Luận án Nghiên cứu phát triển các tổ hợp vật liệu phát quang micro - Nano và linh kiện quang biên dạng tự do ứng dụng trong chiếu sáng rắn

Các loại đèn thả trần hoặc ốp trần hiện nay chủ yếu là các nguồn sáng trực tiếp chiếu thẳng vào mắt ngƣời sử dụng gây nên hiện tƣợng chói lóa và mất tiện nghi. Một số loại đèn chùm thả trần sử dụng chao chụp chắn ánh sáng trực tiếp có nhƣợc điểm là chỉ chiếu sáng cục bộ đƣợc khu vực gần đèn, nhất là khi khoảng cách từ đèn lên đến trần hạn chế, hơn nữa các chi tiết phức tạp của bộ đèn chùm còn cắt vụn các chùm sáng, gây lên sự bất đồng đều ánh sáng nghiêm trọng. Để giải quyết vấn đề chiếu gián tiếp giảm chói lóa cho các loại đèn treo trần, tác giả Katherina đã đƣa ra giải pháp tích hợp hai nguồn sáng riêng biệt để chiếu sáng xuống dƣới và lên trần [52, 110]. Gordon L. và các cộng sự đƣa ra kết cấu đèn chiếu tƣờng tích hợp thấu kính bất đối xứng và phần tử cơ khí có khả năng điều chỉnh góc chiếu [53] nhằm mục đích chiếu sáng các mảng tƣờng rộng

pdf157 trang | Chia sẻ: tueminh09 | Ngày: 22/01/2022 | Lượt xem: 470 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận án Nghiên cứu phát triển các tổ hợp vật liệu phát quang micro - Nano và linh kiện quang biên dạng tự do ứng dụng trong chiếu sáng rắn, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
g đèn kiêm tản nhiệt (12) làm bằng nhôm, phủ sơn tĩnh điện [Hình 5.12], có khe gài cho mô đun LED, tƣơng tự nhƣ máng đèn LED tube. Máng đèn còn có một số chức năng khác là chứa nguồn điện (16) để tăng độ kín IP. Mô đun LED (11) sử dụng các gói LED Samsung LM281 BA+ đƣợc gài vào khe máng. Thấu kính bất đối xứng AL mô tả trong mục 4.3.1. Hình 5. 12. Thiết kế đèn LED chiếu bảng tích hợp thấu kính AL cho Công ty Rạng Đông. Hình 5. 13. Phân bố cƣờng độ sáng đèn LED chiếu bảng trên mô phỏng ba chiều bằng Dialux Evo. Khác với kết cấu đƣợc mô tả để bảo hộ quyền sở hữu tí tuệ, thiết kế đèn chiếu bảng để đƣa vào sử dụng thực tế có nhiều chi tiết phụ trợ hơn, nhƣ một phần đƣợc vẽ trên Hình 5.12. Máng đèn đèn kiêm tản nhiệt (12) không những có khe gài cho mô đun LED, mà còn có khe gài cho thấu kính bất đối xứng AL. Trên máng đèn (12) còn có một vây nhỏ (13) chắn ánh sáng trực tiếp từ gói LED vào mắt ngƣời sử dụng. Thấu kính bất đối xứng AL phiên bản V1 (mô tả trong mục 4.3.1) đã đƣợc sử dụng để chế tạo khoảng 2000 sản phẩm đèn chiếu bảng. Mô đun LED sử dụng cho đèn chiếu bảng đƣợc chế tạo từ các gói LED LM281BA+ có CCT=6500 K. Nguồn nguôi sử dụng cũng là loại nguồn chung với các loại đèn SkyLED cho đèn một (nhiệt độ) màu. 118 Bộ đèn LED chiếu sáng bảng sử dụng thấu kính bất đối xứng sau khi chế tạo đã đƣợc chúng tôi đem đi đo đạc các thông số quang – điện trên hệ đo quả cầu tích phân Everfine tại Viện Khoa học vật liệu và đƣờng phân bố cƣờng độ sáng tại Trung tâm R&D chiếu sáng của Công ty Rạng Đông. Kết quả đo đạc thông số quang điện tƣơng tự với kết quả đo bộ đèn SkyLED gắn tƣờng chiếu trần (Bảng 5.1) với nhiệt độ màu CCT=6500K. Hình 5. 14. Kết quả mô phỏng phân bố độ rọi trên mặt bảng đen bằng phần mềm Dialux Evo. Hình 5. 