LCD直下式背光LED间距、灯腔深度及均匀性设计

为满足直下式LCD显示亮度不均匀性小于20%与背光设计薄型化要求,建立阵列LED背光及其上方平面照度的数学模型。根据单颗LED的发光特性,推导出阵列LED上方平面的照度分布。结合亮度不均匀性公式,采用Matlab软件对阵列LED间距、LCD灯腔深度、阵列LED上方平面照度不均匀性之间的关系进行定量研究。通过对LED间距为8.8 mm的照度不均匀性分析,结果显示灯腔深度为10 mm可满足不均匀性小于20%的要求。然后对任意阵列LED间距情况下的照度不均匀性进行计算,结果表明,灯腔深度与LED间距之比约为1.1时,能满足薄型化设计要求和上述显示不均匀性要求。     

大功率发光二极管路灯的一次光学仿真设计

利用反光碗对芯片出射光的角度限制,应用自由透镜曲面对光的聚光和散光作用,研究大功率发光二极管(LED)的配光曲线.设计反光碗和一次光学透镜,通过优化一次光学系统的参数,实现路灯用大功率LED配光曲线具有蝙蝠翼型,接受面上的光斑呈矩形分布的特征.仿真结果表明:设计可以达到路灯要求的光分布,可实现照度均匀度高达0.846,...     

在线图像可视铁谱LED阵列反射光源设计与实现

针对在线图像可视铁谱(on-line visual ferrograph,OLVF)反射光源亮度低、照明不均匀影响铁谱成像质量的问题,提出了一种用于OLVF探头的LED阵列反射光源。该反射光源为圆环形LED阵列结构,由8颗0.1W小功率LED组成。基于照明均匀性理论与仿真分析,确定了反射光源结构参数、安装高度及均匀照明区域大小;利用TracePro仿真计算了光源在磨粒沉积区域的照度均匀性。实验结果表明:圆环形LED阵列反射光源的照明均匀性较好,磨粒沉积区域的辐照度分布为130~150W/m2,其光通量为56.64lm,显色指数为82.6,色温为6 376K,功率为0.336 1W,符合OLVF的低功耗、高亮度、均匀性照明等要求,铁谱成像质量得到了提高,有利于磨粒形貌观测与视觉特征信息提取。     

带半圆柱微透镜的超薄直下式LED平板灯设计

为了解决传统直下式发光二极管(LED)平板灯厚度大、均匀度较低的缺点,设计一种带半圆柱微透镜的超薄平板灯.该透镜上半部分是竖放的圆柱,下半部分是横放的半圆柱阵列.以一个正六棱柱作为单元模块,通过Tracepro软件及Taguchi实验法进行模拟仿真,对带半圆柱微透镜的半圆柱半径、圆柱厚度、透镜半径及透镜距LED的高度进行优化.结果表明:当半圆柱半径为0.2 mm,透镜半径为1.5 mm,透镜距LED高度为2.5 mm,圆柱厚度为0.5 mm时,其显示效果最好,并设计出一款厚度为15 mm,照度均匀度为95.53%,光效率为95.99%的超薄直下式LED平板灯,该平板灯符合现代超薄、节能的发展要求.     

基于LED扩展光源环形均匀光斑的自由曲面透镜设计

提出了基于贝塞尔曲线控制点多参数优化自由曲面透镜的方法,利用该方法设计了一款适用于LED扩展光源并能在目标平面内实现环形均匀照度分布的自由曲面透镜.利用光线追迹软件模拟该透镜的光学性能,结果表明,在距离光源1000 mm处的目标平面内,实现了外半径为2 000 mm、内半径为1000 mm的环形均匀照度分布,照度均匀度为0.91,光能利用率为0.80,即该透镜在实现高照度均匀度光分布的同时仍能保持较高的光能利用率.     

基于TracePro和DIALux的LED路灯综合照明系统仿真

将LED路灯的光谱测试曲线和光强分布曲线导入Trace Pro进行光谱拟合和配光拟合,拟合数据以IES文件保存,进而导入DIALux进行道路实景模拟,最终获得符合《城市道路照明设计标准(CJJ 45-2006)》要求的路灯间距、灯杆高度等参数的设计推荐值、照度和亮度的计算结果及道路3D效果图。相比专业机构的测试图,这样的数据结果更吸引客户选购该款LED路灯,具有很好的商业价值。     

改进小波亮度融合的低照度图像增强算法

针对普通小波分解算法应用到夜间低照度图像增强时出现无法提取出边缘光滑特征点、且亮度拉伸曝光等问题,提出了一种改进小波亮度融合的低照度图像增强算法.在小波变换对夜间低照度图像进行频域变换的过程中分别提取出图像的低频和高频分量,并对高低频分量分别处理.对小波分解后形成的低频成分使用加入权值的引导滤波,得到边缘增强的低频分量.将高频成分基于不同的区域范围进行特性融合,得到细节均匀统一的高频分量.将处理后的分量进行亮度提取与融合,最后转入RGB空间得到增强图像.仿真实验结果表明,该算法在均值、信息熵、峰值信噪上相较于直方图均衡算法提高了21.715%、13.531%、73.768%,相较于小波变换提高了85.456%、26.014%、19.621%.     

