(44.192.10.166) 您好!臺灣時間:2021/03/06 19:54
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果

詳目顯示:::

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:陳胤民
研究生(外文):Yin- Min -Chen
論文名稱:Fresnel透鏡應用於LED汽車日行燈的照明光學設計
論文名稱(外文):Lighting Optical Design with Fresnel lens for LED Vehicles Daytime Running Lights
指導教授:劉源昌劉源昌引用關係
指導教授(外文):Yuen - Cheong - Lau
口試委員:康有評林正忠
口試日期:2014-06-23
學位類別:碩士
校院名稱:中州科技大學
系所名稱:機械與自動化工程系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2014
畢業學年度:102
語文別:中文
論文頁數:55
中文關鍵詞:Fresnel透鏡、晝行燈、照明設計、光學設計
外文關鍵詞:Fresnel Lens, LED Headlight, Daytime Running Lights, Lighting Design, Lighting Design
相關次數:
  • 被引用被引用:0
  • 點閱點閱:145
  • 評分評分:系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
本研究目的是為探討LED的各種光型角度分佈應用於ECE R87汽車晝行燈應用各種Radiation Pattern 之LED的照明配光設計與比較,分別使用直接照明、非對稱透鏡、Fresnel透鏡三種的設計方式,並使用ASAP光學設計分析軟體來模擬配光。由於LED光型並無ㄧ致性,因此選擇光源角度為參數依照Radiation Pattern θ1/10介於20度~120度之間的六種光源,分別為Nichia(θ1/10 = 20度)、SnapLED(θ1/10 = 30、60度)、Batwing(θ1/10 = 75度)、Lambertia(θ1/10 = 90度)以進行探討。結果顯示,直接照明設計方式,LED最低流明數需求為151~1290 Lm;非對稱Fresnel透鏡設計方式,可將LED左右超過20度、上下超過10度以外之光束調整回配光區域內,因此最低流明數需求降為64~180 Lm。而非對稱透鏡設計方式,藉由透鏡的曲面設計可將LED光束左右超過20 度、上下超過10 度以外之光束調整回配光區域內,最低流明數需求僅為60~75Lm。
以上三種光學設計方式,直接照明僅適合θ1/10 ≦30度的LED,其它二種光學設計方式,皆可適用於不同分佈角度的LED。

關鍵字:Fresnel透鏡、晝行燈、照明設計、光學設計。

Three lighting design methods for the ECE R87 vehicle daytime running lights with various radiation patterns LED (θ1/10=20-90 degrees) are developed in this research. There are the direct lighting design, the asymmetrical lens design, and the asymmetrical Fresnel lens design. LED including various radiation patterns are, Nichia(θ1/10=20 degree), SnapLED (type HPWS-Fx and HPWS-Tx,θ1/10=30, 60 degree), Batwing(θ1/10=75 degree), and Lambertian(θ1/10=90 degree). CAE-ASAP software is adopted for the optical design to pass the ECE R87 DRLs regulation. Minimum values are 151-1290 lm for the direct lighting design, 60-75 lm for the asymmetrical lens design, and 64-180 lm for the asymmetrical Fresnel lens design. The direct lighting design can only use LED withθ1/10≦30 as light source, meanwhile the other two can adopt various radiation patterns LED selected in this study.


Key Words : Fresnel Lens, LED Headlight, Daytime Running Lights, Lighting Design, Lighting Design

目 錄
審定書
授權書
中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
圖目錄 vi
表目錄 viii