15. Hình ảnh mô phỏng chiếu sáng trên mặt bảng đen bằng phần mềm Dialux Evo. Chúng tôi đã sử dụng phần mềm Dialux để mô phỏng hiệu quả chiếu sáng các lớp học, phối hợp sử dụng đèn LED chiếu bảng với đèn SkyLED chiếu trần (Hình 5.13). Bản đồ độ rọi trên mặt bảng đƣợc vẽ trên Hình 5.14, ta thấy phân bố cƣờng độ sáng đồng đều hơn các giải pháp thông thƣờng, đồng thời nâng cao độ rọi trung bình chiếu lên mặt bảng. Hình ảnh mô phỏng chiếu sáng trên mặt bảng đen bằng phần mềm Dialux Evo (Hình 5.15) cho chúng ta thấy độ đồng đều của độ chói trên mặt bảng cũng tốt hơn, phù hợp với kết quả quan sát bằng mắt trên các công trình đã lắp đặt. Đèn LED có phân bố cƣờng độ sáng bất đối xứng hạn chế chói loá hiệu quả, đạt tiêu chuẩn TCVN 7118 về UGR=19. Đèn LED do đề tài thiết kế còn tiết kiệm năng lƣợng do ánh sáng hoàn toàn chiếu lên đối tƣợng, không bị lãng phí. Kết cấu bộ đèn LED tích hợp thấu kính bất đối xứng đã đƣợc nộp đơn xin bảo hộ quyền sở hữu trí tuệ và đã đƣợc chấp nhận đơn hợp lệ [GPHI 11]. Các kết quả này cũng đã đƣợc báo cáo trong công trình [CT 4]. 119 Với các ƣu điểm này, Công ty Rạng Đông đã đƣa vào thƣơng mại hoá, theo đó, hơn 2000 bộ đèn đã đƣợc lắp đặt trong các lớp học và đang tiếp tục đƣợc nhân rộng. 5.1.5. Bộ đèn LED tích hợp thấu kính AL chiếu sáng dụ cá Trong thời gian gần đây có nhiều công trình nghiên cứu nhằm cải tiến đèn dụ cá đã đƣợc công bố. Năm 2012, SC Shen và đồng nghiệp đã đƣa ra phƣơng pháp LIDC để thiết kế đèn LED dụ cá [54]. Năm 2015, Min Fen Lai và cộng sự đã đƣa ra một cấu trúc thấu kính đa vùng cho một loại đèn LED sử dụng để chiếu sáng lên boong tàu và xuống mặt biển để dụ cá [55]. Để có thể kiểm soát độ rọi và cấu trúc phổ của các vùng mặt biển chiếu sáng gần, trung bình và xa, nhóm tác giả Nhật Bản đã đƣa ra một kết cấu 3 tầng đèn LED với góc phân bố cƣờng độ sáng và phổ ánh sáng khác nhau. Tuỳ theo tập tính của từng loài hải sản, màu sắc của nguồn sáng cũng nhƣ góc chiếu sáng đƣợc chọn lựa phù hợp nhằm nâng cao hiệu quả đánh bắt. Tuy nhiên, ngƣ dân và nhà sáng chế chƣa đủ năng lực để điều chỉnh các vùng sáng chồng chập lên nhau một cách trơn tru, không làm cá hoảng sợ dẫn đến tan đàn [56]. Yêu cầu dẫn dụ cá đến gần tàu đòi hỏi thể tích khối nƣớc đƣợc chiếu sáng là lớn nhất, tức là chiếu sáng phải vừa đi xa, vừa tản rộng và vừa sâu, tùy theo tập tính của mỗi loài cá. Tính toán cho thấy rằng khi sử dụng nguồn ánh sáng có cùng lƣợng quang thông, hiệu quả chiếu sáng cao nhất khi ánh sáng không chiếu lãng phí lên trời hoặc lên boong tàu, ngoài ra khi đèn treo cao, phân bố đội rọi trên mặt biển theo khoảng cách sẽ đồng đều hơn. Trong công trình [CT 5], chúng tôi đã nghiên cứu và chế tạo một bộ đèn LED dẫn dụ cá công suất cao tích hợp thấu kính bất đối xứng hoàn toàn mới có tác dụng chiếu sáng rộng, chiếu xa với phân bố độ rọi tăng dần khi tiến lại gần tàu, có tác dụng dẫn dụ đàn cá đến gần tàu để dễ dàng đánh bắt. Bộ đèn LED dẫn dụ cá tích hợp thấu kính bất đối xứng (FAL LED Fishing Asymmetric Lens LED) do chúng tôi thiết kế có kết cấu nhƣ trên Hình 5.16 bao gồm: một mảng nhiều dãy LED mắc song song với nhau hàn dán lên trên tấm mạch in nhôm; một bộ tản nhiệt; một mảng nhiều thấu kính có cấu trúc bất đối xứng (AL- Asymmetric Lens) ghép song song với nhau; một vỏ đèn trong suốt bảo vệ chống xâm nhập bụi và nƣớc; một bộ nguồn nuôi cùng với các phụ kiện khác. 120 Hình 5. 