LED面光源均匀化设计

摘要

自上世纪六十年代LED开始进入市场,到现在为止的50多年的时间里,LED光源以其寿命长、无辐射和低功耗等多种优点,吸引着人们的目光。目前随着半导体照明技术的不断发展和前进,LED已经逐渐成为了应用照明的优先选择。在广泛的应用中,通常是将单颗LED排列组合成为一个LED面光源来使用,因此一般在生产制造LED面光源之前都需要对面光源的光学特性进行设计,其中一个重要的目的就是要使得制作出的光源的照度具有良好的均匀性,因此对LED面光源进行均匀化设计就显得尤为重要。
　　本文结合了光源设计的基础,将LED近似成为一个点光源,使用光学特性生成器在设计软件中模拟出LED的光学特性,再根据照明设计理论,利用光学仿真软件对模拟出的LED进行光学设计。文章系统的阐述了LED的发光原理及特点,详细比较了白光LED的不同制作方法,深入分析LED在照明领域的发展趋势,研究了利用LED阵列的发光规律来实现光源设计的方法。本文主要对LED的光学特性进行研究和了解,分析了LED面光源多种排布方式的特点并对其进行了仿真模拟,然后针对圆环形排布的LED阵列进行了深入的探讨,建立了一个LED面光源阵列,模拟研究阵列中各种因素对于LED面光源均匀性的影响。最后根据LED的光学特性和影响因素,设计出一个均匀化的LED面光源,使得在被照射面上得到照明分布情况是均匀的。

目录

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究目的及现状

1.3 论文结构

第二章 基本理论知识

2.1 光度学基础

2.2 色温与显色性

2.2.1 色温

2.2.2 显色性

2.3 白光LED

2.3.1 LED的结构

2.3.2 LED发光原理

2.3.3 LED的特性

2.4 白光LED的实现方法

2.4.1 单芯片型LED实现方法

2.4.2 多芯片型LED实现方法

2.5 白光LED领域及市场分析

第三章 LED光源的模拟

3.1 光学仿真软件的选取

3.2 LED光学建模

3.2.1 表面光源建立及设定方法

3.2.2 单颗LED光源模拟

第四章 LED面光源阵列设计

4.1 LED阵列设计的理论基础

4.1.1 照度分析

4.1.2 斯派罗法则

4.1.3 均匀度检测

4.2 LED面光源的排布方式

4.2.1 线形LED阵列

4.2.2 矩形LED阵列

4.2.3 圆环形LED阵列

4.3 LED面光源阵列设计

第五章 模拟结果的分析与比较

5.1 影响均匀度的因素

5.2 均匀的LED面光源阵列

第六章 结论与展望

致谢

参考文献

已发表论文