臺灣博碩士論文加值系統

20 世紀後期開始發展的白光發光二極體，白光發光二極體比起傳統的白熾電燈泡與日光燈管來有許多的優點，如體積小、發熱量低、耗電量低、壽命長、反應速度快、環保等，若能將傳統燈泡與螢光燈管替換成LED，就能大幅提高照明設備價值。
本研究目的是改善LED點光源特性，以較均勻的面光源方式照射而出，其中透鏡與擴散板之光學元件為設計重點，並以TracePro光學分析軟體進行光學設計與分析，光學模擬結果得知，透鏡先將LED光源打散，擴散板再將光線分散與折射，經過最佳化分析後，其水平與垂直方向的照度均勻度均達90%以上。生產製造部分是採用熱壓成型來製作光學透鏡與擴散板，從模具設計、製程設計到參數設計，最後量測與驗證，探討製程的複製性以及實際的光學檢驗與模擬作驗證，發現其差異度皆在10%以內。

In the late 20th century, the white light emitting diodes start to develop. White light emitting diodes have many advantages comparing with the traditional incandescent bulbs and fluorescent tubes, such as small volume, low heat, low power consumption, long using life, fast reaction, and environmental protection, etc. If the traditional light bulbs and fluorescent tubes replacing with LED, the value of lighting equipments can substantially increase.
The purpose of this study is to improve the characteristics of LED spot light, irradiating the light with a uniform surface light source, This paper focus on the design of the optical components of lens and diffuser film and use the optical software. TracePro, proceeding optical design and analysis. The optical simulation results showed that the lens scattered the LED light source first, then the diffuser film dispersed and refracted the light. After optimization analysis, the illumination uniformity of horizontal and vertical direction are more than 90%. In the production part, the study produce optical lens and diffuser film by using hot embossing processing. From mold design, process design to the parameters design, and the last of measurement and verification explored the process of replicating and actual optical inspection comparison with the simulation for verification and discovered the difference between the experimental results and simulations are less than 10%.

摘要............................... i
ABSTRACT ..........................ii
誌謝............................... iii
目錄............................... iv
表目錄............................. vi
圖目錄............................. vii
第一章、緒論........................ 1
1.1前言............................ 1
1.2 LED照明領域應用................. 2
1.3背光模組........................ 3
1.4研究動機及目的................... 4
1.5文獻回顧........................ 5
1.5.1光學設計文獻回顧............... 5
1.5.2熱壓成型文獻回顧............... 6
1.6本文架構........................ 7
第二章、光學基礎理論................. 8
2.1光學基礎理論..................... 8
2.1.1反射定律...................... 8
2.1.2折射定律...................... 9
2.1.3全反射與臨界角................. 10
2.1.4配光與配光曲線................. 11
2.2輻射度學與光度學................. 12
第三章、光學設計與模擬分析............ 14
3.1 TracePro7.2軟體介紹............ 15
3.2室內照明模組建立................. 16
3.2.1照明模組之實際尺寸.............. 17
3.2.2 高功率LED 規格................ 18
3.2.3 匯入LED 光源特性於模組......... 19
3.3光學模擬與分析................... 20
3.3.1無光學元件之光學特性............ 21
3.3.2光學元件設計與模擬分析.......... 21
3.3.3擴散板設計與模擬分析(一)........ 28
3.3.4擴散板設計與模擬分析(二)........ 34
第四章、實驗與量測................... 37
4.1熱壓成型簡介..................... 37
4.2檢測儀器介紹..................... 38
4.3熱壓成型實驗..................... 39
4.3.1熱壓成型實驗材料............... 39
4.3.2熱壓成型實驗設備............... 40
4.3.3熱壓成型實驗步驟............... 42
4.3.4熱壓成型模具設計(LED二次元件)... 45
4.3.5熱壓成型模具設計(擴散板)........ 49
4.3.6熱壓成型參數設計(LED二次元件)... 51
4.3.7熱壓成型實驗結果(LED二次元件)... 53
4.3.8熱壓成型參數設計(擴散板)........ 56
4.3.9熱壓成型實驗結果(擴散板)........ 56
第五章、光學量測與驗證............... 60
5.1照明模組之燈源量測................ 61
5.2光彈儀檢測....................... 63
5.3配光曲線儀量測................... 65
5.4照度計量測....................... 67
5.4.1出光面量測..................... 67
5.4.2距出光面2.5m量測............... 69
5.5輝度計量測....................... 71
第六章、結論與未來展望............... 75
6.1結論............................ 75
6.2未來展望........................ 76
參考文獻........................... 77
作者介紹........................... 79

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