16. Hình ảnh thiết kế bộ đèn FAL LED tích hợp thấu kính bất đối xứng dẫn dụ cá Mảng LED đƣợc cấu tạo từ các gói LED có nhiệt độ màu thích hợp (CCT từ 4000K đến 6500K), đƣợc hàn dán lên trên tấm mạch in bằng vật liệu nhôm có độ dẫn nhiệt cao. Mảng LED đƣợc cố định đế tản nhiệt sử dụng keo dẫn nhiệt để giảm nhiệt trở. Trong phƣơng án này, tản nhiệt đƣợc làm lạnh bằng nƣớc biển với đế nhôm anốt hoá bề mặt và phủ sơn tĩnh điện ra ngoài để bảo vệ chống ăn mòn. Quá trình trao đổi nhiệt với nƣớc biển đƣợc thực hiện thông qua bộ trao đổi nhiệt ống ruột gà bằng đồng đỏ. Nguồn điện nuôi mảng LED với chỉ số chống xâm nhập IP cao (IP66) đƣợc cố định lên phía sau bộ tản nhiệt. Ánh sáng phát ra từ dãy LED sẽ đƣợc chiếu qua vỏ đèn trong suốt có tác dụng bảo vệ chống xâm nhập bụi và nƣớc, thông qua gioăng bảo vệ bẳng silicone. Góc chiếu của bộ đèn LED so với pháp tuyến của mặt biển có thể điều chỉnh phù hợp thông qua quai treo và ốc cố định. Trong một nguyên mẫu thí nghiệm, mảng LED có kích thƣớc 186mm x 128mm gồm có 234 gói LED Samsung LM302B chia làm 18 dãy LED mắc song song (về mạch điện), mỗi dãy LED gồm 13 gói LED mắc nối tiếp. Các gói LED trắng có kích thƣớc 3mm*3mm, điện áp hoạt động mỗi gói 6V, dòng nuôi mỗi gói LED đƣợc lựa chọn là 180 mA, nhiệt độ màu CCT là 4000K và hệ số hoàn màu CRI khoảng 80. Thấu kính trụ bất đối xứng đƣợc chế tạo bằng phƣơng pháp ép phun nhiệt có kích thƣớc dài 165mm, rộng 120mm nhƣ mô tả trên mục 4.3.3. Vật liệu quang học đƣợc lựa chọn để 121 chế tạo thấu kính là nhựa Polycarbonat (PC) có độ trong suốt cao và nhiệt độ hoạt động ≤ 115oC. Nguồn nuôi cấp dòng tổng cộng cho mảng LED là 3,24A, sụt áp 75V, tổng công suất tiêu thụ của cả bộ đèn là 252W. Ký hiệu nguyên mẫu này là FAL LED. Đặc điểm chung của đèn LED dẫn dụ cá là sử dụng trong môi trƣờng biển, do đó bên cạnh việc chống ăn mòn cho các linh kiện chế tạo thì cần có chỉ số bảo vệ IP66, tức là khả năng chống bụi xâm nhập và chịu đƣợc áp lực nƣớc thấp từ mọi hƣớng. Để bảo vệ chống xâm nhập cho các gói LED chúng tôi đã sử dụng nắp che (cover trong suốt) bằng PC kết hợp với gioăng silicone. Bộ đèn LED dụ cá công suất cao tích hợp thấu kính bất đối xứng do chúng tôi chế tạo đƣợc đem đi khảo sát các thông số điện – quang tại hệ đo quả cầu tích phân tại Viện Khoa học vật liệu. Bảng 5.3 là kết quả đo các thông số quang – điện của bộ đèn LED dụ cá. Bảng 5. 