源后，经过光学设计的医用头灯，基本能满足头灯定向照明和高照度的要求，节能性相比传统光源已大大提高。当然，LED医用头灯作为相对新的产品，也有很多方面需要改进。一方面，LED头灯比使用传统光源的头灯在重量上已经减少很多，但医生希望LED头灯的重量能更轻，以减轻长时间佩戴的不适感。另外一方面，对于医生而言，希望充电式医用头灯的待电时间可以增加[2]。本论文中，我们从设计小巧的匀光系统和选择更轻的导热材料这两方面来考虑，对于医用头灯的进行改进。

1.1 论文背景

随着半导体照明技术的改进，推动了LED技术的迅猛进步，使得与LED相关的先进技术已广泛应用在各个领域。一方面，LED半导体照明灯具以其高效、节能、稳定、环保、长寿命等显著特点，成为国内外公认的新型固态冷光源。逐步在各行各业有取代传统照明的趋势。而对于医疗行业而言，照明是必不可少的一种工具，甚至是辅助治疗的一类手段。因医疗照明有其特殊的要求，引入LED照明技术的时候必须要考虑其特殊性进行全新的设计。LED照明具有较好的定向性，高显色性等特点，这些优势是传统医疗照明所没有的，因此LED照明能够在医疗照明领域中占有一席之地，甚至渐渐占据主导地位。另外一方面，依据我们对医疗照明的调研发现，由于事关生命安全，医疗照明对光源有着非常高的标准，要求照明光源具有极佳的显色性，这使医生能够清楚地分辨出不同的器官和组织。比如眼底造影技术，其实也包涵有照明，但这类照明是有非常特殊要求的。除了极佳的显色性，照明光源能在特定场景需求的条件下调节合适的色温，使医生关注的某种器官或组织能够更好的显示出来。当然，与传统医疗照明一样，LED照明也必须有均匀无影照明、结构密封消毒并且透气、出光可调等特殊需求，而且会根据不同的使用场合来调整。而传统的医用头灯使用大功率LED 器件为点光源，并由干电池供电，这种医用头灯耗电量大，续航时间短，体积大，使用不方便；而且使用垂直灯作为光源，正面波段反射器进行反射，聚焦效果差，色温高，照度不足，影响医生的诊断；甚至若使用密度较大的材料制作LED医用头灯，会加重医生治疗时的负担，间接降低治疗效果。因此本论文将从LED医用头灯的出光效果以及材料入手，引发思考。设计一款具有良好的聚光效果、满足深度清晰照明的需要的医用头灯，当然也能够极大程度地满足在不同场合以及各种苛刻条件下的辅助医疗照明要求。