加强道路照明节电及节能工作的建议

一、路灯照明现状 据调查,我国大中城市在午夜12点到凌晨2点,道路上的行人、车辆已经很少了,在这一时段低交通流量的道路上仍然保持较高照度显然没有必要.目前,国内绝大部分的城市和地区几乎不约而同地采用了路灯隔盏关灯的方法,但也存在着路面照度分布不均,给治安及交通安全埋下了隐患,后半夜电网电压的升高对路灯寿命的减损等弊病,因此这不能算是真正意义上的节能.20世纪90年代以来,夜景照明建设成为城市市政设施建设的一个重要部分,但很多城市因支付不起沉重的照明电费开支,又不得不关掉近一半的灯,结果近年来新装的部分路灯形同摆设,造成变相浪费.     

布灯方式对隧道照明的影响

为了研究布灯方式对隧道照明的影响,采用照明设计软件DIALux设计了隧道模型。在隧道模型里,分别按对称布灯方式、交错布灯方式和中央布灯方式建立了照明系统,使用相同的LED灯具,进行了仿真试验。试验结果表明,中央布灯方式的路面照度、亮度及亮度均匀度最高,照明效果最好,交错布灯方式优于对称布灯方式。在满足路面照度、亮度及路面亮度均匀度要求的前提下,中央布灯方式可以使用较小功率的灯具,从而节省电能。     

CCD相机全彩LED显示屏亮度检测与校正算法

针对LED显示屏亮度显示不均这一问题,提出一种基于CCD相机的全彩LED显示屏亮度检测与校正算法.该算法使用CCD相机获取显示屏显示的图像,并通过数学形态学和大津法对图像进行去噪和阈值分割处理,确定LED灯点的中心位置,然后结合最小外接矩形与亮度相加法确定灯点的相对亮度值,最后计算出显示屏中各个灯点的三色校正系数矩阵.实验结果证明:该算法能够快速、有效地提高LED显示屏的亮度均匀性,从而改善显示屏的显示质量与延长显示屏的使用寿命.     

城市道路照明自适应节能控制算法与监控系统

为了克服现有城市道路照明路灯控制系统难以兼顾节能与保障行车安全的问题,提出一种城市道路照明自适应节能控制算法,该算法采用路面实时平均亮度反馈,在日出日落时段与基于标准设计的路面需求亮度比较,自适应地调整实际开关灯时间,并依据道路小时统计平均车流量,在夜间照明时段按小时计算对应的道路照明亮度,实现与车流量统计结果相匹配的分时段调光控制策略,既能保障行车安全,又能实现明显的节能.详细描述了算法的工作原理与程序实现流程图,介绍了基于LoRa无线物联网城市道路照明监控系统的结构与功能.该系统在湖南省某条干道夏季相同天气条件和时间内的实际运行效果表明:系统能可靠实现区域道路路灯的远程无线开关灯与调光控制等监控功能,验证了节能型自适应控制算法的有效性,相比于传统控制方式的节能率高达39.3％.     

成果推广

警用光源痕检仪技术该仪器是由高效宽光谱氙灯及与之匹配的电源、高反射率聚光光斑均匀性好的反光碗、高透射深截止的硬膜干涉滤光片、高传输效率光斑均匀性好的液芯光缆和独特的光学隔离器及高效散热等技术综合而成。它的工作原理是利用超高亮度的单色光谱照射被检客体 ,为微量残留痕迹提供技术保证。该仪器输出光斑均匀 ,光亮度强 ,同时具有紫外、可见、红外波段输出 ,外形美观 ,体积小 ,重量轻 ,操作简便 ,以明显的高性能价格比而优于国外同类产品。其主要技术指标如下 :灯功率 3 5 0Ｗ ;灯寿命 80 0ｈ ,连续工作时间 2ｈ ;主要输出波段…     

基于双伽马函数的煤矿井下低亮度图像增强算法

针对井下视频图像存在整体偏暗,照度不均匀,对比度低等问题,提出一种基于双伽马函数的煤矿井下低亮度图像增强算法.该算法利用具有边缘保持特性的引导滤波获取低亮度图像的照度图,然后在伽马函数的基础上构造双伽马函数,针对照度图的分布特性对其进行调整,从而提升低亮度区域的照度值并抑制局部高亮度区域的照度值.相比于HE算法、MSR算法、NPEA算法以及CLAHE算法,本文算法处理效果在信息熵、对比度、清晰度等方面都优于上述算法.本文提出的算法能够有效提升图像的亮度,同时避免局部亮区域的过度增强现象的产生,提高了井下图像整体的视觉效果,显示了本文算法的优越性.     