3. Thông số điện – quang của bộ đèn LED dụ cá TT Thông số đo Kết quả đạt đƣợc 1 Nhiệt độ màu tƣơng quan CCT (K) 3900 2 Chỉ số hoàn màu CRI 84 3 Công suất (W) 250 4 Quang thông (lm) 32000 5 Hiệu suất quang (lm/W) 128 Phân bố quang của bộ đèn LED dẫn dụ cá sử dụng thấu kính bất đối xứng đƣợc đo đạc trên hệ đo Goniophotometer tại Trung tâm R&D Chiếu sáng Rạng Đông. Hình 5.17 là biểu đồ phân bố cƣờng độ sáng theo góc của hai loại đèn FAL LED và đèn LED không tích hợp thấu kính, vẽ trên tọa độ cực. Tại góc 15o, cƣờng độ sáng của đèn FAL có giá trị lớn nhất, vào khoảng gấp 2 lần cƣờng độ sáng của đèn LED không thấu kính. Phân bố bố cƣờng độ sáng của bộ đèn LED đƣợc đo trên 24 mặt phẳng, cách nhau 15 o kinh tuyến, sau đó kết quả đƣợc kết xuất dƣới định dạng IES, là định dạng 3D sử dụng để mô phỏng môi trƣờng chiếu sáng dùng phần mềm Dialux hoặc các phần mềm mô phỏng chiếu sáng tƣơng đƣơng. 122 Hình 5. 17. So sánh phân bố cƣờng độ sáng theo góc của đèn FAL LED với đèn LED thông thƣờng Hình 5. 18. Mô phỏng tàu cá chiếu sáng bởi 6 đèn LED 250W (trái) và 6 đèn MH 1270W (phải) Để so sánh phân bố độ rọi khi sử dụng 6 đèn FAL LED (quang thông 32000lm) với 6 đèn MH 1270W (quang thông 110000lm), chúng tôi đã sử dụng phần mềm Dialux mô phỏng hình ảnh chiếu sáng trên mặt biển (Hình 5.18). Tàu cá có chiều dài 15m, rộng 3m, đặt giữa trung tâm của vùng cần chiếu sáng rộng 100m, dài 50m. Hai loại đèn đƣợc treo hai bên ở chiều cao 3m so với mặt biển, với phân bố cƣờng độ sáng 3D hình quả táo (đối với đèn MH), và hình trái tim dẹt đối với đèn FAL LED. Kết quả cho thấy đèn FAL LED hiệu quả hơn ở xa tàu, ít sáng hơn và không chiếu lên boong tàu, hạn chế tác hại về thị giác và sức khoẻ cho ngƣ dân. Để kết luận, chúng tôi đã nghiên cứu, thiết kế và chế tạo thành công bộ đèn LED dụ cá tích hợp thấu kính bất đối xứng nhằm phân phối lại ánh sáng đƣa ánh sáng đi xa nguồn sáng, tăng diện tích mặt biển đƣợc chiếu sáng, từ đó tăng vùng thể tích nƣớc dẫn dụ cá. Để có phân bố độ rọi trên mặt biển tƣơng đƣơng với 1 đèn MH 1270W cần phải sử dụng 1,5 đèn FAL LED 150W (225W), tiết kiệm 82% điện năng. Chiếu sáng sử dụng đèn FAL LED bảo vệ thị lực và sức khoẻ của ngƣ dân do không chiếu lên boong tàu và mắt ngƣ dân. Chiếu sáng sử dụng đèn FAL LED bảo vệ môi trƣờng tốt hơn đèn MH do tiết kiệm điện năng. 5.2. Chiếu sáng Dƣỡng sinh 5S (5S Human Centric Lighting). Chiếu sáng lấy con ngƣời làm trung tâm (HCL-Human Centric Lighting) là một xu hƣớng chiếu sáng mới đƣợc tất cả các nhà khoa học, kiến trúc sƣ và các nhà sản xuất nguồn sáng LED tập trung phát triển, nhƣ đã mô tả trong phần tổng quan. Chúng 123 tôi đã xác định 5 mục tiêu cụ thể hơn cho HCL và đặt tên là Chiếu sáng Dƣỡng sinh 5S (Sức khoẻ, Sung sƣớng, Sáng tạo, Sinh sôi và Sống lâu). Giải pháp Chiếu sáng Dƣỡng sinh 5S do nhóm chúng tôi phát triển tạo ra môi trƣờng ánh sáng trong nhà giống với bầu trời ban ngày. Phƣơng tiện để tạo ra hệ thống này chủ yếu bao gồm các loại đèn SkyLED thông minh tích hợp thấu kính bất đối xứng AL, có khả năng điều khiển nhiệt độ màu và độ rọi theo nhịp ngày đêm. Khi chiếu sáng trần nhà thể tạo ra trần nhà phát sáng có góc khối chiếu sáng lớn, tƣơng tự nhƣ bầu trời tự nhiên. Phổ ánh sáng tổng hợp có thể đƣợc điều chỉnh không những từ nguồn sáng SkyLED thông minh, mà còn phối hợp với cảnh quan bằng cách sử dụng công nghệ in UV lên vải và dán lên trần thạch cao trần tƣờng. Sự thay đổi