博碩士論文 etd-0723110-191329 詳細資訊


姓名 林時沂 (Shyr-Yi Lin) 電子信箱 s19851101@yahoo.com.tw
學號 M9707104 論文著作權 作者與指導教授共同擁有
系所名稱(中) 電機工程系 系所名稱(英) Department of Electrical Engineering
學年度 / 學期 98學年度第2學期 學位 碩士 (Master)
論文名稱(中) LED TIR Lens應用於室內照明之設計研究
論文名稱(英) Design of LED TIR Lens for Interior Lighting
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論文使用權限 校內 5 年後公開、校外 10 年後公開
論文種類 碩士論文
論文語文別 / 頁數 中文 / 75
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關鍵字(中)
  • LED燈具
  • 全反射面透鏡
  • 二次光學設計
  • 關鍵字(英)
  • LED luminarie
  • Total Internal Reflection Lens
  • secondary optical design
  • 摘要(中) 本論文旨在探討發光二極體(LED)全反射面透鏡(Total Internal Reflection Lens)之二次光學元件應用於室內LED照明燈具,用以簡化燈具設計並提高照明品質與效率。研究係設定以單顆LED經設計特定之配光曲線輸出型式,以疊代及積分方式推導計算中間透鏡及全反射面之座標,用3D模擬軟體SolidWorks建構透鏡模型,再以光學模擬軟體TracePro模擬該模型之配光輸出。任取數個單顆模擬組成燈具模組,由光學模擬軟體TracePro獲得該燈具模組之配光曲線;經照明設計軟體DIALux建立室內環境,與實際傳統燈具模組進行空間照度模擬分析比較,本研究以室內大面積環境作為研究對象,並以學校教室(辦公室亦然)、走廊及櫥窗等典型對象為對比案例來分析。研究結果驗證本研究之貢獻,可提供予製造或設計室內LED照明燈具者之參考。
    摘要(英) The thesis studies the secondary optical elements design of LED total internal reflection lens, TIR Lens, for interior lighting, the purpose is to simplify design procedure of luminarie and raise light quality of illumination. At first, set the single LED’s output distribution curve given by luminaire designers, one calculates the coordinates of total reflection surface using iteration and integration method. Then the model of lens can be constructing by 3D software SolidWorks. Next, a luminarie module, constructed with several single LED with designed TIR Lens, then can be simulated by software TracePro in order to have the luminarie distribution curve. Finally, compares on among the design and other traditional luminaries were made from lighting quality perspectives, such as illuminance, uniformily and power density etc. A interior area, especially for office, classroom, is selected as simulation example. The result is valuable and can be employed in the optical lens design of LED luminaries for interior light in the future.
    論文目次 中文摘要 I
    英文摘要 II
    誌謝 III
    目錄 IV
    符號索引 VI
    圖表索引 VIII
    第一章 緒論 1
    1.1 研究背景 1
    1.2 研究動機與目的 1
    1.3 文獻回顧 2
    1.4 研究流程與方法 3
    1.5 章節概述 6
    第二章 光學設計基礎概論 ..7
    2.1 光度學 7
    2.1.1 光通量(luminous flux) 7
    2.1.2 光強度(luminous intensity) 7
    2.1.3 照度(illumination) 7
    2.1.4 輝度(luminance) 8
    2.1.5 光強度分布(intensity distribution) 9
    2.1.6 發光效率(luminous efficacy) 9
    2.2 幾何光學原理 10
    2.2.1折射率(Refractive index) 10
    2.2.2反射定律(Laws of reflection) 10
    2.2.3折射定律(Laws of refraction) 11
    2.2.4全內反射(total internal reflection) 12
    2.3 光學理論在照明光源及燈具的關連與應用 13
    2.3.1光源 14
    2.3.2燈具 15
    2.4 結語 16
    第三章 LED TIR Lens設計與模擬 17
    3.1 LED TIR Lens設計 17
    3.1.1 設計流程 17
    3.1.2 LED模擬光源選用 19
    3.1.3 能量分配計算 21
    3.1.4 TIR Lens設計推導 21
    3.1.5 TIR Lens模型建構 29
    3.1.6光學模擬軟體TracePro介紹 31
    3.1.7 TIR Lens配光模擬 32
    3.2 LED燈具模組建立 38
    3.3 結語 47
    第四章 建構室內照明設計範例及分析比較 48
    4.1 建立室內照明空間模型 48
    4.2 室內照明設計範例之分析比較 51
    4.2.1 教室照明設計範例 51
    4.2.2 走廊照明設計範例 57
    4.2.3 櫥窗照明設計範例 62
    4.3 節能分析 68
    4.4 結語 69
    第五章 結論與未來研究方向 70
    5.1 結論 70
    5.2 未來研究方向 71
    參考文獻 72
    作者簡介... 75
    參考文獻 [1]  劉冠顯、蕭鈞毓、張智鴻,「新世代LED照明之發展與應用方向探討」,照明學刊,台灣照明學會,第25卷第3期,第36~44頁,民國九十七年。
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    [35] 周澤亞,周鼎金,「教室LED照明改善評估研究」,海峽兩岸第十六屆照明科技與營銷研討會,中國照明學會,第316~323頁,2009年11月。
    指導教授/口試委員
  • 蕭弘清 - 指導教授
  • 宋平生 - 委員
  • 張仁家 - 委員
  • 黃忠偉 - 委員
  • 繳交日期 2010-07-26


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