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提高汽车背景光色度亮度一致性的方法研究

作　者: 袁东
导　师: 符欲梅
学　校: 重庆大学
专　业: 仪器科学与技术
关键词: 汽车背景光 LED 最优间距一致性照度矩阵
分类号: TM923.45
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 108次
引　用: 1次
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内容摘要

目前,汽车各功能部件向着精细化、人性化及个性化方向发展。作为汽车内饰的最重要部件,汽车背景光的质量在某种程度上影响了人们的购买欲望。然而,由于其对行车安全并不起决定性的作用,长期以来汽车背景光一直作为附件不被人重视,其色度和亮度一致性差。因此,对影响汽车背景光色度及亮度一致性的因素进行分析,找出主要的影响因素,并针对各因素提出改进措施,不仅可以指导汽车背景光设计、提高色度亮度一致性,而且对提升汽车产品的档次及汽车品牌的整体形象具有重要的现实意义。本文首先对汽车背景光的发展和现状作了分析和研究,并给出一个较客观的定义,然后对与本课题相关的光度学、色度学以及照明理论等知识进行了介绍,根据以上理论知识讨论了汽车背景光照明质量的评价方法。利用该评价方法对样本车进行了测试,对实验结果进行了分析。在此基础之上从分析研究已有背景光产品的结构出发,找到了影响汽车背景光色度亮度一致性的主要因素,即背景光光源、透光材料、透光材料与背景光光源之间的距离。进而对各影响因素进行了系统详细的研究,包括作为背景光照明的LED光源电学和光学特性的研究,得到了保证汽车背景光色度亮度一致性的设计原则,即同一背景光部件中所使用的同色LED光源电学和光学参数以及驱动电流一致;透光材料与光源的距离保持一致;透光材料的厚度和透光性能一致;LED光源的合理布置。LED光源的合理布置在很大程度上影响背景光亮度的一致性。本文采用基于点照度的计算方法得到单个LED在目标面上的相对照度分布矩阵,然后以此为基础计算得到各种间距组合时LED阵列产生的相对照度矩阵,通过对比各相对照度矩阵的数据一致性即可得到最优间距。按照该方法编制了相应的计算机程序,考察了5种不同视角LED的阵列组合,得到各自最佳的线阵和面阵布置方案,并给出了仿真效果图。利用以上研究成果设计了整改实验,对两款实车的背景光系统色度和亮度的一致性进行了整改。对整改前后背景光色度亮度测试结果作了对比分析,测试结果的分析与实际观察结果表明经过整改后的汽车背景光色度亮度一致性得到了大幅度提高,验证了本课题研究工作的正确性。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
1 绪论  9-19
  1.1 引言  9
  1.2 汽车仪表背景光的历史、现状和定义  9-11
  1.3 汽车背景光光源发展现状  11-12
  1.4 汽车中的LED 应用现状分析  12-17
  1.5 本课题的研究内容  17-19
2 基础理论  19-35
  2.1 引言  19
  2.2 发光二极管LED 简介  19-24
    2.2.1 LED 的结构和发光原理  19-20
    2.2.2 LED 的电学特性  20-22
    2.2.3 LED 的光学特性  22-24
    2.2.4 LED 光源模型  24
  2.3 光度学相关知识  24-27
    2.3.1 人眼视觉  24-25
    2.3.2 相关光度量  25-26
    2.3.3 光度学基本定律  26-27
    2.3.4 亮度分辨力  27
  2.4 色度学相关知识  27-33
    2.4.1 色度学基础  27-28
    2.4.2 色度学参数  28-29
    2.4.3 CIE1931 标准色度系统  29-32
    2.4.4 色品分辨力  32-33
  2.5 照明理论  33-35
    2.5.1 基础照明知识  33-34
    2.5.2 照明质量的评价  34-35
3 背景光色度亮度一致性的影响因素分析  35-48
  3.1 样品测试  35-41
    3.1.1 原始数据  35-37
    3.1.2 色度  37-38
    3.1.3 亮度  38
    3.1.4 汽车背景光系统的结构  38-41
  3.2 因素分析  41-48
    3.2.1 光源  41-45
    3.2.2 光源与透光材料之间的距离  45-46
    3.2.3 透光材料  46-48
4 提高LED 光源背景光色度亮度一致性的方法研究  48-64
  4.1 引言  48
  4.2 改进背景光性能的方法研究  48-64
    4.2.1 光源的一致性  48
    4.2.2 驱动电路设计  48-50
    4.2.3 LED 光源布置方式的研究  50-62
    4.2.4 透光材料及透光材料与光源之间的距离  62-64
5 实验数据及分析  64-77
  5.1 背景光整改实验  64
  5.2 实验1  64-70
    5.2.1 整改后的原始数据  64-66
    5.2.2 色度的分析  66-67
    5.2.3 亮度的分析  67-70
  5.3 实验2  70-75
    5.3.1 整改前后的原始数据  70-73
    5.3.2 色度的分析  73-74
    5.3.3 亮度的分析  74-75
  5.4 实验结果分析  75-77
6 结论  77-78
致谢  78-79
参考文献  79-81
附录  81

提高汽车背景光色度亮度一致性的方法研究

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