cƣờng độ và CCT theo nhịp sinh học ngày đêm đƣợc thực hiện dễ dàng khi chúng ta sử dụng nguồn nuôi lập trình để điều khiển riêng biệt các kênh 6500K và 3000K và sử dụng trần nhƣ một bộ trộn ánh sáng. Xác định các thông số đặc trưng của môi trường ánh sáng Để làm tiêu chí cho môi trƣờng chiếu sáng nhân tạo, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu đặc trƣng của môi trƣờng chiếu sáng tự nhiên bao gồm cƣờng độ ánh sáng, cấu trúc phổ ánh sáng, phân bố ánh sáng, và màu sắc bề mặt xung quanh. Từ kinh nghiệm của các kiến trúc sƣ, các kết quả nghiên cứu về môi trƣờng sống, về tác động của ánh sáng với của hệ thống thị giác và sinh lý của con ngƣời, chúng tôi đã lựa chọn các thông số đặc trƣng nhất cho giải pháp Chiếu sáng Dƣỡng sinh 5S của chúng tôi. Lƣợng ánh sáng: Mặc dù độ rọi không phải là thông số đại diện cho lƣợng ánh sáng đi vào mắt ngƣời trong ngày, nhƣng vì đo độ rọi là một phép đo phổ thông nhất trong các tiêu chuẩn chiếu sáng, cho nên chúng tôi cũng sẽ sử dụng tiêu chuẩn này để tham chiếu. Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7114 quy định độ rọi tối thiểu trong chiếu sáng lớp học là 300 lux, còn đối với các hoạt động tinh tế hơn, có thể lên tới 500 lux. Chúng tôi lựa chọn độ rọi từ 500 lux đến 1000 lux cho môi trƣờng chiếu sáng Dƣỡng sinh 5S dựa trên 2 lý do. Thứ nhất là độ rọi ban ngày trong vƣờn cây rất cao (2.000÷10.000 lux). Thứ hai là độ rọi cao làm giảm kích thƣớc đồng tử, hiệu ứng cầu sai, hạn chế nguy cơ mắc các tật khúc xạ, bảo vệ thị lực của học sinh. 124 Cấu trúc phổ ánh sáng: Ánh sáng có nhiệt độ màu CCT=6500K của bầu trời giữa trƣa đƣợc coi là ánh sáng tiêu chuẩn D65 để đánh giá màu sắc, còn CCT= 3000K đƣợc một số ngƣời sử dụng ƣa thích với cảm giác ánh sáng ấm, giống màu của đèn sợi đốt đã trở nên quen thuộc. Trong quá trình tiến hoá, con ngƣời chủ yếu sống trong vƣờn cây và trên đồng cỏ, vì vậy phổ ánh sáng D65 hay 3000 K từ bầu trời đi xuống đã bị thay đổi sau khi tán xạ qua môi trƣờng xung quanh. Chúng tôi đã trình bày kết quả nghiên cứu này trong công trình [102] và thấy rằng, màu sắc trần, tƣờng, sàn và đồ đạc trong phòng nếu chọn lựa giống với tự nhiên nhất sẽ nâng cao sức khoẻ và sự sáng tạo. Giải pháp của chúng tôi là sử dụng các bộ đèn SkyLED đổi 3 màu hoặc SkyLED thông minh thay đổi liên tục màu sắc và cƣờng độ trong phòng. Phân bố ánh sáng: Các tiêu chuẩn chiếu sáng quốc gia và quốc tế mới chỉ đề cập đến phân bố độ rọi trên mặt làm việc sao cho đồng đều nhất mà chƣa hề đề cập đến phân bố độ chói của nguồn sáng. Tiêu chuẩn duy nhất để đánh giá mức độ tiện nghi là chỉ số hạn chế chói loá UGR chúng tôi đã đề cập đến trong phần tổng quan. Chiếu sáng Dƣỡng sinh 5S đƣa ra giải pháp đột phá tạo ra nguồn sáng thứ cấp có góc khối chiếu sáng rộng (~π sr) xóa bóng của mọi vật và chỉ cần có độ chói thấp vẫn đảm bảo lƣợng sáng cao. Màu sắc các bề mặt xung quanh: Giá trị độ rọi chỉ là phƣơng tiện trung gian trong kỹ thuật chiếu sáng, bởi vì chúng ta chỉ quan sát đồ vật xung quanh khi đƣợc chiếu sáng, chứ không phải nhìn trực tiếp vào nguồn