本研究以找出均勻度佳且效率高之閃光燈透鏡設計方法為主軸，近年來由於智慧型手機、平板電腦的普遍，而LED閃光燈模組為其不可或缺的裝置，LED閃光燈透過光學設計之透鏡，可調整發光角度，提升發光效率及並且改善均勻度。
本透鏡透過自由曲面菲涅爾結構設計結合，並且探討如何達到最佳均勻度及效率，本論文將使用Light tools光學軟體來設計一手機閃光燈透鏡，由於市面上LED光源普遍發光角度過大，藉由自由曲面來控制發光角度及改變菲涅爾結構之參數找出最佳均勻度，分析菲涅爾結構在不同結構深度對於均勻度及效率的影響。

The purpose of this study was to improve the uniformity and efficiency of flash light in mobile phone. In response to the popularization of smart phone and tablet, the LED flash light model has been an indispensable device. It can modify beam angle, enhance efficiency and improve uniformity by using the flashlight lens with optical design.
The lens was designed by combination with free form and Fresnel lens. The thesis was conducted that how to achieve the optimized uniformity and efficiency. In order to control the wide beam angle of LED light source, we should design the extrinsic curvature of lens. And It was designed by free form. The result of study was that the uniformity can be increased by Fresnel lens structure.

中文摘要 I
ABSTRACT II
致謝 III
目錄 IV
圖表目錄 VII
第一章 緒論 1
1.1 固態照明簡介 1
1.2研究動機與目的 2
1.3 論文大綱 4
第二章 基礎理論 5
2.1 LED發光原理 5
2.2光度學 7
2.2.1光通量(luminous flux) 7
2.2.2 光強度(luminous intensity) 8
2.2.3照度(luminous intensity) 9
2.2.4亮度(luminance) 10
2.2.5 光強度分佈（Intensity Distribution） 11
2.3 幾何光學原理 13
2.3.1 光的穿透定律[19,20] 13
2.3.2光的反射定律[19,20] 13
2.3.3光的折射定律[19,20] 14
2.4 閃光燈模組介紹 18
2.5 菲涅爾結構 20
2.6 均勻度的計算方法 20
第三章 模型建立及光學模擬設計 22
3.1發光二極體之光源特性 22
3.2設計目標 23
3.3透鏡設計 25
3.3.1 外曲面設計 25
3.3.2 光學元件參數設定 33
3.3.3 透鏡入光面 37
3.3.4 菲涅爾結構 42
第四章 菲涅爾結構設計對均勻度的影響 47
4.1菲涅爾結構深度 47
4.2透鏡入光面深度 52
4.3結構深度對均勻度的影響 55
4.4均勻度分析 59
第五章結論與未來展望 61
5.1結果與討論 61
5.2未來展望 61
參考文獻 62

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