直下式LED燈具的光學設計與研究
發(fā)布時間:2021-02-24 18:39
隨著固態(tài)照明的蓬勃發(fā)展,LED在室內外照明和特種照明等領域獲得了越來越廣泛的應用。本論文針對現(xiàn)有的直下式LED照明燈具(LED面板燈、LED廣告燈箱和LED黃疸光療燈)存在的照明質量差、混光距離大和平面光譜分布不均勻等問題,進行了相應的光學透鏡設計以及基板上多種單色LED的排布設計,有效提高了LED燈具的照明品質。首先,為進一步減小直下式LED面板燈的厚度,以朗伯發(fā)光LED在96mm高度目標面上的照度分布作為期望照度分布,對大角度LED透鏡進行反饋優(yōu)化,使其在25mm高度目標面上形成具有期望照度分布的光場。仿真模擬表明,在高度為25mm的目標面上,LED透鏡陣列具有均勻度值為0.88的照度分布。接著,在市面上挑選出合適的大角度LED透鏡與白光LED芯片進行搭配,其在30mm高度的目標面上形成了尺寸足夠大的光斑,且光斑照度分布接近于朗伯發(fā)光LED在高度為132mm的目標面照度分布,制作出了一款超薄直下式LED面板燈成品,其目標面實際高度為29.5mm,照度均勻度為0.84。其次,針對在矩形LED大型廣告燈箱的設計中,LED與二次透鏡的裝配容易導致光能浪費和配光效果不理想等問題,本文基于能...
【文章來源】:華僑大學福建省
【文章頁數】:74 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
市面上常見的LED面板燈
板或安裝體下方,在室內照明市場領域具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?LED 平面光源的應用燈具之一,LED 面板燈可分為側入式和。側入式 LED 面板燈主要通過導光板對側邊 LED 的輻射光進行實現(xiàn)均勻的面發(fā)光。側入式的發(fā)光方式允許 LED 面板燈有很薄D 的使用數量較多,分布較密集,需要用散熱效果優(yōu)良的裝置保證和耐用性。另外,在大尺寸面發(fā)光方面,由于導光板的存在,側入會比較笨重,往往不易于安裝維修。還有,由于導光板吸收和光大尺寸側入式 LED 面板燈不易于做到高光效和高照明質量。對板燈而言,導光板技術是其進一步發(fā)展的關鍵。
性黃疸和病理性黃疸。其中,生理性黃疸一般會在兩周內自動消退,而病理性黃疸會誘發(fā)腦中神經細胞中毒性病變,直接威脅到新生兒的生命和健康[12]。治療黃疸病的常見方法有光照療法[13]、換血療法和藥物療法等。光照療法作為新生兒黃疸病的一種常見治療方法,因其療效好、方法簡單易行、安全和副作用少等優(yōu)點[14],已在臨床上被廣泛使用,其中以藍光療法應用最多[15]。傳統(tǒng)的新生兒黃疸光療燈通常采用鹵素燈、白熾燈和熒光燈等,但這些光源都有光衰強、壽命短、輻射光譜不穩(wěn)定和頻閃等缺點,且含有對人體有害的紅外光和紫外光[16]。隨著 LED 照明技術研究的不斷深入,LED 逐漸成為治療新生兒黃疸病的首選光源,如圖 1.3 所示,市面上常見的一種燈管型 LED 黃疸光療燈。甘汝婷等[17]運用 LED 光譜構造技術,采用峰值波長不同和數量不同的 4 種單色 LED,研制出一種用于治療新生兒黃疸病的直下式 LED 平面光源(直下式 LED 黃疸燈),其輻射光譜與膽紅素吸收光譜相同。但上述 LED 黃疸光療燈引發(fā)了一個新問題,對于匹配數量不同的每種單色 LED,在同一基板上進行排布時,若嬰兒身上各個位置接收到的光譜分布和光照度不同,則會降低該黃疸燈對新生兒黃疸病的治療效果。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]新生兒黃疸治療儀光源的光生物安全[J]. 張佳寧,郭震寧,林介本,李建鵬,黃婷,黃學鈴. 中國光學. 2017(04)
[2]藍光照射結合腹部環(huán)形按摩對新生兒黃疸膽紅素和黃疸消退情況的影響[J]. 朱媛媛,劉穎. 中國醫(yī)藥導報. 2017(21)
