直下式LED灯具的光学设计与研究
发布时间：2021-02-24 18:39
随着固态照明的蓬勃发展,LED在室内外照明和特种照明等领域获得了越来越广泛的应用。本论文针对现有的直下式LED照明灯具（LED面板灯、LED广告灯箱和LED黄疸光疗灯）存在的照明质量差、混光距离大和平面光谱分布不均匀等问题,进行了相应的光学透镜设计以及基板上多种单色LED的排布设计,有效提高了LED灯具的照明品质。首先,为进一步减小直下式LED面板灯的厚度,以朗伯发光LED在96mm高度目标面上的照度分布作为期望照度分布,对大角度LED透镜进行反馈优化,使其在25mm高度目标面上形成具有期望照度分布的光场。仿真模拟表明,在高度为25mm的目标面上,LED透镜阵列具有均匀度值为0.88的照度分布。接着,在市面上挑选出合适的大角度LED透镜与白光LED芯片进行搭配,其在30mm高度的目标面上形成了尺寸足够大的光斑,且光斑照度分布接近于朗伯发光LED在高度为132mm的目标面照度分布,制作出了一款超薄直下式LED面板灯成品,其目标面实际高度为29.5mm,照度均匀度为0.84。其次,针对在矩形LED大型广告灯箱的设计中,LED与二次透镜的装配容易导致光能浪费和配光效果不理想等问题,本文基于能...
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
市面上常见的LED面板灯
板或安装体下方，在室内照明市场领域具有巨大的发展潜力。为 LED 平面光源的应用灯具之一，LED 面板灯可分为侧入式和。侧入式 LED 面板灯主要通过导光板对侧边 LED 的辐射光进行实现均匀的面发光。侧入式的发光方式允许 LED 面板灯有很薄D 的使用数量较多，分布较密集，需要用散热效果优良的装置保证和耐用性。另外，在大尺寸面发光方面，由于导光板的存在，侧入会比较笨重，往往不易于安装维修。还有，由于导光板吸收和光大尺寸侧入式 LED 面板灯不易于做到高光效和高照明质量。对板灯而言，导光板技术是其进一步发展的关键。
性黄疸和病理性黄疸。其中，生理性黄疸一般会在两周内自动消退，而病理性黄疸会诱发脑中神经细胞中毒性病变，直接威胁到新生儿的生命和健康[12]。治疗黄疸病的常见方法有光照疗法[13]、换血疗法和药物疗法等。光照疗法作为新生儿黄疸病的一种常见治疗方法，因其疗效好、方法简单易行、安全和副作用少等优点[14]，已在临床上被广泛使用，其中以蓝光疗法应用最多[15]。传统的新生儿黄疸光疗灯通常采用卤素灯、白炽灯和荧光灯等，但这些光源都有光衰强、寿命短、辐射光谱不稳定和频闪等缺点，且含有对人体有害的红外光和紫外光[16]。随着 LED 照明技术研究的不断深入，LED 逐渐成为治疗新生儿黄疸病的首选光源，如图 1.3 所示，市面上常见的一种灯管型 LED 黄疸光疗灯。甘汝婷等[17]运用 LED 光谱构造技术，采用峰值波长不同和数量不同的 4 种单色 LED，研制出一种用于治疗新生儿黄疸病的直下式 LED 平面光源（直下式 LED 黄疸灯），其辐射光谱与胆红素吸收光谱相同。但上述 LED 黄疸光疗灯引发了一个新问题，对于匹配数量不同的每种单色 LED，在同一基板上进行排布时，若婴儿身上各个位置接收到的光谱分布和光照度不同，则会降低该黄疸灯对新生儿黄疸病的治疗效果。
【参考文献】：
期刊论文
[1]新生儿黄疸治疗仪光源的光生物安全[J]. 张佳宁,郭震宁,林介本,李建鹏,黄婷,黄学铃. 中国光学. 2017(04)
[2]蓝光照射结合腹部环形按摩对新生儿黄疸胆红素和黄疸消退情况的影响[J]. 朱媛媛,刘颖. 中国医药导报. 2017(21)
