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研究生: 陳聖文
Sheng-wen Chen
論文名稱: LED路燈之光學透鏡設計
Optical Lens Design of LED Luminaire for Streetlight
指導教授: 蕭弘清
Horng-ching Hsiao
口試委員: 黃仲欽
Jonq-chin Hwang
胡能忠
none
黃忠偉
none
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電資學院 - 電機工程系
Department of Electrical Engineering
論文出版年: 2009
畢業學年度: 97
語文別: 中文
論文頁數: 109
中文關鍵詞: LED路燈透鏡光學設計道路照明
外文關鍵詞: LED luminaries for streetlight, lens, optical design, roadway lighting .
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  • 本論文旨在研究LED路燈之光學透鏡設計,於相同的燈具結構中,依據道路場所之功能需求僅更換燈具之透鏡即可達到不同光學特性之配光曲線(短、中、長配光)。論文首先蒐集道路照明相關規範作為燈具性能評估指標之依據,並綜合目前市售LED燈具之結構規格,以訂定本研究所開燈具尺寸。

    燈具光學特性以均勻配光曲線為主軸,經由相關光學理論計算,依光源角度之光束能量分配進行透鏡設計,利用光學軟體TracePro模擬設計燈具與性能參數,再置入照明設計軟體DIALux進行道路照明模擬,並評估平均照度與配光均勻度,驗證本研究光學設計理論基礎,作為往後LED路燈透鏡之光學設計參考依據。


    This thesis studies optical lens design of the LED luminaries for streetlights. In the same structure, only by replacing the luminaire lens to achieve different optical properties of the light distribution curve (short, medium, long distribution).
    First, the road lighting specifications has been surveyed as the performance index of the luminaire. Next, To define the final version of the institute to luminaire size by consolidating the structure of LED luminaire which had been marketed.
    Uniform optical properties of luminaire with the light distribution curve for the spindle, By combining the optical theorems and the angle of light beam energy distribution.
    The optical software, TracePro, is used to simulate luminous distribution of the luminaires. Then, executing the simulation of road lighting by using the software, DIALux, to assess the average illumination and uniformity. Simulatity results validate the theoretical analysis. The study can be employed in the optical lens design of the LED luminaries for streetlights in the future.

    中文摘要 I 英文摘要 II 誌謝 III 目錄 IV 圖表索引 VII 第一章 緒論 ..1 1.1 研究背景 1 1.2 研究動機與目的 2 1.3 研究流程與方法 3 1.4 參考文獻回顧 4 1.5 章節概述 7 第二章 道路照明系統 ..8 2.1 優良道路照明設計概說 8 2.2 照明設計指標概要 8 2.2.1 光通量(luminous flux) 8 2.2.2 光度(luminous intensity) 9 2.2.3 照度(illumination) 9 2.2.4 輝度(luminance) 9 2.2.5 眩光(glare) 10 2.2.6 路面均勻度(Road Uniformity) 11 2.2.7 色溫度(color temperature) 12 2.2.8 演色性(color rendering index, CRI) 14 2.2.9 門檻增量值(threshold increment, T.I.) 14 2.2.10 眩光GR控制指數(glare control mark) 14 2.2.11 眩光限制(glare restriction) 14 2.2.12 閃爍效應(flicker) 15 2.2.13 光污(Light Dirt) 15 2.2.14 環境照明係數(SR) 16 2.2.15 光幕輝度(veiling luminance) 16 2.3.1 理想配光曲線 17 2.3.2 道路種類歸納 19 2.3.3 道路路面材質及亮度反射特性 23 2.3.4 國內外道路照明規範標準介紹 26 2.3.5 道路佈燈方式及燈桿種類 31 2.3.6 道路照明燈具配光規範 32 2.3.7 道路照明標準定義 34 第三章 光學設計概論 37 3.1 前言 37 3.2 反射罩設計 37 3.2.1 光的反射 37 3.2.2 反射罩曲線方程式 38 3.2.3 反射罩材質 40 3.3 透鏡設計 41 3.3.1 光的折射 41 3.3.2 光的全內反射 42 3.3.4 透鏡材質 43 3.4 燈具與透鏡設計概論 43 3.4.1 市場燈具評析 43 3.4.2 透鏡設計方向 50 第四章 透鏡設計與評估 53 4.1 LED路燈模擬之系統建立 53 4.1.1 光學模擬軟體TracePro介紹 53 4.1.2 LED選用 54 4.1.3 LED燈具模組建立 57 4.1.4 LED排列 58 4.1.5 透鏡設計流程 58 4.1.6 透鏡與燈具模組 60 4.2 本章結語 70 第五章 LED路燈之道路照明優化 71 5.1 DIALux之道路照明優化系統建立 71 5.1.1 道路照明優化之道路與參數設定 72 5.1.2 道路照明優化之模擬結果與評估 74 5.1.3 市售燈具之道路照明優化評比 91 5.1.3 模擬實際道路照明優化 91 5.2 本章結語 95 第六章 結論與建議 100 6.1結論 100 6.2未來研究方向 101 參考文獻 102 附錄1.1 ... 105 附錄1.2 ... 107 作者簡介... 109