第一章 緒論
1.1 前言…………………………………………………………………………….1
1.2 研究目的…………………………………………………………….…………4
1.3 文獻回顧……………………………………………………………………….5
第二章 研究架構
2.1 研究方法………………………………………………………………….......10
2.2 LED的選用…………………………………………………………………...12
2.3 ECE R87日行燈法規介紹……………………………………………………14
第三章 LED日行燈的光學設計
3.1 直接照明設計……………………………….………………………………..16
3.1.1 Nichia 型號NSPW500BS…………………………………………………...18
3.1.2 SnapLED 型號HPWS-Fx…………………………………………………...19
3.1.3 SnapLED型號HPWS-Tx…………………………………………………….20
3.1.4 Batwing……………………………………………………………………….21
3.1.5 Lambertian…………………………………………………………………....22
3.1.6 各LED分析與比較…………………………………………………………..23
3.2 透鏡面設計……………………………….…………………………………..24
3.2.1 Nichia型號NSPW500BS…………………………………………………...25
3.2.2 SnapLED型號HPWS-Fx…………………………………………………...26
3.2.3 SnapLED 型號HPWS-Tx…………………………………………………..27
3.2.4 Batwing……………………………………………………………………….28
3.2.5 Lambertian…………………………………………………………………....29
3.2.6 各LED分析與比較…………………………………………………………..31
3.3 FRESNEL透鏡設計 ………………………………………………………32
3.4 Fresnel 三環…………………………………………………………….......34
3.4.1 Nichia35型號NSPW500BS…………………………………………..……...35
3.4.2 SnapLED型號HPWS-Fx…………………………………………………….36
3.4.3 SnapLED 型號HPWS-Tx…………………………………………………...37
3.4.4 Batwing……………………………………………………………..………...38
3.45 Lambertian…………………………………………..………………………...39
3.5 Fresnel 五環…………………………………………………………………...40
3.5.1 Nichia Nichia型號NSPW500BS………………………………………….....41
3.5.2 SnapLED型號HPWS-Fx…………………………………………………….42
3.5.3 SnapLED 型號HPWS-Tx…………………………………………………...43
3.5.4 Batwing……………………………………………………………………….44
3.5.5 Lambertian……………………………………………………………………45
3.6 Fresnel 七環………………………………………………………………….46
3.6.1 Nichia Nichia型號NSPW500BS…………………………………………….47
3.6.2 SnapLED型號HPWS-Fx…………………………………………………….48
3.6.3 SnapLED 型號HPWS-Tx…………………………………………………...49
3.6.4 Batwing……………………………………………………………………….50
3.6.5 Lambertian…………………………………………………………………....51
3.6.6 各LED分析與比較…………………………………………………………..52
第四章 結論………………………………………………………..53
參考文獻……………………………………………………………..54

圖目錄
圖‎ ‎ 1-1 LED光源照明市場滲透率 ‎‎ 10
圖‎ ‎ 1 2 LED的發光強度有集中型與分散型的分佈 12
圖‎ ‎ ‎‎1-3 ‎ ‎專利,車輛晝行燈結構,楊麗華 13
‎圖‎ ‎ 1-4‎ ‎ ‎ Kovach Paten 14
圖‎ ‎ ‎1-5‎ ‎‎YAMADA MITSUO Patent 15
‎圖 1 6 KIM YUN KYUNG Patent 16
圖 1 7 TSUKAMOTO MICHIO Patent 17
圖 2-1汽車日行燈 22
圖 ‎ 3-1 Nichia 25
圖‎ ‎ 3-2 SnapLED WSFX 26
圖‎ ‎ 3-3 SnapLED WSTX 27
圖‎ ‎‎ 3-4 Batwing 28
圖‎ ‎ 3-5 Lambertian 29
圖‎ ‎ 3-6 Nichia LED 搭配透鏡 32
圖‎ ‎ ‎3-8 Snap LED WSFX搭配透鏡 33
圖‎ ‎ 3-9 Snap LED WSTX搭配透鏡 34
圖‎ ‎ 3-10 Batwing LED 搭配透鏡 35
圖‎ ‎ 3-11 Lambertian LED 搭配透鏡 36
圖‎ ‎ 3-12 Fresnel透鏡設計示意圖 38
圖‎ ‎ 3-13 Nichia LED搭配Fresnel三環透鏡 41
圖‎ ‎ ‎3-14 Snap LED WSFX搭配Fresnel三環透鏡 42
圖‎ ‎ ‎3-15 Snap LED WSTX搭配Fresnel三環透鏡 43
圖‎ ‎ 3-16 Batwing LED搭配Fresnel三環透鏡 44
圖‎ ‎3-17 Lambertian LED搭配Fresnel三環透鏡 45
圖‎ ‎ 3-18 Nichia LED搭配Fresnel五環透鏡 47
圖‎ ‎ ‎3-19 Snap LED WSFX搭配Fresnel五環透鏡 48
圖‎ ‎ ‎3-20 Snap LED WSTX搭配Fresnel五環透鏡 49
圖‎ ‎ 3-21 Batwing LED搭配Fresnel五環透鏡 50
圖‎ ‎3-22 Lambertian LED搭配Fresnel五環透鏡 51
圖‎ ‎ 3-23 Nichia LED搭配Fresnel七環透鏡 53
圖‎ ‎ ‎3-24 Snap LED WSFX搭配Fresnel七環透鏡 54
圖‎ ‎ ‎3-25 Snap LED WSTX搭配Fresnel七環透鏡 55
圖‎ ‎ 3-26 Batwing LED搭配Fresnel七環透鏡 56
圖‎ ‎3-27 Lambertian LED搭配Fresnel七環透鏡 57
























