臺灣博碩士論文加值系統

本研究係針對LED道路照明燈具的設計，其主要目的為滿足現有法規，並且設計出低耗能的LED路燈。LED的總光通量較傳統路燈所使用的高壓納燈源來的低，必須以陣列安排以符合所需要的光通量；但由於其光學特性的因素，且由於LED路燈產品主要的訴求為省能源，因此本研究將燈具耗能設定為七十五瓦，以符合低耗能的訴求。本研究設計過程中，為滿足路燈法規CNS 15233，亦對光源數量加以考量，透過燈源排列組合、二次光學設計、利用光線追跡刪調整不需要的燈源，完成路燈設計；最後以光學軟體模擬道路實景，並與市售的路燈燈源利用率比較，驗證本研究設計之路燈確實有效。

The study is focused on designing LED of street light. The main purpose is satisfied with the new regulation and met with low energy loss of street light. The luminous flux of LED light is lower than high pressure traditional sodium lamp. Therefore the LED light must be arranged to meet luminous flux requirement. But its optic properties will lead to light non-uniformity and light shape is difficult to control. Due to the LED light is the energy-saving, the upper quantities of LED light must be less than 75W to meet the energy-saving requirement. The new LED of street light in design process the secondary optic design, the total quantities of LED light, ray tracing cut out and adjusted unwanted light sources must be considered to meet CNS 15233 and energy-saving requirement. Finally the new LED street light in light utilization is more efficiency than market product in the road field simulation using optic software is done.

中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iv
目錄 v
表目錄 vii
圖目錄 viii

第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 LED簡介 3
1.3 白光LED 4
1.4 研究背景與目的 6

第二章 研究方法 11
2.1 光學單位名詞解釋 11
2.2 幾何光學原理 12
2.3 透鏡 14
2.4 LED排列組合 15
2.5 LED一次光學設計 16
2.6 透鏡設計 16
2.7 LED路燈 17
2.8 道路照明相關法規 18

第三章 研究設定 24
3.1 建構模型-SolidWorks 24
3.2 光學模擬軟體-LighTools 24
3.3 實驗設定 25
3.4 實驗設計流程 29

第四章 LED路燈設計 31
4.1 LED排列組合 31
4.1.1 單顆LED分析 31
4.1.2 LED排列 32
4.2 透鏡設計 35
4.2.1 第一代Lens設計 35
4.2.2 第二代Lens設計 38
4.2.3 第三代Lens設計及修改LED排列 40
4.2.4 第四代Lens設計及修改LED排列 43
4.3 修正LED數量 48
4.3.1 第一階段燈源刪減 49
4.3.2 第二階段燈源刪減 51
4.3.3 第三階段燈源刪減 54
4.4 道路模擬 59
4.4.1 Case 1道路模擬 59
4.4.2 Case2 道路模擬 61
4.4.3 Case3 道路模擬 62
4.5 燈源效率修改 63
4.5.1 單具路燈 63
4.5.2 道路模擬 64

第五章 結論 65
5.1 結論 65
5.2 未來展望 66

參考文獻 67

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