轨道车辆车厢LED照明控制系统

结合LED节能环保、超长寿命的优点,采用了恒流驱动方式。以STC89C51单片机为控制核心,采用PWM技术对LED灯发光强度进行控制,通过亮度传感器采集车厢内的亮度信息,对车厢内LED照明系统进行亮度调节。仿真结果表明,系统LED发光亮度均匀,达到了设计要求。     

基于中间视觉的道路照明特性研究及应用

道路照明属于中间视觉范围,基于中间视觉下的人眼敏感性程度研究对道路照明应用设计有着指导性的意义。文章首先分析了中间视觉下人眼敏感性的特征,依据国家道路照明标准,选取满足不同亮度要求的敏感光谱波长,通过基于RGB配色的HSI调光模型,设计了一个可配色可调光的白绿色LED路灯。仿真结果表明,该方法可以较好地应用在道路照明中。     

基于ZigBee的自适应智慧路灯系统的设计与实现

针对当前城镇路灯存在的能源浪费、功能单一、故障检测困难等不足,将ZigBee组网技术、传感器技术与路灯照明系统相结合,设计并实现了基于ZigBee的自适应智慧路灯系统。系统由路灯终端控制节点、协调器节点以及路灯远程实时监测系统组成,实现了根据光线的亮度以及经过的行人的情况,智能调节路灯的开关与亮度、PM2.5和温湿度等环境因素的监测以及路灯故障检测预警的功能。测试结果表明:该智慧路灯系统低成本、可靠性高,可以有效降低能源损耗,监测实时性强,故障检测及时,有效提升了城镇道路照明系统的智能化管理水平。     

舞台灯透镜模流分析及参数优化

以舞台灯透镜RHCM产品开发为例,分析了高光注塑成型工艺参数对产品综合质量的影响.通过建立RHCM有限元模型并采用MOLDFLOW软件模拟,比较了高光注塑成型与普通注塑成型的注塑成型品质,发现在同等条件下高光注塑成型比普通注塑成型更能从容应对复杂特征型腔的充型,且在充填效果与体积收缩率方面更具优势.进一步,基于制品缩痕、体积收缩率及翘曲变形等3个工艺参数,分别对3组高光注塑成型方案进行了分析,从中得出了最优的参数设置方案.仿真结果表明,其中的较优方案它的整体收缩率在2.228%上下,同时它在缩痕及翘曲变形方面的负面影响较小,尤其在透镜边缘处它的收缩最为均匀,表面质量更好,也因此该较优参数设置方案的综合成型效果最好,按该参数注塑成型获得的成品达到了舞台灯透镜的使用要求.     

全彩色LED显示屏色度均匀性优化校正

针对LED大屏幕的色度不均匀问题,从色度学理论的基本原理出发推导出以色坐标和亮度表达的颜色匹配公式,精确地计算出显示目标颜色的三基色亮度.通过LED模组实验,采用PWM电路控制电流的占空比,牺牲部分亮度和饱和度,实现了颜色匹配.校正后,红绿蓝三基色的色坐标x,y,z差别被控制在3%以内,验证了该方法的正确性和可执行性,为LED大屏幕色度均匀性问题提供了一个简便易行的解决方案.     

自由曲面照明透镜的应用研究

根据已知光辐射分布特性的光源,通过设计合适的配光透镜,形成目标观察面上特定的照度分布或空间的光强分布,比如说形成照度均匀的矩形光斑.依据最基本的光学定律和能量守恒定理,提出了一种新颖的照明透镜设计方法.该方法在确定了能量映射方式和单面自由曲面透镜的初始结构后,由矢量形式的折射定律和光通量守恒定律,建立光源的光线、最终出射光线及入射点的法向矢量的关系方程组,进而得到此方程组的数值解,并通过CAD软件的逆向工程建模即得到设计的透镜.介绍了此方法的多个实例.由于半导体光源LED体积小,可近似看成点光源,非常有利于使用自由曲面法进行二次光学设计.     

一种LED汽车后组合灯发光体

本文设计了一种LED汽车后组合灯发光体,该发光体由制动灯、后位置灯、后转向灯、牌照灯组成。在电路设计上,以电阻控制各路LED电流,其中制动灯和后位置灯共用一组红光LED,后位置灯与牌照灯同时点亮。设计了PCB板以保证整灯的造型和外观。在配光设计上,制动灯、后位置灯、后转向灯不需要反光镜即可达到配光要求。