本文關(guān)鍵詞：LED低位照明光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

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【摘要】：低位照明具有光能利用率高、光污染小、安裝方便維護(hù)簡便等優(yōu)點(diǎn),隨著社會的進(jìn)步和科學(xué)的發(fā)展,低位照明在照明領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。傳統(tǒng)的低位照明存在配光不精確,功能性照明表現(xiàn)不佳,偏向于景觀照明等缺點(diǎn)。與傳統(tǒng)光源相比,LED(發(fā)光二極管Light-Emitting Diode)具有諸多優(yōu)點(diǎn),對LED進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)設(shè)計(jì),能夠改善LED的光能分布,使其滿足照明要求,用LED替代傳統(tǒng)光源可以很好地提升低位照明的照明質(zhì)量。與透鏡相比,鍍銀反射罩具有光能利用率高,照明效果好,散熱效果好,形狀易調(diào)節(jié),加工簡單成本低等優(yōu)點(diǎn)。本文針對LED雙面出光廣告燈箱、LED護(hù)欄燈、LED大型戶外立柱式廣告牌投射燈三種低位照明燈具進(jìn)行研究,分別設(shè)計(jì)了三款滿足不同照明要求的反光罩。針對LED廣告燈箱近距離大面積非對稱照明特點(diǎn),提出一種基于配光曲線的LED廣告燈箱反光罩矢量設(shè)計(jì)方法。根據(jù)目標(biāo)面照度分布要求,對比添加反光罩前的目標(biāo)面照度變化,得到滿足均勻照明的廣告燈箱配光曲線,建立直射光線和反射光線的有效疊加和補(bǔ)償,計(jì)算出每部分光源需要投射的角度,確定反光罩面型曲線,最終實(shí)現(xiàn)均勻照明的要求,在此基礎(chǔ)上,提出一種新的雙面出光廣告燈箱方案。仿真結(jié)果表明,目標(biāo)照度均勻度達(dá)到85%,能量利用率超過80%。針對傳統(tǒng)護(hù)欄燈的不足與缺點(diǎn)設(shè)計(jì)了一款滿足城市道路照明的LED護(hù)欄燈,道路兩邊的LED護(hù)欄燈同時對路面進(jìn)行照明,光疊加后實(shí)現(xiàn)道路照明均勻。對比路面的照度要求以及未添加反光罩的情況下的照度分布,分配LED光源能量,建立LED光源出射光線的角度與照明平面上的照明點(diǎn)坐標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系,對光源反射光進(jìn)行劃分,與路面補(bǔ)償區(qū)域內(nèi)所需的光能一一對應(yīng),構(gòu)造出反光罩,實(shí)現(xiàn)單個LED光源非對稱、大角度出光,再將點(diǎn)光源擴(kuò)展成線光源。提出一種計(jì)算簡便有效的霧化燈罩設(shè)計(jì)模型,通過燈罩的設(shè)計(jì),優(yōu)化配光曲線,并在安裝時考慮了燈具的安裝時的頻閃控制要求。結(jié)果表明,燈具光能利用率超過81%,路面照明情況符合《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》。與現(xiàn)有LED投射燈不同,采用一種新的投射燈模型,將LED光源的出光面對著反光罩而不是被照面,克服了傳統(tǒng)大角度出光反光罩對LED光源中心附近光線無法控制的缺點(diǎn)。使用網(wǎng)格劃分法設(shè)計(jì)了一款適用于戶外立柱式廣告牌的反光罩。基于邊緣光線理論和能量守恒定律,通過分析LED光源角度分布與目標(biāo)面照度的關(guān)系,將光源和目標(biāo)面進(jìn)行網(wǎng)格劃分,形成能量對應(yīng)關(guān)系,設(shè)計(jì)出自由曲面反光罩。仿真結(jié)果表明,照度均勻度為71.0%,能量利用率為88.4%。
【關(guān)鍵詞】：光學(xué)設(shè)計(jì) 自由曲面 網(wǎng)格劃分 反光罩 照度均勻度
【學(xué)位授予單位】：華僑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM923.34
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第1章 引言9-23
• 1.1 課題研究背景9-12
• 1.2 選題意義12-20
• 1.3 本論文的主要研究內(nèi)容20-23
• 第2章 大型LED雙面廣告燈箱矢量設(shè)計(jì)方法23-33
• 2.1 引言23
• 2.2 設(shè)計(jì)原理23-29
• 2.3 設(shè)計(jì)實(shí)例及仿真29-32
• 2.4 結(jié)論32-33
• 第3章 城市立交橋LED護(hù)欄燈仿真設(shè)計(jì)33-47
• 3.1 引言33
• 3.2 配光控制33-42
• 3.3 頻閃控制42-43
• 3.4 道路照明仿真43-45
• 3.5 結(jié)論45-47
• 第4章 戶外大型LED立柱式廣告牌投射燈設(shè)計(jì)47-59
• 4.1 引言47
• 4.2 設(shè)計(jì)原理47-53
• 4.3 模擬仿真53-57
• 4.4 結(jié)論57-59
• 第5章 總結(jié)與展望59-61
• 5.1 總結(jié)59-60
• 5.2 展望60-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 附錄A SolidWorks65-69
• 致謝69-71
• 個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果71

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本文編號：517705