sáng. Màu sắc và hệ số phản xạ của các bề mặt sẽ làm thay đổi những gì mắt chúng ta thu nhận đƣợc. Chúng tôi lựa chọn các màu sáng cho trần, tƣờng, đồ đạc theo tiêu chí sau: hệ số phản xạ R~70%- 90% cho trần, R~60%-80% cho tƣờng và R~30%-60% cho sàn và các đồ đạc khác. Các tiêu chí này đƣợc khuyến cáo bởi các hiệp hội chiếu sáng CIE, IES bởi nhiều lý do, từ kết quả nghiên cứu khoa học thấy rằng, mắt ngƣời nhạy cảm với phân bố ánh sáng tự nhiên và từ kinh nghiệm đúc rút của các nhà kiến trúc (ánh sáng từ phía trên= ánh sáng thiên giới; ánh sáng ngang= ánh sáng nhân gian; ánh sáng dƣới lên= lửa địa ngục). Các màu tối tăm chỉ để tạo điểm nhấn hoặc quảng cáo. Môi trƣờng tối tăm không có tác dụng bảo vệ mắt, kích thích sáng tạo hay dƣỡng sinh. 125 Hình 5. 19. Kịch bản HCL cho công sở, CCT cao nhất lúc 10 giờ; cƣờng độ cao nhất lúc 12 giờ Hình 5. 20. Ảnh chụp phòng làm việc chiếu sáng Dƣỡng sinh 5S Nhịp ngày đêm: Để tạo nhịp ngày đêm nhƣ các giải pháp của các nhà sản xuất nguồn sáng LED theo xu hƣớng HCL đề xuất, chúng tôi cũng sử dụng các nền tảng kết nối và điều khiển thông minh để chiếu sáng động với nhiều gói sản phẩm khác nhau. Một trong các kịch bản Chiếu sáng Dƣỡng sinh đƣợc chúng tôi lắp đặt thử nghiệm đƣợc thể hiện trong Hình 5.20, theo đó nhiệt độ màu CCT đạt đỉnh lúc 10h; cƣờng độ sáng cao nhất lúc 12h. 5.3. Xây dựng một số mô hình chiếu sáng thực tế 5.3.1. Chiếu sáng phòng họp, phòng học. Mô hình chiếu sáng phòng họp đã đƣợc chúng tôi mô phỏng bằng phần mềm Dialux nhƣ thể hiện trên Hình 5.21, theo đó một phòng họp rộng 43 m2 sử dụng 26 đèn SkyLED gắn tƣờng, tổng công suất 468 W, mật độ công suất chiếu sáng 11 W/m2, đạt độ rọi trung bình 590 lux. Hiệu quả của giải pháp chiếu sáng SkyLED phòng họp, phòng học là độ rọi cao, không chói loá, không đổ bóng, tuỳ chọn 3 màu CCT, tiết kiệm điện năng và tuổi thọ cao. Mô hình chiếu sáng phòng học đã đƣợc áp dụng cho nhiều công trình khác nhau ví dụ nhƣ Trung tâm giáo dục Bé thông minh 536A Minh Khai và số 2A Giảng võ Hà Nội, đƣợc học sinh và phụ huynh rất thích. 126 Hình 5. 21. Mô phỏng chiếu sáng phòng họp Viện Khoa học vật liệu. Hình 5. 22. Ảnh chụp phòng họp Viện Khoa học Vật liệu chiếu sáng bằng đèn SkyLED 5.3.2. Chiếu sáng căn hộ, nhà ở. Đặc điểm của căn hộ là mặt bằng rộng nhƣng trần nhà thấp (từ 2,6 đến 2,9 m), vì vậy giải pháp truyền thống sử dụng đèn downlight sẽ gây chói loá và phân bố độ rọi cục bộ, gây ô nhiễm ánh sáng. Giải pháp giấu đèn vào hốc trần thạch cao gây mất mát rất nhiều bời 2 lý do: phân bố cƣờng độ sáng không thích hợp nhƣ đã mô phỏng và phân tích trong công trình [CT 2], thêm vào đó vành hộp thạch cao nơi lắp đèn còn che chắn rất nhiều. Hậu quả là 70% ánh sáng mất mát trong hốc trần, 30% còn lại chỉ chiếu sáng đƣợc khoảng 30 cm so với khoảng cách 2 m cần đƣợc chiếu sáng đồng đều. Giải pháp Chiếu sáng Dƣỡng sinh 5S trong căn hộ (Hình 5.23) tạo ra hiệu quả chiếu sáng ƣu việt hơn hẳn so với các giải pháp chiếu sáng truyền thống khác, đồng thời tiết kiệm chi phí lắp đặt và sử dụng lâu dài. Độ rọi trung bình đạt 