[3]LED照明技術的應用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 常衛(wèi)剛. 產業(yè)與科技論壇. 2017(13)
[4]一種新型LED平面光源的研究[J]. 王能獲,趙韋人,陳均華,孟盈君,周益羊,張欣. 廣東工業(yè)大學學報. 2017(01)
[5]大型LED雙面廣告燈箱矢量設計方法[J]. 郭震寧,林木川,顏穩(wěn)萍,廖炫,甘汝婷,潘詩發(fā). 華僑大學學報(自然科學版). 2016(04)
[6]用于LED廣告燈箱的自由曲面大角度透鏡設計與仿真[J]. 潘詩發(fā),郭震寧,顏穩(wěn)萍,廖炫,甘汝婷,林木川. 光子學報. 2016(02)
[7]新生兒黃疸治療進展分析[J]. 周康良. 世界最新醫(yī)學信息文摘. 2015(31)
[8]LED近場光學模型與直下式背光源透鏡的設計優(yōu)化[J]. 錢可元. 光學學報. 2015(05)
[9]新生兒黃疸治療儀用LED光源的研究[J]. 甘汝婷,郭震寧,林介本,顏穩(wěn)萍,廖炫,潘詩發(fā),林木川. 光學學報. 2015(04)
[10]基于Taguchi方法的曲面LED陣列照度問題研究[J]. 史晨陽,文尚勝,陳穎聰. 發(fā)光學報. 2015(03)
博士論文
[1]大功率LED封裝與應用的自由曲面光學研究[D]. 王愷.華中科技大學 2011
碩士論文
[1]LED自由曲面透鏡的設計及應用研究[D]. 曾丹.深圳大學 2017
[2]LED二次配光透鏡設計[D]. 董文娟.江蘇大學 2017
[3]LED自由曲面透鏡的設計[D]. 夏磊.江蘇大學 2017
[4]直下式LED燈具二次透鏡設計與應用[D]. 潘詩發(fā).華僑大學 2016
[5]大尺寸LED光源準直透鏡的設計與應用[D]. 韓敏.江蘇大學 2016
[6]LED低位照明光學系統(tǒng)設計與應用[D]. 林木川.華僑大學 2015
[7]LED自由曲面配光鏡的設計及應用[D]. 王雪嬌.中國計量學院 2015
[8]直下式LED背光模組關鍵技術研究[D]. 章銳華.深圳大學 2015
[9]液晶顯示棱鏡片在背光源下的應用研究[D]. 彭敦云.曲阜師范大學 2015
[10]藍綠光LED黃疸光療儀光機設計與研究[D]. 王沛沛.中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所) 2014
本文編號:3049786
【文章來源】:華僑大學福建省
【文章頁數】:74 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
市面上常見的LED面板燈
板或安裝體下方,在室內照明市場領域具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?LED 平面光源的應用燈具之一,LED 面板燈可分為側入式和。側入式 LED 面板燈主要通過導光板對側邊 LED 的輻射光進行實現(xiàn)均勻的面發(fā)光。側入式的發(fā)光方式允許 LED 面板燈有很薄D 的使用數量較多,分布較密集,需要用散熱效果優(yōu)良的裝置保證和耐用性。另外,在大尺寸面發(fā)光方面,由于導光板的存在,側入會比較笨重,往往不易于安裝維修。還有,由于導光板吸收和光大尺寸側入式 LED 面板燈不易于做到高光效和高照明質量。對板燈而言,導光板技術是其進一步發(fā)展的關鍵。
