• 沒有找到結果。

第六章 結論與未來展望

關係,光源無法完全達到模擬時的位置,因此僅進行前半段

式,以降低能量的損耗。

4. 目前變焦過程元件間的運動為等間距分佈,因此形成之變焦 照明範圍,並非最符合使用需求的變化情況。因此將來可由 實驗與模擬的配合,找到最好的變焦變化,得到元件間相對 運動的位移、速度關係。

5. 以設計實際可用之手電筒為方向,進行可變焦手電筒之設 計,範圍包含了縮小反光杯的體積,利用凸輪機構來控制元 件相對運動的速度,以及電子元件的設計等。

6. 本研究提出的變焦照明設計,優點在於使用少量元件而達成 高品質的變焦照明效果,調整範圍相當大,且體積小,除了 手電筒外,尚可運用於其他的照明設備,例如探照燈、室內 照明、路燈、車燈等,具有很好的發展空間。

參考文獻

[1] D. A. Steigerwald, J. C. Bhat, D. Collins, R. M. Fletcher, M.O.

Holcomb, M. J. Ludowise, Illumination With Solid State Lighting Technology, IEEE Journal on Selected topics in quantum electronics, vol. 8, no. 2, March/April 2002.

[2] Unite State Patent number: 4101957, July 18, 1978.

[3] Unite State Patent number: 4388673, June 14, 1983.

[4] Unite State Patent number: 4987523, January 22, 1991.

[5] Unite State Patent number: 5171086, December 15, 1992.

[6] Unite State Patent number: 6986593, January 17, 2006.

[7] Jenkins and White, Fundamentals of Optics, 4th edition, McGraw Hill, 1981.

[8] Milton Katz, Introduction to Geometrical Optics, 1st edition, World Scientific Publishing, 2002.

[9] Warren J. Smith, Modern Optical Engineering, 3rd edition, McGraw Hill, 2000.

[10] 李榮彬,杜雪,張志輝,自由曲面光學設計與先進製造技術, 香 港理工大學先進光學製造中心,2005.

[11] 國家實驗研究院儀器科技研究中心,光機電系統整合概論,2005.

[12] Alexander D. Ryer, The light measurement handbook, 1991.

[13] 台灣歐斯朗

http://www.osram.com.tw/

[14] 許招庸,現代照明實務,初版,全華科技圖書,1998.

[15] 陳建隆,發光二極體之原理與製程,初版,全華科技圖書股份有

限公司,2006.

[16] 孫培真,新世代節能環保照明,生活科技月刊,38 卷第七期,2005.

[17] Maglite http://www.maglite.com/index_flash.asp [18] flashlightreviews http://www.flashlightreviews.com [19] CREE http://www.cree.com/

[20] Focus Software, ZEMAX Optical Design Program Users Guide.

[21] Lumileds http://www.lumileds.com

[22] David Jenkins, and Mark Kaminski, “Using Computers to Design Nonimaging Illumination Systems”, SPIE Vol. 3130, pp. 196-203, July 1997.

附錄 A 利用 Damped Least Square 最佳化演算法

ZEMAX 之最佳化演算法在 Orthogonal Descent(OD)功能發表之 前,Damped Least Square(DLS)為最常用的方法。非序列光學模擬的 目標函數通常不只一個極值,需透過全域最佳化求解,且常常發生資

驗圖形之泛光區與散光區的交界處模糊,整體來說泛光的範圍較模擬 大,均勻性較模擬圖稍差,中央聚光區的範圍較小,因此可能是反光 杯的表面處理不佳,但仍然可看出變焦過程泛光縮小,中央聚光漸強 的趨勢。

表 A 1 變焦過程最大照度值比較

焦段 A B C

最佳化前(lux) 121.6 2407.3 2457.3 OD 最佳化後(lux) 508.3 4053.0 4045.2 DLS 最佳化後(lux) 2335.4 2643.9 2547.0