500 lux tuỳ thuộc vào không gian sử dụng, với mật độ năng lƣợng dƣới 10 W/m2, phù hợp với quy chuẩn của Bộ Xây dựng ban hành (<13 W/m2). Phòng khách đạt độ rọi trung bình mặt ngang 800 lux, mặt đứng 350 lux, có tác dụng nâng cao thị lực, ngăn ngừa tật khúc xạ và sự phấn khởi của cƣ dân (Hình 5.24). Hơn nữa, hiện tƣợng chói loá đã đƣợc dỡ bỏ hoàn toàn ngay cả khi bật toàn bộ hệ thống đèn SkyLED. Trong một gói sản phẩm tiết kiệm, phòng ngủ 15 m2 đƣợc lắp đặt hai hệ thống chiếu sáng độc lập: 1 bộ đèn SkyLED 10W CCT 3000K tạo ra độ rọi trung bình 50 lux, sử dụng trƣớc khi ngủ và lúc mới ngủ dạy; 4 bộ đèn SkyLED 18W CCT 6500 K khác 127 đƣợc lắp xung quanh tạo ra độ rọi 250 lux sử dụng khi có các sinh hoạt khác trong phòng. Giải pháp này cũng hoàn toàn không gây chói loá ngay cả khi nằm trên giƣờng đọc sách. Trong phƣơng án nâng cấp khác, các bộ đèn thông minh thay đổi đƣợc nhiệt độ màu và cƣờng độ đƣợc lắp đặt, có thể đạt đƣợc độ rọi cực đại lên tới 500 lux. Hình 5.26 là ảnh chụp phòng bếp sử dụng đèn SkyLED thả trần, khi không có vị trí để gắn tƣờng các đèn SkyLED, với độ rọi mặt bếp lên tới 800 lux, đảm bảo các thao tác tinh vi khi làm bếp. Hình 5. 23. Mô phỏng chiếu sáng một căn hộ tiêu biểu, bao gồm phòng khách, bếp và các phòng ngủ Hình 5. 24. Ảnh chụp phòng ngủ sử dụng đèn SkyLED CCT 3000 K mắc đầu giƣờng và CCT 6500 K chiếu sáng chung Hình 5. 25. Ảnh chụp phòng khách sử dụng đèn SkyLED gắn tƣờng đổi màu và bầu trời nhân tạo Hình 5. 26. Ảnh chụp phòng bếp sử dụng đèn SkyLED thả trần CCT 5000 K Các hiệu quả khác cũng đƣợc ghi nhận khi chiếu sáng căn hộ, đó là khả năng loại bỏ trần thạch cao ở khu vực trung tâm các phòng, tăng chiều cao sử dụng lên đến 128 tận trần bê tông (3 m tới 3,2 m). Các thiết bị treo trên trần nhƣ quạt trần, điều hoà, đèn chùm cũng không tạo bóng dƣới ánh sáng của giải pháp Chiếu sáng 5S. 5.3.3. Chiếu sáng cửa hàng, phòng khám bệnh. Khi đƣợc chiếu lƣớt bằng đèn SkyLED, mặt tiền của cửa hàng hoặc phòng khám có mảng sáng rộng, đồng đều và hoàn toàn không chói mắt nhƣ ảnh chụp trên Hình 5.27. Giải pháp này không những làm nổi bật chức năng của cửa hàng, mà còn góp phần giảm tai nạn giao thông do ánh sáng trực tiếp chiếu vào mắt ngƣời đi đƣờng. Phía trong các phòng khám răng, phòng xoa bóp hay spa, trần nhà có ánh sáng rất dịu và đều, tạo cảm giác thƣ giãn và giảm đau cho bệnh nhân. Hình 5. 27. Ảnh chụp phía bên ngoài phòng chữa răng 45 Tô Hiệu Hà nội, chiếu sáng bằng bộ đèn SkyLED Hình 5. 28. Trần nhà phòng chữa răng chiếu sáng bằng 4 đèn SkyLED 5.3.4. Chiếu sáng nghệ thuật, tâm linh Hai giải pháp chiếu sáng khác nhau đã đƣợc chúng tôi áp dụng để chiếu sáng Đền Chùa, nơi thờ cúng. Đối với các công trình có các tác phẩm nghệ thuật vẽ trên trần, tƣờngchúng tôi sử dụng các bộ đèn SkyLED gắn tƣờng để chiếu lƣớt trần, nhƣ công trình chiếu sáng chùa Quế lâm, Việt trì Phú thọ (Hình 5.29). Yêu cầu về giải pháp chiếu sáng là không nhìn thấy đèn và ánh sáng trực tiếp. Độ rọi trên mặt sàn đạt 250 lux khi bật tất cả các bộ đèn. Nhóm tƣợng Quán Thế âm đƣợc chiếu sáng rất sáng và dịu mắt, thể hiện đƣợc tiêu chí nghệ thuật và tâm linh của các Thầy. 129 Hình 5. 