Micro LED车灯投影光学系统设计与优化

本文提出了一种基于Micro LED阵列的车灯投影方案,设计了以像素尺寸为80μm×80μm的200×150白光Micro LED阵列作为显示光源,视场角为16°×34°的车灯投影光学系统,并对物面倾斜角度和光学系统结构进行了优化。此外,分别采用反向畸变处理方法和像素灰度调制方法用以解决车灯投影图像的梯形畸变和照度均匀性问题,并搭建了投影实验平台,对图像校正方法进行了验证。实验结果表明:校正后图像梯形畸变系数p1,p2分别从0.0932和0.3680下降至0.0835和0.0373,像面照度均匀性从83.2%提高到93.2%。本文通过对基于Micro LED的倾斜投影车灯光学系统进行优化设计及采用图像校正方法,实现了高光效、低畸变的车灯投影。

LED可见光通信的研究进展

LED以其节能、高效、耐用、绿色、环保等优点受到社会的高度重视,在显示屏、交通信号灯、液晶屏背光、温室补光和日常照明,乃至通信等诸多方面有广泛的应用。本文从LED的原理出发,阐述了白光LED的原理和材料器件进展。针对白光LED在可见光全双工通信中的应用,对LED的光学设计、驱动电路和信道建模进行了讨论,并引用实验进行了验证,最后对LED未来的发展进行了展望。

基于无线电能传输视觉暂留效应LED显示系统

针对当前LED显示屏硬件成本高、体积大等问题,文中基于人眼视觉暂留效应设计一种LED旋转扫描显示系统。通过设计磁芯旋转变压器实现对转子电路的无线供电,其供电效率可达到90%以上,能够解决转子系统供电难的问题。其次,采用16只贴片LED设计旋转显示列,通过LED转动划过的痕迹在人眼中暂留的余晖效应实现画面显示,得出LED的数量显著减少,显示面积有所增大。系统还给出数据取模、数据查表、滚动显示等设计方法,实现多文字滚动显示效果。所设计系统选用高速增强型STC12C5A60S2单片机提高处理速度,以给用户带来较好的视觉体验。系统显示稳定,画面滚动效果良好,视角范围也得到提升,具有一定的娱乐性和实用性。

不同LED照度水平对设计类教室学习效率和舒适度的影响研究

设计类教室对照明环境的要求不同于传统教室。但是,目前设计类教室还基本按照普通教室的光环境进行设计,同时存在学生对照度水平设计满意度低的问题。为提高设计类教室学生的学习效率和舒适度,确定设计类教室适宜的照度水平,本研究在重庆大学B区第二综合楼建筑学专业教室中安装LED灯具,并在不同照度水平条件下(125 lx、300 lx、500 lx、750 lx、1000 lx)进行视觉作业实验。每组实验过程中被试需完成一系列纸质作业量表,实验后被试填写主观舒适度评价量表,实验前后采集被试的血压、心率和体温三项生理指标,并全程记录被试的面部表情视频。通过分析不同照度水平条件下被试的主观舒适度评价、作业绩效、生理指数变化率和面部情绪,结果表明:750 lx照度水平下,被试的视觉作业准确率最高,500 lx照度水平下,完成视觉作业速度最快,综合绩效最高;750 lx照度水平下,实验前后被试的生理指数变化率最低,学习状态最轻松;1000 lx照度水平下,被试面部愉悦情绪值占比最高,750 lx照度水平下,面部厌恶情绪值占比最低;主观舒适度评价随着照度升高而增加,750 lx照度水平下,学习状态主观评价得分最高。因此,综合学习效率和舒适度,对于设计类教室而言,750 lx是较为适宜的照度水平。本文的研究能为设计类教室光环境的相关研究提供参考。

石墨烯LED路灯模组的应用设计与测试

为进一步提高LED路灯的散热,降低模组的温升,通过对石墨烯材料进行导热结构设计,形成石墨烯高散热碳塑合金散热器,再对其进行光学设计和电路设计,形成50 W LED路灯模组。实测结果表明:50 W的LED路灯模组工作时,温度降低至50.8℃,既保障LED模组的寿命,也降低光衰,可实现光效高达124.5 lm·W-1。

Computer Modeling and Simulation Evaluation of High Power LED Sources for Secondary Optical Design

Proposed and demonstrated is a novel computer modeling method for high power light emitting diodes(LEDs). It contains geometrical structure and optical property of high power LED as well as LED dies definition with its spatial and angular distribution. Merits and non-merits of traditional modeling methods when applied to high power LEDs based on secondary optical design are discussed. Two commercial high power LEDs are simulated using the proposed computer modeling method. Correlation coefficient is proposed to compare and analyze the simulation results and manufacturing specifications. The source model is precisely demonstrated by obtaining above 99% in correlation coefficient with different surface incident angle intervals.

