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阅读辅助照明尺的设计

  • 简介:(阅读辅助照明尺的设计 毕业论文 94页 35944字 包括开题报告 文献综述 任务书 外文翻译 论文正文30页)摘要:主要研究了一种新型的个人阅读照明工具方法,目的在于解决传统阅读工具台灯光源白炽灯或荧光灯的频闪、使用寿命短、稳定性低、耗电量高,且阅读...
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(阅读辅助照明尺的设计 毕业论文 94页 35944字 包括开题报告 文献综述 任务书  外文翻译 论文正文30页)

摘要:主要研究了一种新型的个人阅读照明工具方法,目的在于解决传统阅读工具台灯光源白炽灯或荧光灯的频闪、使用寿命短、稳定性低、耗电量高,且阅读台灯使用不便,易引起视力疲劳和损害等问题。
本文首先简要介绍了照明技术的历史和现状,对比说明固体光源白光LED用于照明领域的优良特性,并列举了本次论文的主要工作。
然后分析了传统阅读照明工具的光源灯具(荧光灯或白炽灯)在视觉功效、眩光效应和光色爱好及光源显色性影响等方面的缺陷。针对这些技术缺陷,有根据地提出了阅读辅助照明尺的技术方案。
其次详细叙述了该阅读辅助照明尺装置的整体设计思路和光源电路控制模块、光学平板模块这两大模块的设计原理。其中对光源电路控制模块中所使用的白光LED灯与荧光灯、白炽灯进行了对比测试实验,同时对其控制电路也作了相关的原理分析。对光学平板模块在原理分析的基础上,通过ZEMAX光学辅助设计软件验证了其成像的优越性。
最后介绍了该阅读辅助照明尺的功能实现。该方法主要是使用高亮白光LED横向通过光学有机玻璃平板散射光线来均匀照亮整块平板,用低电压电池驱动LED光源电路控制部分,直接放在书页上照明使用。同时可连续调节灯光亮度,以更好的适应眼睛的视觉需要。且部分光学有机玻璃兼容放大字体功能,满足老年人阅读需要。此方法能更好地保护视力,且具有耗电量低,使用寿命长,字体无变形、眩光等优点,可满足户外、床上和老年人阅读等照明需要,具有较强的实用价值。

关键词:白光LED;阅读照明;眩光;视觉能力;显色指数;有机玻璃平板

中图分类号:O484.4+1



The Design of Auxiliary Illumination for Reading
Abstract: A new way for personal reading with a lighting tool is studied in this paper in the purpose of getting rid of the disadvantages in fluorescent lamp or incandescent lamp of traditional reading tools, such as stroboscopic effect, short life, low stability and high power consumption.
In this paper, firstly, the history of lighting technology and its current situation are introduced, and the excellent characteristics of the solid white LED light source using in illumination field. Also the main work of this paper is listed.
Secondly, the defects in the lamp (fluorescent lamp or incandescent lamp) of traditional reading tools, which almost in the field of visual capability glare effect and color rendering index are analyzed. Design to solve these technical defectsa profressional method of the auxiliary Illumination for reading is presented.
Then the overall design of circuit control of light source module and the design principle of optical organic plastic plate module are described in detail. A testing experiment in the white LED of circuit control of light source module, contrasting to the fluorescent lamp and incandescent lamp, is operated. And the related principle of the circuit control of light source module is analyzed too. On the basis of principle analysis of the optical organic plastic plate module, its superiority of imaging is proved by ZEMAX optical auxiliary design sofeware.
Finally, the function achieved of the auxiliary Illumination for reading is introduced. In this paper, highlight whit LEDs are used to horizontally cross through the optical organic plastic plate scattering the light to make the whole piece of plate be evenly illuminated. It can be put on the book for rending illumination directly with low-voltage battery, which drives the control part of LED light source circuit. At the same time, the light levels can be adjusted continuously to meet the visual needs of eyes better. Moreover, a part of the optical organic plastic plate is designed with a magnifying function to meet the needs of the elderly. This approach can protect eyesight better, and has low power consumption, long service life, no font deformation and glare and other advantages. It can meet the illuminating needs in outdoors, bed reading and so on.

Keywords: White LED; Reading illumination; Glare; Visual capability; Color-rendering index; Organic Plastic plate

Classification: O484.4+1

目 次

摘 要 I
目 次 III
1 引言 1
1.1 照明技术的历史和现状 1
1.2 固体光源白光LED的特点及应用 2
1.3 本论文主要工作 4
2 阅读照明工具简介 5
2.1 传统阅读照明工具的技术缺陷 5
2.1.1 视觉功效 5
2.1.2 眩光效应 7
2.1.3 光色爱好及光源显色性影响 7
2.2 阅读辅助照明尺的技术特点 9
3 阅读辅助照明尺的设计 10
3.1 阅读辅助照明尺的设计思路 10
3.2 光源电路控制模块的设计原理 11
3.2.1 光源灯具测试实验 11
3.2.2 电路控制相关原理 15
3.3 光学平板模块的设计原理 17
3.3.1 平行平板 17
3.3.2 凸透镜 19
4 阅读辅助照明尺的功能实现 21
4.1 光源电路控制模块的实现 21
4.2 光学平板模块的实现 22
4.3 完成后的实物照片 24
5 展望 25
6 总结 26
参考文献 27
作者简历 29
学位论文数据集 30





1 引言
1.1 照明技术的历史和现状
照明一直与人类社会文明和进步紧密联系在一起. 原始社会火的发明,使人类从半黑暗(一半白天和一半黑夜) 的世界里得以解脱,夜间的照明从燃烧木柴到油灯和蜡烛,不断进步。纵观人类照明史,先后经历了火光照明、白炽灯照明、荧光灯照明。
当前照明科技在光环境质量评价方面取得的成就主要包括以下三个方面:
①对视觉功效的实验研究[1][2]--视觉功效是指在一定的照明条件下完成视觉作业的速度和精独。为了获得良好的功效,需要提供相应的照明水平。此项研究确定了度。为了获得良好的功效,需要提供相应的照明水平。此项研究确定了不同视觉作业特征(对象大小,对角与其背景亮度的对比,观察时间长短等)与其所需照度水平的相关关系,为制订合理的照明标准找到了科学依据。
②对眩光效应的研究[3]--眩光如同噪声一样,是一种环境污染。轻微眩光使视觉感到不适,重则降低可见度,甚至损伤视力,这项研究的重点是提出预测眩光的方法,制定防止眩光的措施。
③对光色爱好及光源显色性影响的研究[4][5]--现代制灯技术可以制造不同光色(冷、暖和中性)的电光以以适应各种环境的需要。研究不同地区,不同民族,不同文化背景的人群对光色爱好的差异对于实现光环境较高的心理满意度和营造适宜的光气氛具有指导意义。电光源显色性能与自然光的差异是由于电光源光谱能量组成显色性能与日光不同而造成。气体放电灯的这种差异尤为明显。在致力提高电光源显色性能的同时,探究光源显色性不佳造成的颜色“失真”对视觉感官的影响对照明设计很有参考价值。
根据上述研究成果,世界各国提出了评估照明质量的各类定量指标,制订并逐步完善了照明设计的标准,法规或建议。国际照明委员会(CIE)和国际标准化组织(ISO)最近联合制订的《室内工作照明标准(草案)》提出统一照度(E),统一眩光等级(UGR)和一般显色指数(Ra)三项定量指标作为照明设计的依据,使照明设计更科学化,规范化[6][7][8]。
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