表目錄
表2-1 本研究所選定的LED之相關資料 …20
表2-2 本文選定的LED之Radiation Pattern 21
表2-3 日行燈ECE R87之配光標準 22
表3-1 直接照明設計之最低流明數需求 23
表3-2 直接照明設計之設計值與法規規範之比較 24
表3-3 透鏡設計之最低流明數需求 31
表3-4 透鏡設計之設計值與法規規範之比較 31
表3-5 Fresnel透鏡設計之最低流明數需求 39
表3-6 Fresnel透鏡三環設計之設計值與法規規範之比較 40
表3-7 Fresnel透鏡五環設計之設計值與法規規範之比較 46
表3-8 Fresnel透鏡七環設計之設計值與法規規範之較.....................52

1.LED照明科技躍進,LED照明光源年複合成長率達32%,Ledinside,2010.1.5
http://www.ledinside.com.tw/led_lighting_trend_2010
2.孫啟能,如何量測發光二極體LED--從光度學與CIE規範談起,零組件雜誌,119,頁95+98-101,2001.09。
3.發明人:楊麗華,中華明國專利,車輛晝行燈結構,公告號:M360804,2009.07.11。
4. Inventor:Steven Kovach; Dublin, OH (US),Vehicle Headlamp With Daytime Running Light,Patent Number: US7290907B2 ,Date of Patent: 09.06.2007。:M360804,2009.07.11
5. Inventor:YAMADA MITSUO; OKADA HIDETAKA (JP),VEHICULAR LIGHTING TOOL,Patent Number ;JP2008084552 (A) ,Date of Patent: 10.04.2008。
6. Inventor: KIM YUN KYUNG (KR),DAYTIME RUNNING LIGHT APPARATUS,Patent Number ;KR20090117051 (A) ,Date of Patent: 05.08.2008。
7. Inventor:TSUKAMOTO MICHIO (JP),DAYTIME RUNNING LAMP, AND VEHICULAR HEADLAMP,Patent Number ;JP2009211980 ,Date of Patent: 09.17.2009。
8. 李碩重,照明設計學,全華科技,1993。
9. 林苡任, 菲涅爾透鏡 (Fresnel lens) 之光學設計與精密成形, 高雄應科大模具系碩士論文 (2009).
10. 駱志龍, Fresnel 透鏡設計與應用,中央大學光電所碩士論文(2001).
11. 謝明良, Fresnel 透鏡設計與應用,光學工程季刊 45, 11 (1994).,.
12. 林時正, Fresnel鏡片技術與應用,機械工業雜誌, 5, 231 (1993).
13. 陳彥亨, ECE 訊號類燈具法規修訂及法規網站介紹, 歐、美
規車輛燈具外銷驗證及檢測技術研討會, 財團法人車輛研究
測試中心主辦, 彰化縣 (2010.09.15).
14. 劉源昌、劉昭忠、陳格致、江宗勳,2010.02,LED日行燈的光形設計,電機月刊,第230期2月號,頁110-117。15.
15.各國推動LED照明,為車用LED創新機,Ledinside,200910.9.23
16. http://www.ledinside.com.tw/news_car_LED_20090923
17. ARTC 財團法人車輛研究測試中心。 http://www.artc.org.tw/
18. 劉源昌、劉昭忠、林宏燊,2009.02,平凸透鏡應用於LED後霧燈的配光設計,電機月刊,頁3-9,第19卷第2期。
19. 劉源昌、劉昭忠,LED應用於晝行燈的照明設計,98年度節約能源論文發表會,台灣電力公司,2009.5.22。
20. ASAP 光學設計分析軟體.

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
系統版面圖檔 系統版面圖檔