超微型Micro-LED投影显示光学引擎设计

随着微米级像素尺寸的微型自发光二极管(Micro-LED,μLED)的出现和发展,采用μLED作为光源和像源的超微型投影光学引擎成为了可能,其极大简化了传统投影显示光学引擎的结构。本文提出了一种基于μLED的超微型投影光学引擎,基于现有3.302 mm(0.13 in)的μLED显示芯片设计了高像质的微型投影镜头。针对μLED的光分布特性,优化μLED发散角度与微投影镜头的光瞳匹配,有效提升了μLED微投影光学系统的光能利用率。结果表明,所设计的μLED微投影显示光学引擎体积仅有18.35 mm^(3),投影镜头中心视场的MTF值在截止频率处超过0.57。该μLED微投影显示光学引擎较好地实现了系统体积与成像像质的均衡,未来在AR/VR等近眼显示设备上具有广泛的应用前景。

大功率UV-LED散热与纳米TiO_(2)光催化酸性红26耦合系统性能

设计了大功率UV-LED散热和纳米TiO_(2)光催化酸性红26耦合系统,采用污水循环冷却UV-LED提高灯珠工作效率的同时实现污水光催化降解脱色,将污水循环系统与紫外光源冷却耦合是创新点。采用模拟优化UV-LED灯珠排布,以污水脱色为探针反应,发现污水冷却能使UV-LED结温降低41.2%,平均辐照度和污水脱色效率分别提高11.03%和1.68倍。环境因素对污水降解性能影响结果表明,光催化活性与污染物浓度成反比,与催化剂初始浓度成正比,达0.75g/L后趋于稳定;考虑吸附和氧化基团对降解速率影响,最优pH为2。本设计与传统环隙式反应器对比,表观量子产率和脱色效率分别是后者的2.3倍和4.3倍,能耗仅为后者的9.1%。该耦合系统在UV-LED的温度控制和废水处理领域具有潜在应用价值。

基于频率跟踪的LED数控恒流驱动电源设计

LED驱动器电流的多频率波动会直接影响LED数控设备的寿命,为此,利用频率跟踪技术,优化设计LED数控恒流驱动电源。优化设计变压器和电磁干扰滤波器,变换LED多路恒流电路、箝位电路、输入保护电路以及LED调光控制电路的连接方式,重新设计频率跟踪电路,连接驱动电源电路与设备元件。通过频率跟踪技术,确保电源各组成部分处于同一工作频率。通过LED设备启动、关闭以及调光功能的驱动控制,实现电源驱动程序的优化。根据实验测试结果可知:应用频率跟踪技术后,LED数控恒流驱动电源的电流波动系数降低了0.108,驱动效率提高了41.98%。

线阵LED显示装置的多学科交叉融合设计研究

以线阵LED显示装置设计研究为主体,通过分解装置设计要素,分析装置设计过程中旋转平台的特殊性,从旋转平台供电方式与装置机械结构设计出发,多学科交叉融合保证装置的性能要求。系统以STC89C52单片机为主控单元,配合红外遥控调控显示内容,通过机械设计技术修正装置平衡效果及旋转平台无线供电效果,基于人眼视觉暂留现象原理,利用电机带动旋转平台实现图像显示,采用3D打印技术完成了装置的制作。通过实验发现装置能够稳定、清晰地完成多种状态显示,多学科知识的有机结合有效解决了科学研究中的复杂问题。

大功率智能控制LED温室补光灯的设计与功能分析

大功率LED温室补光灯为设施园艺补光所必需,但LED灯具设计是实现高效补光的难点。本文介绍了一种新型大功率LED温室园艺补光灯的系统组成和结构设计,通过列举国内外市场上常见的大功率LED温室园艺补光灯的产品实例,提炼总结新型大功率LED需具备:(1)针对性优化设计的高效散热能力;(2)具备IP65及以上防水;(3)恒流电源驱动;(4)多通道等智能控制技术实现光强光谱可控;(5)适合植物生长的灯珠配比设计;(6)科学的配光设计,并针对上述关键技术进行了剖析。同时,以荷兰市场为例,展示大功率LED补光灯在温室园艺中的应用实例,说明了其在节能效果显著、产量提升明显和生长调控作用突出的效果。最后,对大功率LED补光灯在设计中所面临的技术挑战和应用中的注意事项进行讨论分析,以期为今后大功率LED温室补光灯具的设计与实际应用提供参考。

基于LED的日常服装智能发光设计与实现

针对目前市场上的日常发光服装存在发光效果单一、智能性不足、不美观的问题,利用Arduino平台及多种类型的LED设计了一款可日常穿着的智能发光服装。该服装兼具图案美观性、警示功能性及音乐互动性。服装设计主要包括两部分:一为正面的频谱灯设计,二为背面的发光虎形图案设计。频谱灯利用麦克风传感器来获取外界的声音,并将声音信息通过音频分析模块进行6个频段提取,通过Arduino呈现在6段首尾相连的LED灯带灯珠的闪烁上,达到频谱灯的互动效果;服装背面虎形图案由多种类型的LED沿设计线稿勾勒而成,通过编程使虎形图案的灯光随机闪烁,引起人们的视觉注意达到警示的作用。服装利用丝带绣等工艺包裹裸露在外的电子器件增加智能发光服的日常感,解决了LED等器件裸露于服装表面带来的不美观问题。该服装充分发挥LED高亮度、可编程、质量轻等优点,为日常服装的智能发光设计提供了一定参考。

