基于LED光源新型自行车前置灯的设计 毕业设计.docVIP

本科毕业设计（论文） 基于LED光源新型自行车前置灯的设计 院 专 业 年级班别 学 号 学生姓名 指导教师 2013年 5 月 摘 要 近年来，由于新型LED的高速发展，使LED的优点能在更多的领域得到充分的发展。本论文以高功率冷白光LED为光源，设计高安全性的自行车前置灯。我们以欧洲的法规StVZO和ECE法規设计考量，设计步骤基本如下：首先建立光源之光学模型并验证之；其次建立反光杯及其他光学模型用于设计前置等的光型目标是符合10m的欧规。本文利用成熟的光学软件tracepro进行设计，考虑到自行车的缘故，我们尽量设计出尺寸微小的自行车前置灯。 关键词：自行车前置灯，led，光学设计，tracepro，solidworks 注：本论文题目来源于教师的企业项目，项目编号为： Abstract Keywords: Bicycle front lamp, led，optical design, tracepro , solidworks 目 录 1绪论 1 1.1 题目背景 1 1.2 国内外研究状况 3 1.3 题目研究方法 5 1.4 论文构成及研究内容 8 2设计过程 9 2.1 设计要求 9 2.2 光源模型建立 11 2.2 设计基本思路 14 2.3 基本结构设计 15 2.4 结构微型化和结构整合 18 3结果与讨论 22 3.1 3D模型整合与光强分析 22 结论 24 参考文献 26 致 谢 27 十九世纪以来，随著固态物理的发展，人类利用半导体材料製造出了新的光源。1993年日亚化学公司率先在蓝色GaN LED技 术上突破[1]并很快产业化，进而于1996年实现白光 LED，1998年推上市场引起了业内外人士极大的关注。白光LED有许多优点体现在新材料、新工艺上独树一帜，其最大的吸引力和期望是作为第四代照明光源有庞大的照明市场和显著节能前景。早期的LED，由于单颗的光输出功率极低，应用多侷限于信号指示。而现今，由于高功率LED的开发，光源所能提供的光通量大为提升，才使得LED广泛地应用在显示与照明上。在照明与显示之用途上，白光光源佔有其重要地位。而利用LED来产生白光的方式有相当多种，常见的三种方式为蓝光晶片上覆盖黄色（Y）萤光粉、紫外光（UV）晶片上覆盖红（R）、绿（G）、蓝（B）三种萤光粉以及红、绿、蓝三种晶片混光而成。近年来，高功率白光LED的效率已远超出预测的速度成长，为了因应环境保护与能源危机之课题，许多国家已规定于2012年起，不得再使用白炽灯泡。同时，高功率LED在自行车灯的运用上也有很显著的优势。因此现在很多国家规定必须得在自行车上安装前置灯才能上路，并且许多国家规定了关于自行车灯的法规。 照明的好坏，对于视力健康以及个人的心情影响甚大，现实的经验验证了工作环境的照明好坏和工作间有着相当大的关系，好的照明系统可以有效地提高产量和质量。良好的照明以为这在合适的位置要有充足的照明，以骑自行车是的照明来说，必须达到提供骑行者清楚的路况照明，又不至于影响对向来车的骑行者的视线的要求，让骑行者能够做出准确的判断。虽然现在大多数的路段都又路灯设置，但是对于一些山地自行车爱好者来说，路灯所提供的亮度显然是不符需求的，又因为车距与路况的关系，也常造成照明的死角，因此无法提供骑车的安全照明，。此外，在完全没有夜间照明的路段，自行车所使用的照明设备，相比之下更为之重要。 近年来在自行车使用的照明设备上，已经有相当大的突破，不仅提供骑行者的一个安全的行车环境，也保障了行路人和其他人的人身安全。除此之外，更订定了相关法规，对于自行车灯的光型与亮度有了明确的规范， 自行车前置灯的最主要功能固然是使骑行者能看清楚前方的路况，并即时反应，如此一来，前置灯照明必须具备投射距离以及亮度足够的两项前提。要满足这两者，当然需要更大功率的照明设备。使用传统的灯泡，其耗电量以及发光效率是个大问题。然而新型的LED灯运用在自行车灯照明设备中，正朝省电、高发光效率、长寿命等方向改进。 现今的高功率白光LED产品，单颗光源所能提供之光通量已足够做为自行车前灯之光源。另外，LED亦具有许多适合应用于自行车前灯等户外照明之优势，以下我们便就其优势进行详细分析与说明。 1.发光效率高 于户外使用之灯具，因为电源取得不易，尤其自行车并无供电设备，需以电池为电源，故若能有效地将