汽车前照灯关系到车辆的行车安全以及夜间驾驶的舒适性，统计表明，大约44%的交通事故发生在夜晚，因此前照灯是汽车上极为重要的一项设备。多个国家及组织均针对汽车前照灯提出了严格的标准法规，例如ECE、SAE等标准，导致前照灯的光学设计相对于其他灯具具有相当大的难度。目前使用的前照灯光学设计方法主要适用于传统的卤素及高强度气体放电灯（HID），但是传统光源存在能耗较高以及寿命短等缺点。LED不仅节能，寿命长，还具有相当快的响应速度，是汽车前照灯的理想光源。由于当前LED的亮度相对传统光源仍然很低，要使LED前照灯满足标准的要求，光学设计具有很高的难度。

目前针对LED前照灯光学设计方法主要还是借鉴传统前照灯的光学结构，包括投射方式前照灯（PES），但光学效率普遍偏低（~50%）。在公开发表的各种方法中，Oliver Dross等人2006提出的SMS方法将LED前照灯光学系统的效率提高到75%。武汉光电国家实验室（筹）、华中科技大学机械学院刘胜教授研究团队运用非成像光学原理并结合自由曲面光学，设计出一套完整的LED前照灯透镜的设计方法，可进行近光灯、远光灯及雾灯透镜的设计。通过基于蒙特-卡洛方法的光线追迹模拟，该方法设计的光学透镜可以完全满足ECE标准，并且光学效率可达88%。该项工作得到国家自然科学基金重点项目的支持。研究结果发表在2010年Optics Express上。