簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 蕭凡淩
Fan-Ling Hsiao
論文名稱: 高演色性雙色螢光粉手機閃光燈透鏡最佳化之光學設計
Optimization of optical design for High CRI of flashlight lens in mobile phone
指導教授: 胡能忠
Neng-Chung Hu 
孫沛立
Pei-Li Sun
口試委員: 陳鴻興
Hung-Shing, Chen
陳建宇
Chien-Yue Chen
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電資學院 - 電子工程系
Department of Electronic and Computer Engineering
論文出版年: 2015
畢業學年度: 103
語文別: 中文
論文頁數: 66
中文關鍵詞: 雙色螢光粉演色性閃光燈透鏡均勻度
外文關鍵詞: flash light, dual phosphor, Fresnel lens, uniformity
相關次數: 點閱:439下載:0
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  • 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,但市面上LED閃光燈都有著演色性不佳的缺點,本論文將使用Light tools光學軟體設計雙色螢光粉(紅色螢光粉+綠色螢光粉)模擬來改善演色性問題,使拍出來的照片顏色更接近實體,並將LED閃光燈透過光學設計之透鏡,調整發光角度,提升發光效率並且改善均勻度。
    本透鏡結合自由曲面與菲涅爾結構設計,並探討如何達到最佳均勻度及效率,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 enhance the CRI 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 enhance the CRI by using dual phosphor and modify beam angle, enhance efficiency and improve uniformity by using the flashlight lens with optical design software LightTools.
    The lens was designed by combination with free form and Fresnel lens. This thesis demonstrates how to achieve the high CRI, 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.

    中文摘要 I ABSTRACT II 目錄 III 圖目錄 VI 表目錄 X 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 13 2.3.2光的反射定律 13 2.3.3光的折射定律[17,18] 14 2.4 閃光燈模組介紹 16 2.5 螢光粉特性 18 2.6 Mie式散射 18 2.7 演色性與演色指數 18 2.8 菲涅爾透鏡 20 2.8均勻度的計算方法 21 第三章 模型建立及光學模擬設計 22 3.1白光LED發光原理 22 3.2設計目標 24 3.3螢光粉散射行為 26 3.4透鏡設計 28 3.4.1 外曲面的設計 28 3.4.2 光學元件參數定義 36 3.4.3 透鏡入光面 40 3.4.4 菲涅爾結構 42 第四章 菲涅爾結構對均勻度的影響 46 4.1菲涅爾結構深度 46 4.2透鏡入光面深度 51 4.3菲涅爾結構深度對均勻度的影響 54 4.4均勻度分析 58 4.5有無菲涅爾結構之比較 60 第五章結論與未來展望 62 5.1結果與討論 62 5.2未來展望 62 參考文獻 63

    [1] M. Kendall and M. Scholand, "Energy savings potential of solid state lighting in general lighting applications," US Department of Energy, Washington, DC, (2001).
    [2] T. Drennen, R. Haitz, and J. Tsao, "A market diffusion and energy impact model for solid-state lighting," 21st Annual North American Conference of the US Association of Energy Economics and International Association for Energy Economics, Philadelphia, (2000).
    [3] 李正中,「光電科技概論」,國立中央大學光電科學與工程學系,2008年9月。
    [4] 台灣區電機電子工業同業公會電子報。IHS分析:2015年前全球手機市場 半數以上是智慧型手機。網址: http://www.teema.org.tw/
    [5] MIC AISP產業情報顧問服務網站。2012。2013兩大成長動能:平板電腦、Smartphone。網址: http://mic.iii.org.tw/aisp/
    [6] 陳隆建 譯, “發光二極體之理與製程”, 全華科技圖書 ,台北, 2006
    [7] J.Warren Blaker, Peter Schaeffer,“OPTICS An Introduction for Technicians and Technologists ”, Pearson Prentice Hall, ( 2007).
    [8] 大田登原著,陳鴻興、陳詩涵譯,「色彩工程學 理論與應用」,全華圖書股份有限公司,民國九十六年。
    [9] 「光度學定義」,台灣平面顯示器材料與元件產業協會,http://www.tdmda.org.tw/。
    [10] 楊臣鑄,「光輻射測量原理和方法」,計量出版社,北京,1981。
    [11] 陳穎慧,「基礎光度學與量測實務」,量測資訊,P11-16,2005。
    [12] R.W. Boyd,“Radiometry and the Detection of Optical Radiation”John Wiley, (1983).
    [13] 石曉蔚 作,「室內照明設計原理」,淑馨出版社,P78-84,1996。
    [14] 光強度量測儀器,http://www.technoteam.de/produkte/nahfeld_
    goniophotometer/index_ger.html.
    [15] 郭浩中、賴芳儀、郭守義 著,「LED原理與應用」,五南圖書出版公司,P92-94,2009,12月
    [16] 耿繼業 何建娃,「幾何光學」,全華圖書股份有限公司,2009年。
    [17] L. Pedrotti, S.J. Leno M. Pedrotti Leno S. Pedrotti, Frank “Introduction to Optics third edition” p17-25, ( 2007).
    [18] 吳錦銓 博士,LED應用之光學設計-反射罩,國立台灣科技大學電子工程系,綠色電能與LED照明技術議題研討會。
    [19] 黃日忠,「LED閃光燈光學設計」,國立台灣科技大學電機工
    程所碩士學位論文,民國97年6月19日。
    [20] 王文勳,「手機LED閃光燈照度均勻設計與研究」,國立中央大學光電研究所碩士學位論文,民國94年6月27日。
    [21] 胡國瑞 孫沛立 徐道義 陳鴻興 黃日鋒 詹文鑫 羅梅君著,「顯示色彩工程學」,全華圖書出版公司,P117,2009,6月
    [22] 中華民國光電學會 編著,「LED工程師基礎概念與應用」,五南圖書出版公司,P43-44,2012,4月
    [23] Shaoyun Yina , Zhongxun Wanga,b, Xiuhui Suna , liangping Xiaa,b, Hui Pangb , Qiling Dengb , Chunlei Dua*, Design of Freeform LED Lens with Large Light Deflection Angle for Road Lighting Application , SPIE (2012)
    [24] D. A. Steigerwald, J. C. Bhat, D. Collins, R. M. Fletcher, M. O. Holcomb, M. J. Ludowise, P. S. Martin, and S. L. Rudaz, ―Illumination with solid state lighting technology, ‖ IEEE J. Select. Topics Quantum Electron. 8, 310-320 (2002).
    [25] Philips Lumileds Lighting Company, http://www.lumileds.com.
    [26] 劉如熹, 王健源, 「白光發光二極體製作技術」, ‖ 全華科技圖書公司, (2005).
    [27] C. F. Boren and D. R. Huffmarn, Absorption and Scattering of Light by Small Particles (Wiley, New York, 1983).
    [28] D. Toublanc, “Henyey-Greenstein and Mie phase functions in Monte Carlo radiative transfer computations,” Appl. Opt. 35, 3270-3274 (1996).
    [29] 陳炳圻, 「使用近場色彩光學資訊建立雙螢光粉轉換白光LED模型」,國立台灣科技大學色彩與照明研究所碩士學位論文,民國103年4月。
    [30] 李林,「現代光學設計方法」,北京理工大學出版社,P.322,2009年。
    [31] 林容妃,「利用三階貝茲曲線逼近四階貝茲曲線」,國立中正大學應用數學研究所碩士學位論文,民國101年6月。
    [32] LightTools from Synopsys,http://www.opticalres.com/lt/ltprodds_f.html

    無法下載圖示 全文公開日期 2020/07/27 (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)
    QR CODE