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研究生: 郭耀遠
Kuo, Yao-Yuan
論文名稱: 反射式LED車頭燈的設計
Design of Reflective-Type LED Automobile Headlamp
指導教授: 陳顯禎
Chen, Shean-Jen
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 工程科學系碩士在職專班
Department of Engineering Science (on the job class)
論文出版年: 2013
畢業學年度: 101
語文別: 中文
論文頁數: 53
中文關鍵詞: 高功率白光LED光學設計反射式光學系統
外文關鍵詞: High power white LED, optical design, reflective-type optical system
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  • 本論文以高功率白光LED搭配反射式的光學系統,設計符合美國汽車工程師協會(Society of Automotive Engineers,SAE)要求的7英吋圓形具遠近雙功能的車用頭燈。LED採用全部面向反射面的設計方式,避免LED的直射光線對法規的影響,近燈因應法規對光型的要求,採用四晶封裝的LED進行設計,遠燈則採用單一封裝的LED利用四顆LED陣列式的排列為光源來進行設計,因如此的排列方式LED之間會有間隔而導致光型的不均勻現象,利用多焦點反射面的設計方式讓反射出去的光線產生錯位重疊,來降低光線不均勻的現象。
    設計步驟為先定義光學系統各反射面的分佈方式,再決定LED的型號及配置方法,搭配光學模擬逐步完成每一反光面的設計,調整及變換反射面焦點與LED光源的相對位置來減低因LED間距所產生的光線不均勻現象,最後進行全系統的光學驗證模擬,確認設計是否符合法規要求。在論文中,成功設計出符合SAE法規要求之光型及亮度的反射式LED頭燈。

    In this thesis, a high power LED with a reflective-type optical system is used to design a dual function (low beam and high beam) 7 inch round headlight to meet the requirements of Society of Automotive Engineers (SAE) regulations. LEDs face to reflective surfaces to avoid the direct light of LED impacting on regulations. Based on the beam pattern requirement, the low beam use 4 chips LED to be the light source. A linear array of 4 single chip LEDs is used to be the light source of the high beam. Un-uniform beam pattern of the high beam is caused by the gap of each LED in the linear array. Multifocal point reflectors are used to reduce this situation.
    The first step is to define the distribution of each reflection surface of the optical system. Then, the LED types and configuration method is decided to design each reflection surface with optical simulation software to confirm that each surface meets the specifications. Finally, optical simulation with entire optical system is performed to make sure that the system can meet SAE requirements. In the thesis, the successful reflective-type LED headlamps design has met the SAE regulations requirement of light pattern and brightness.

    摘要..........................................Ⅰ Abstract.....................................Ⅱ 誌謝..........................................Ⅲ 目錄..........................................Ⅳ 表目錄.........................................Ⅵ 圖目錄.........................................Ⅶ 第一章 序論.....................................1 1-1 前言.......................................1 1-2 文獻回顧....................................2 1-3 研究目的....................................6 1-4 論文架構....................................6 第二章 LED照明簡介...............................8 2-1 光度學原理..................................8 2-2 高功率白光LED簡介...........................11 第三章 頭燈設計原理..............................17 3-1 SAE頭燈法規介紹.............................17 3-2 頭燈光學系統介紹.............................19 3-3 鹵素燈泡反射式頭燈設計........................25 3-4 鹵素燈泡與高功率白光LED在反射式頭燈設計上的差異...29 第四章 反射式LED頭燈設計..........................31 4-1 近燈與遠燈高功率白光LED的選擇..................31 4-2 近燈反射鏡曲面設計............................36 4-3 遠燈反射鏡曲面設計............................41 4-4 近燈/遠燈反射鏡曲面的模擬驗證...................47 第五章 結論與未來展望..............................50 參考文獻.........................................52

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    下載圖示 校內:2015-09-12公開
    校外:2018-09-12公開
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