    [1] 蕭弘清,照明節能技術篇,國立台灣科技大學電機系。
    [2] 蕭弘清,LED照明篇,國立台灣科技大學電機系。
    [3] 交通部,國道公路照明設計準則,交通部台灣區國道新建工程局,台北,第2-1~2-15 頁,1999。
    [4] CIE Technical Report, "Guide for the Lighting of Road Tunnels and Underpasses," Publication:CIE 88, International Commission on Illumination, p.1~35 ,2004
    [5] 內政部營建署市區道路工程規劃之研究,第十九章市區道路照明民國九十一年。
    [6] 公共工程施工綱要規範2.5章道路照明工程,中國工程師學會
    [7] 樓仁華,道路照明標準IES及CIE引用設計之差異,中華技術雜誌,第51期,民國九十年七月。
    [8] Judith Block,Lighting Handbook-8TH Edition。Ch24.Roadway lighting,p751~778
    [9] 朱怡,照明燈具設計課堂講義。2008年9月。
    [10] 薛名洲,發光二極體(LED)透鏡之成形收縮對光學性質之影響,碩士論文。國立高雄應用科技大學,第14~21頁。
    [11] 許阿娟,相位、幾何相位與光束分析在光學設計與測試的應用及探討,博士論文。國立成功大學,台南,民國九十一年十一月,2-4~2-9。
    [12] 林致行,光學設計之專家系統,碩士論文。國立中央大學,桃園,民國九十四年四月。
    [13] 林志豪,LED照明導光元件設計,碩士論文。明志科技大學,台北,民國九十六年七月,第25~30頁。
    [14] 陳季凡,以掃描探針灰階奈米微影術製作微光學透鏡陣列之研究,碩士論文。國立清華大學,新竹,民國九十三年七月,第10~12頁。
    [15] 邵穗鵬,光學透鏡系統實例設計與評估,碩士論文。國立中央大學,桃園
    [16] 蕭弘清,照明工程光源篇,國立台灣科技大學電機系。
    [17] 張智鴻,人工智慧應用於室內照明最佳化設計之研究,碩士論文,國立台灣科技大學,臺北,民國九十五年七月。

    [18] 劉元斌,道路照明優化設計與效益評估之研究,碩士論文,國立台灣科科技大學,台北,民國九十七年七月十日。
    [19] 林藎良、汪孝慈,照明品質與昡光評估模式,照明學刊,台灣照明學會,第2卷,18期,第26~38頁,民國九十年。
    [20] 市區道路工程規劃及設計規範之研究,2001年12月。
    [21] Bommei, W. J. M. and Boer, J. B.,1980,Road Lighting,Philips Technical Library,Kluwer Technishe Boeken B.V.-Deventer.
    [22] 羅欽煌、黃建誠,漫談電力與照明節約能源,台灣綠色生產 力基金會節約能源技術報導,財團法人台灣綠色生產力基金會,47期,第21~31頁,民國九十一年。
    [23] You-Sik Hong, Hyunsoo Jin, and Chong-Kun Park, “New Electro- sitive Traffic Light Using Fuzzy Neural Network”, IEEE Trans. on fuzzy system, Vol. 7, No.6, pp.759~767, Dec. 1999.
    [24] 周太明、宋賢杰、劉虹、李福生、汪建平,高效照明系統設計指南,復旦大學出版社,第9~29頁。
    [25] 行政院公共工程委員會,公共工程基本圖彙編完整圖檔。
    [26] 高效率照明技術開發四年計畫,經濟部能源局。
    [27] 陳佳瓏,視覺於照明之應用,碩士論文,國立台灣科技大學,台北,民國九十五年七月六日,第6~10頁。
    [28] 經濟部能源局照明推廣教育95年度照明基礎講座,照明節能與產品驗證-工業技術研究院能源與環境研究所,民國九十五
    [29] 王斯鼎,道路照明品質探討與評估,碩士論文,明新科技大學,新竹,民國九十三年七月。
    [30] 羅欽煌、黃建誠,漫談電力與照明節約能源,台灣綠色生產 力基金會節約能源技術報導,財團法人台灣綠色生產力基金會,47期,第21~31頁,民國九十一年。
    [31] 劉冠顯,應用LED混光技術於全日光模擬研究,碩士論文,國立台灣科科技大學,台北,民國九十六年七月十六日。
    [32] Yi Luo, Xianpeng Zhang, Jiayao Liu, Changbo Zhou, Keyuan Qian,and Yanjun Han,” LED Street Lighting Technologies with High Human-eye Comfortability”,IEEE, Nano-Optoelectronics Workshop, 2008. i-NOW 2008. International
    [33] D. R. Nuttall, R. Shuttleworth and G. Routledge ,”Design of a LED Street Lighting System”, Power Electronics, Machines and Drives, 2008. PEMD 2008. 4th IET Conference on
    [34] Journal of the IES,1990 Winter, “IES Guidelines for Unit Power Density(UPD) for New Roadway Lighting Installation
    [35] 沛鑫半導體,http://www.foxsemicon.com.tw/index3-3-1.htm
    [36] 陽傑科技,http://www.atdi-web.com/home.php?fn=chi
    [37] 鑫源盛科技股份有限公司,http://www.ttic-tech.com.tw/02.htm
    [38] 安提亞科技股份有限公司,http://www.anteya.com/index-old.htm
    [39] 新強光電股份有限公司,http://www.neobulb.com/
    [40] 展光光電股份有限公司,http://www.be-led.com/products.php
    [41] 佰鴻工業股份有限公司,http://www.brtled.com/
    [42] 億光電子,http://www.everlight.com/product.php?id=3
    [43] ETC 力毅國際,http://www.etronic.com/eng/index.php
    [44] 德國SCHOTT公司http://www.schott.com/english/
    [45] ILONG Xingming and Zhou Jing,”An Intelligent Driver for Light Emitting Diode Street Lighting”, IEEE, Automation Congress, 2008. WAC 2008. World
    [46] 詹慶旋,建築光環境,臺北:淑馨出版社,第19~40頁,1994。

    無法下載圖示 全文公開日期 2014/08/03 (校內網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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