基于LED光源的反光和背光器件的探索與設(shè)計(jì).pdf

1、固體發(fā)光器件如LED或LD的使用，為傳統(tǒng)的照明帶來(lái)巨大變革，因此基于LED或LD為光源的應(yīng)用，必然引起光學(xué)系統(tǒng)的重新設(shè)計(jì)，以適應(yīng)光源的變化。近來(lái)，LED已經(jīng)用于顯示背光光源，和車前大燈光源，甚至，三色LD用于汽車大燈，這種固體LED或LD光源，具有光效高，無(wú)汞綠色，節(jié)能環(huán)保，壽命長(zhǎng)，性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，大有完全取代現(xiàn)有的鹵素或氙氣燈，因此，LED或LD的使用必然會(huì)要求新的光學(xué)系統(tǒng)來(lái)適應(yīng)其不同的發(fā)光角度、光效等特點(diǎn)。本論文主要針對(duì)基于LED的

2、車前燈和基于LED顯示的背光光源在反光器、均光元件和導(dǎo)光器件方面做了一些探索。
　　首先，對(duì)LED車前照燈的技術(shù)現(xiàn)狀做了總結(jié)并對(duì)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析?，F(xiàn)狀是即使是輕型摩托車，LED前照燈在技術(shù)要求方面距離產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)還有一大段距離。目前也沒(méi)有輕便摩托車LED光源前照燈配光設(shè)計(jì)的具體標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)照輕便摩托車白熾絲光源前照燈配光性能和汽車用LED前照燈國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)展了一款LED輕便摩托車前照燈的探索設(shè)計(jì)并在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)符合度方面作了分析。考慮到

3、LED光源結(jié)構(gòu)及光學(xué)特性，和傳統(tǒng)光源的區(qū)別很大。而現(xiàn)有的配光系統(tǒng)無(wú)法直接使用LED光源，為了更有效的控制LED的出射光，需要重新設(shè)計(jì)配光系統(tǒng)。本方案針對(duì)反光器和配光透鏡組合中的反光器（杯）進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，新的反光器更好地利用了光能，提高了出光效率。方法上基于非成像光學(xué)邊緣光線理論和目標(biāo)照面的照明效果光線逆向方法，構(gòu)建合適的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)Matlab進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，求解得到反光器的配光臨界點(diǎn)，在三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件中構(gòu)建出配光面及反光器模型，再

4、利用光學(xué)仿真軟件Tracepro對(duì)所設(shè)計(jì)的模型進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果證明了以本設(shè)計(jì)方法的車前燈反光器，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)光、近光照明要求，光能利用率達(dá)到97％。
　　在基于LED背光發(fā)展而來(lái)的LED平板燈是另一種LED照明的商業(yè)應(yīng)用。LED平板燈具有高光效、節(jié)能、無(wú)眩光、光線均勻，可塑性強(qiáng)，以及結(jié)構(gòu)和環(huán)境更和諧精致等特點(diǎn)，在構(gòu)建和諧光環(huán)境以及營(yíng)造非突兀的環(huán)境空間方面更加有優(yōu)勢(shì)。本文第二部分嘗試設(shè)計(jì)了具有色溫可調(diào)控的窄邊距結(jié)構(gòu)的超薄平板燈。