[3]LED照明技术的应用现状与发展趋势[J]. 常卫刚. 产业与科技论坛. 2017(13)
[4]一种新型LED平面光源的研究[J]. 王能获,赵韦人,陈均华,孟盈君,周益羊,张欣. 广东工业大学学报. 2017(01)
[5]大型LED双面广告灯箱矢量设计方法[J]. 郭震宁,林木川,颜稳萍,廖炫,甘汝婷,潘诗发. 华侨大学学报(自然科学版). 2016(04)
[6]用于LED广告灯箱的自由曲面大角度透镜设计与仿真[J]. 潘诗发,郭震宁,颜稳萍,廖炫,甘汝婷,林木川. 光子学报. 2016(02)
[7]新生儿黄疸治疗进展分析[J]. 周康良. 世界最新医学信息文摘. 2015(31)
[8]LED近场光学模型与直下式背光源透镜的设计优化[J]. 钱可元. 光学学报. 2015(05)
[9]新生儿黄疸治疗仪用LED光源的研究[J]. 甘汝婷,郭震宁,林介本,颜稳萍,廖炫,潘诗发,林木川. 光学学报. 2015(04)
[10]基于Taguchi方法的曲面LED阵列照度问题研究[J]. 史晨阳,文尚胜,陈颖聪. 发光学报. 2015(03)
博士论文
[1]大功率LED封装与应用的自由曲面光学研究[D]. 王恺.华中科技大学 2011
硕士论文
[1]LED自由曲面透镜的设计及应用研究[D]. 曾丹.深圳大学 2017
[2]LED二次配光透镜设计[D]. 董文娟.江苏大学 2017
[3]LED自由曲面透镜的设计[D]. 夏磊.江苏大学 2017
[4]直下式LED灯具二次透镜设计与应用[D]. 潘诗发.华侨大学 2016
[5]大尺寸LED光源准直透镜的设计与应用[D]. 韩敏.江苏大学 2016
[6]LED低位照明光学系统设计与应用[D]. 林木川.华侨大学 2015
[7]LED自由曲面配光镜的设计及应用[D]. 王雪娇.中国计量学院 2015
[8]直下式LED背光模组关键技术研究[D]. 章锐华.深圳大学 2015
[9]液晶显示棱镜片在背光源下的应用研究[D]. 彭敦云.曲阜师范大学 2015
[10]蓝绿光LED黄疸光疗仪光机设计与研究[D]. 王沛沛.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2014
本文编号：3049786
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
市面上常见的LED面板灯
板或安装体下方，在室内照明市场领域具有巨大的发展潜力。为 LED 平面光源的应用灯具之一，LED 面板灯可分为侧入式和。侧入式 LED 面板灯主要通过导光板对侧边 LED 的辐射光进行实现均匀的面发光。侧入式的发光方式允许 LED 面板灯有很薄D 的使用数量较多，分布较密集，需要用散热效果优良的装置保证和耐用性。另外，在大尺寸面发光方面，由于导光板的存在，侧入会比较笨重，往往不易于安装维修。还有，由于导光板吸收和光大尺寸侧入式 LED 面板灯不易于做到高光效和高照明质量。对板灯而言，导光板技术是其进一步发展的关键。