最佳化前 最佳化後

A

B

C

圖A 1 DLS 最佳化前後照度圖比較

最佳化前 最佳化後

A

B

C

圖A 2 DLS 最佳化前後截面照度比較

模擬 實驗

a

c

e

圖A 3 變焦過程 DLS 模擬與實驗照明比較

附錄 B 使用 Lumileds LED 設計

Lumileds 為美國著名的 LED 廠,在此利用本研究之設計方法,

改用其LED 作為光源,進行討論。接下來使用 Luxeon I 系列之型號 LXHL-MW1D LED 作為光源,進行光學模擬、最佳化、實驗以誤差 討論。

表B 1 使用 Luxeon I 設計之模擬與實驗最大照度比較

焦段 a c e

模擬(lux) 1044.3 1403.4 1408.0

實驗(lux) 177.5 372 547

最佳化前 最佳化後

a

c

e

圖 B 1 使用 Luxeon I 設計之最佳化前後照度圖比較

模擬 實驗

a

c

e

圖B 2 使用 Luxeon I 設計之模擬與實驗照明比較

模擬 實驗

0

0

附錄 C 中華民國新型專利說明書

新型專利說明書

※ 申請案號:

※ 申請日期: ※I P C 分類:

一、新型名稱:

(中文/英文)

可變焦的照明設計/Illumination Design with zoom function

二、申請人:

(共 3 人)

四、聲明事項:

主張專利法第九十四條第二項 第一款或 第二款規定之事實,其事實發 生日期為: 年 月 日。

申請前已向下列國家(地區)申請專利:

【格式請依:受理國家(地區)、申請日、申請案號 順序註記】

有主張專利法第一百零八條準用第二十七條第一項國際優先權:

無主張專利法第一百零八條準用第二十七條第一項國際優先權:

主張專利法第一百零八條準用第二十九條第一項國內優先權:

【格式請依:申請日、申請案號 順序註記】

五、中文新型摘要:

An illumination design with zoom function is invented. This design

comprises a light source, an inner reflector and an outer reflector placed

on an optical axis, and the inner reflector and the outer reflector contain

reflecting surfaces with special shape. Through the relative movement of

the light source, the inner reflector and the outer reflector along the

optical axis, this design can either disperse light and then bring large

range and complete illumination, or collect light and become powerful

beam, or has illumination in between. This invention provides great

illumination with the capability of adjusting the size of the

illumination region, and achieves the purpose with small dimension to

save cost and raise practicability.

七、指定代表圖:

(一)本案指定代表圖為:第( 四 )圖。

(二)本代表圖之元件符號簡單說明:

1 光源 2 內反光杯 201 內反光杯之特殊曲面 3 外反光杯

301 外反光杯之特殊曲面 4 內反光杯反射之光線

5 光源直接射出之光線 7 掠過內反光杯之光線

9 光線最大的射出角度

八、新型說明:

的範圍雖然改變,但中央的亮度降低了,而形成空洞的情形。美國專

軸的另一半邊射出,而是在同一半邊且漸趨近水平的角度射出,即光

參考第四圖,光源(1)可為 LED、白熾燈或其他不同類型的光源,

曲面(301)將光源(1)發射至此的光,透過反射將之射出,且與水平的

第七圖係本創作之第四剖面圖

【主要元件符號說明】

[習知]

第一圖 17 光源;12 第一透鏡;5 第二透鏡 第二圖 28 光源;20 反光杯

第三圖 1 光源;22 透鏡之平面;20 透鏡之半球面;28 反光杯 [本創作]

1 光源 2 內反光杯 201 內反光杯之特殊曲面 3 外反光杯

301 外反光杯之特殊曲面 4 光源移動前 P 點反射之光線 5 光源直接射出之光線 6 光源移動後 P 點反射之光線 7 剛好掠過內反光杯之光線 8 剛好掠過外反光杯之光線 9 變焦前光線最大射出角度

10 光源移動後光線最大射出角度

11 光源與外反光杯皆移動後最大射出角度

九、申請專利範圍:

十、圖式:

圖一

圖二

圖三

圖四

301

1

3

2

201 4

5 a

P

9

7

圖五

7

6 b

1

2

3

P

10

圖六

4

c 8

1

2

3

P

1

圖七

7 1

2

3

6 8

P

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