性黃疸和病理性黃疸。其中,生理性黃疸一般會在兩周內自動消退,而病理性黃疸會誘發(fā)腦中神經細胞中毒性病變,直接威脅到新生兒的生命和健康[12]。治療黃疸病的常見方法有光照療法[13]、換血療法和藥物療法等。光照療法作為新生兒黃疸病的一種常見治療方法,因其療效好、方法簡單易行、安全和副作用少等優(yōu)點[14],已在臨床上被廣泛使用,其中以藍光療法應用最多[15]。傳統(tǒng)的新生兒黃疸光療燈通常采用鹵素燈、白熾燈和熒光燈等,但這些光源都有光衰強、壽命短、輻射光譜不穩(wěn)定和頻閃等缺點,且含有對人體有害的紅外光和紫外光[16]。隨著 LED 照明技術研究的不斷深入,LED 逐漸成為治療新生兒黃疸病的首選光源,如圖 1.3 所示,市面上常見的一種燈管型 LED 黃疸光療燈。甘汝婷等[17]運用 LED 光譜構造技術,采用峰值波長不同和數量不同的 4 種單色 LED,研制出一種用于治療新生兒黃疸病的直下式 LED 平面光源(直下式 LED 黃疸燈),其輻射光譜與膽紅素吸收光譜相同。但上述 LED 黃疸光療燈引發(fā)了一個新問題,對于匹配數量不同的每種單色 LED,在同一基板上進行排布時,若嬰兒身上各個位置接收到的光譜分布和光照度不同,則會降低該黃疸燈對新生兒黃疸病的治療效果。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]新生兒黃疸治療儀光源的光生物安全[J]. 張佳寧,郭震寧,林介本,李建鵬,黃婷,黃學鈴. 中國光學. 2017(04)
[2]藍光照射結合腹部環(huán)形按摩對新生兒黃疸膽紅素和黃疸消退情況的影響[J]. 朱媛媛,劉穎. 中國醫(yī)藥導報. 2017(21)
[3]LED照明技術的應用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 常衛(wèi)剛. 產業(yè)與科技論壇. 2017(13)
[4]一種新型LED平面光源的研究[J]. 王能獲,趙韋人,陳均華,孟盈君,周益羊,張欣. 廣東工業(yè)大學學報. 2017(01)
[5]大型LED雙面廣告燈箱矢量設計方法[J]. 郭震寧,林木川,顏穩(wěn)萍,廖炫,甘汝婷,潘詩發(fā). 華僑大學學報(自然科學版). 2016(04)
[6]用于LED廣告燈箱的自由曲面大角度透鏡設計與仿真[J]. 潘詩發(fā),郭震寧,顏穩(wěn)萍,廖炫,甘汝婷,林木川. 光子學報. 2016(02)
[7]新生兒黃疸治療進展分析[J]. 周康良. 世界最新醫(yī)學信息文摘. 2015(31)
[8]LED近場光學模型與直下式背光源透鏡的設計優(yōu)化[J]. 錢可元. 光學學報. 2015(05)
[9]新生兒黃疸治療儀用LED光源的研究[J]. 甘汝婷,郭震寧,林介本,顏穩(wěn)萍,廖炫,潘詩發(fā),林木川. 光學學報. 2015(04)
[10]基于Taguchi方法的曲面LED陣列照度問題研究[J]. 史晨陽,文尚勝,陳穎聰. 發(fā)光學報. 2015(03)
博士論文
[1]大功率LED封裝與應用的自由曲面光學研究[D]. 王愷.華中科技大學 2011
碩士論文
[1]LED自由曲面透鏡的設計及應用研究[D]. 曾丹.深圳大學 2017
[2]LED二次配光透鏡設計[D]. 董文娟.江蘇大學 2017
[3]LED自由曲面透鏡的設計[D]. 夏磊.江蘇大學 2017
[4]直下式LED燈具二次透鏡設計與應用[D]. 潘詩發(fā).華僑大學 2016
[5]大尺寸LED光源準直透鏡的設計與應用[D]. 韓敏.江蘇大學 2016
[6]LED低位照明光學系統(tǒng)設計與應用[D]. 林木川.華僑大學 2015
[7]LED自由曲面配光鏡的設計及應用[D]. 王雪嬌.中國計量學院 2015
[8]直下式LED背光模組關鍵技術研究[D]. 章銳華.深圳大學 2015
[9]液晶顯示棱鏡片在背光源下的應用研究[D]. 彭敦云.曲阜師范大學 2015
[10]藍綠光LED黃疸光療儀光機設計與研究[D]. 王沛沛.中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所) 2014
本文編號:3049786
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