性黄疸和病理性黄疸。其中，生理性黄疸一般会在两周内自动消退，而病理性黄疸会诱发脑中神经细胞中毒性病变，直接威胁到新生儿的生命和健康[12]。治疗黄疸病的常见方法有光照疗法[13]、换血疗法和药物疗法等。光照疗法作为新生儿黄疸病的一种常见治疗方法，因其疗效好、方法简单易行、安全和副作用少等优点[14]，已在临床上被广泛使用，其中以蓝光疗法应用最多[15]。传统的新生儿黄疸光疗灯通常采用卤素灯、白炽灯和荧光灯等，但这些光源都有光衰强、寿命短、辐射光谱不稳定和频闪等缺点，且含有对人体有害的红外光和紫外光[16]。随着 LED 照明技术研究的不断深入，LED 逐渐成为治疗新生儿黄疸病的首选光源，如图 1.3 所示，市面上常见的一种灯管型 LED 黄疸光疗灯。甘汝婷等[17]运用 LED 光谱构造技术，采用峰值波长不同和数量不同的 4 种单色 LED，研制出一种用于治疗新生儿黄疸病的直下式 LED 平面光源（直下式 LED 黄疸灯），其辐射光谱与胆红素吸收光谱相同。但上述 LED 黄疸光疗灯引发了一个新问题，对于匹配数量不同的每种单色 LED，在同一基板上进行排布时，若婴儿身上各个位置接收到的光谱分布和光照度不同，则会降低该黄疸灯对新生儿黄疸病的治疗效果。
【参考文献】：
期刊论文
[1]新生儿黄疸治疗仪光源的光生物安全[J]. 张佳宁,郭震宁,林介本,李建鹏,黄婷,黄学铃. 中国光学. 2017(04)
[2]蓝光照射结合腹部环形按摩对新生儿黄疸胆红素和黄疸消退情况的影响[J]. 朱媛媛,刘颖. 中国医药导报. 2017(21)
[3]LED照明技术的应用现状与发展趋势[J]. 常卫刚. 产业与科技论坛. 2017(13)
[4]一种新型LED平面光源的研究[J]. 王能获,赵韦人,陈均华,孟盈君,周益羊,张欣. 广东工业大学学报. 2017(01)
[5]大型LED双面广告灯箱矢量设计方法[J]. 郭震宁,林木川,颜稳萍,廖炫,甘汝婷,潘诗发. 华侨大学学报(自然科学版). 2016(04)
[6]用于LED广告灯箱的自由曲面大角度透镜设计与仿真[J]. 潘诗发,郭震宁,颜稳萍,廖炫,甘汝婷,林木川. 光子学报. 2016(02)
[7]新生儿黄疸治疗进展分析[J]. 周康良. 世界最新医学信息文摘. 2015(31)
[8]LED近场光学模型与直下式背光源透镜的设计优化[J]. 钱可元. 光学学报. 2015(05)
[9]新生儿黄疸治疗仪用LED光源的研究[J]. 甘汝婷,郭震宁,林介本,颜稳萍,廖炫,潘诗发,林木川. 光学学报. 2015(04)
[10]基于Taguchi方法的曲面LED阵列照度问题研究[J]. 史晨阳,文尚胜,陈颖聪. 发光学报. 2015(03)
博士论文
[1]大功率LED封装与应用的自由曲面光学研究[D]. 王恺.华中科技大学 2011
硕士论文
[1]LED自由曲面透镜的设计及应用研究[D]. 曾丹.深圳大学 2017
[2]LED二次配光透镜设计[D]. 董文娟.江苏大学 2017
[3]LED自由曲面透镜的设计[D]. 夏磊.江苏大学 2017
[4]直下式LED灯具二次透镜设计与应用[D]. 潘诗发.华侨大学 2016
[5]大尺寸LED光源准直透镜的设计与应用[D]. 韩敏.江苏大学 2016
[6]LED低位照明光学系统设计与应用[D]. 林木川.华侨大学 2015
[7]LED自由曲面配光镜的设计及应用[D]. 王雪娇.中国计量学院 2015
[8]直下式LED背光模组关键技术研究[D]. 章锐华.深圳大学 2015
[9]液晶显示棱镜片在背光源下的应用研究[D]. 彭敦云.曲阜师范大学 2015
[10]蓝绿光LED黄疸光疗仪光机设计与研究[D]. 王沛沛.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2014
本文编号：3049786
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