可植入无线Micro LED光遗传学硬件设计

为将光遗传技术用于自由移动生物体的体内视觉神经调控,文中提出一种新的无线能量传输、可植入、光源参数可调、多通道的光遗传硬件结构。该硬件结构主要包括Micro LED阵列多通道光源、nRF52832控制器、光驱动电路、无线能量传输电路,硬件整体尺寸为18 mm×18 mm×2 mm,质量为1.54 g,满足轻量化植入的要求。其次,设计并流片Micro LED光源阵列,单颗光源的尺寸为60μm×60μm;并在此基础上为每颗光源设计光导,实现光导直径在10μm左右,能够完成神经元级的光刺激。最后,将光源阵列的参数与光源阵列组合,运用深度学习的方法进行优化,实现光源的最优刺激。实验结果表明,光源满足光遗传的要求。

LED照明灯具的结构设计

随着社会经济及现代科技的快速发展,现代照明技术在各个领域中的应用水平越来越高。其中,LED灯具作为一种实用、环保、节能的照明器件,为人们的生产生活带来了极大的便利。而科学的结构设计,对进一步提升LED照明灯具应用价值有积极作用。文章阐述了LED照明灯具的技术特征、应用价值及技术现状,分析LED照明灯具结构设计在外观、散热、驱动电源等方面存在的问题。结合实际,以散热结构设计为重点,探讨了LED照明灯具的结构设计思路及策略。

LED照明生产设备的柔性设计与智能设计研究

LED照明生产设备在科技发展的推动下,经历了从机械加工到智能设计的深刻变革。文章探讨了LED照明生产设备的柔性设计与智能设计,强调了智能化控制系统的应用和设备模块化标准化设计的重要性。智能设计提高了生产效率和产品质量,同时为制造业带来了新的机遇。持续的性能评估和测试确保了设备的稳定可靠运行。这些进步代表LED照明生产技术的飞速发展,也预示着制造业迈向更智能、高效和可持续的未来。

LED照明技术在电子电工产品设计中的应用

LED照明技术与电子电工产品设计之间存在多层次的契合点,前者的应用将对后者产生深远影响。具体来说,LED照明技术的精致光控制手段可丰富电子电工产品的功能,高效稳定特性可大幅提升产品能源利用效率,易于数字化控制可实现智能化管理,小型化与高设计自由度可催生个性化设计。充分利用这些优势,必将推动电子电工产品向更环保、高效、智能的方向发展。

汽车LED导光条灯具注射模设计

针对汽车LED导光条灯具塑件的技术要求,做了具体的模具设计方案,分型线设计、模具脱模机构设计、进浇方案设计,可为此类光导模具设计提供参考。

设计牵头的EPC工程总承包模式优化设计研究

EPC工程总承包是设计、采购与施工一体化模式,以设计牵头的EPC工程总承包项目越来越多,政府也不断推出相关总承包政策文件。介绍设计牵头的EPC管理模式优化设计的优势及策划要点,并结合项目实例总结优化设计经验和措施,为后续其他EPC项目优化设计提供借鉴。

二维空间紫外LED阵列实现单光斑辐照固化系统的设计

新型大功率紫外LED具有电光转化效率高、光谱纯度高和体积小等优点,但单管LED功率仍很难满足光固化的要求,针对单光斑辐照要求,提出采用空间阵列UV-LED排布实现能量累加的方案。该方案通过单管LED聚光系统与集成阵列系统综合设计实现了各单元单光斑辐照度在辐照面上的合成,最终得到的光斑辐照度分布均匀、尺寸合理,阵列系统后工作距离长,完全满足现场应用的具体指标要求。通过外围电子线路控制阵列LED的电流强度及通断状态可实现光斑辐照度在(1000～1800)mW/cm2可调,光斑尺寸为1cm2,后工作距离为10cm。

太阳能LED路灯照明系统优化设计

在珠海完成国内第一个太阳能LED路灯示范工程的工作基础上,从路灯光源、控制电路、太阳电池组件最佳倾角确定、太阳电池组件和蓄电池容量确定等几个方面对太阳能路灯进行了设计优化,做到既能保证系统的稳定可靠运行,又能尽量减少系统规模和降低成本。结果表明采用LED作为路灯光源、直接耦合的方式的充放电控制器是太阳能路灯很好的选择,同时通过科学计算的方法对在珠海地区使用时太阳电池组件最佳倾角和组件和蓄电池容量进行了讨论。使用的方法和结论可以为的其他的太阳能路灯设计提供有力的帮助。