29. Ảnh chụp Hội trƣờng chùa Quế lâm rộng 700 m2 chiếu sáng bằng đèn SkyLED Hình 5. 30. Ảnh chụp nhóm tƣợng Quán Thế âm chiếu sáng bằng đèn SkyLED Đền Hùng có phong cách kiến trúc theo kiểu mái đình truyền thống với bộ khung bao làm từ vật liệu gỗ quí sẫm màu, vì vậy cần phải tạo ra các bộ đèn có diện tích chiếu sáng rộng. Chúng tôi đã thiết kế và lắp đặt bộ đèn Bánh chƣng tƣợng trƣng cho đất có hình vuông và bộ đèn Bánh dày tƣợng trƣng cho trời có hình lục giác, lắp đèn chiếu hắt từ cạnh dƣới lên (Hình 5.31). Hình 5. 31. Ảnh chụp các bộ đèn Bánh Trƣng, Bánh dày trong Đền Hùng Phú Thọ 130 Điểm đặc biệt của các bộ đèn Bánh chƣng, Bánh dày là ở ba khía cạnh rất quan trọng. Về khía cạnh chiếu sáng, góc chiếu của bộ đèn rất rộng, chiếu sáng nóc Đền Giếng làm rõ kết cấu cổ truyền cũng nhƣ các hoạ tiết chạm khắc, sơn son thếp vàng; chiếu sáng ngang vào ban thờ và đồ thờ cúng, chiếu xuống dƣới sàn phục vụ ngƣời quan sát. Về khía cạnh tiện nghi, do tổng diện tích mặt phát sáng của bộ đèn khoảng 5m2 cho tổng quang thông 5000 lm cho nên ánh sáng phát ra từ mặt phát sáng thứ cấp có độ chói rất dịu, chỉ vào khoảng 1500cd/m2, gấp 3 lần độ chói của một chiếc TV thông thƣờng, hơn nữa lại không thấy ánh sáng trực tiếp từ LED nên hiện tƣợng chói loá đã đƣợc loại bỏ hoàn toàn. Về khía cạnh trang trí, mặt trên và mặt bên của các bộ đèn đƣợc căng các hình ảnh in hoạ tiết lên màng polimer co giãn nhiệt, tạo ra một sự linh hoạt khi muốn thay đổi nội dung hoặc sửa chữa. Về các nội dung các hoạ tiết, một phƣơng án ƣu tiên đã đƣợc lựa chọn và thử nghiệm, đó là khắc hoạ lại nét sinh hoạt của nhân dân và quan niệm về trời đất của thời đại Vua Hùng. Trời Tròn Đất Vuông là quan niệm cổ đại thông qua các câu chuyện đƣợc kể lại với các nét sinh hoạt chuyển từ săn bắt hái lƣợm sang chăn nuôi trồng trọt. Với các hoạ tiết lấy cảm hứng từ hoa văn trên trống đồng Ngọc lũ, chúng tôi muốn ôn lại một thời kỳ văn minh rất sớm của đất nƣớc từ cảnh chăn nuôi, trồng trọt, xay lúa giã gạo đến việc tìm hiểu hình thái của trời đất. Đây cũng là thông điệp mà Bác Hồ đã căn dặn trƣớc khi Ngƣời đi xa:‖ Các Vua Hùng đã có công dựng nƣớc, bác cháu ta phải cùng nhau giữ lấy nƣớc‖. 5.3.5. Bàn học tích hợp hộp sáng chống cận thị Vấn đề cận thị, nhƣợc thị đã và đang trở nên nghiêm trọng trong những năm gần đây với nguyên nhân chủ yếu là môi trƣờng và lối sống hiện đại không phù hợp với bộ gien nguyên thuỷ của con ngƣời. Cho đến nay, có rất nhiều sự đồng thuận về những nguyên nhân quan trọng nhất gây nên tật cận thị, đó là học sinh nhìn gần quá lâu trong môi trƣờng chiếu sáng không hợp lý. Chúng tôi đang tập trung giải quyết nguyên nhân 131 gây nên loại tật, bệnh nói trên thông qua Bàn học thông minh tích hợp hộp sáng chống cận thị mô phỏng bầu trời tự nhiên (gọi tắt là Bàn học chống cận thị). Thiết kế Bàn học chống cần thị đƣợc mô tả trên Hình 5.32, theo đó các thông số quang điện trong hộp sáng phải đảm bảo: - Độ rọi cực đại mặt ngang trên mặt bàn EMH> 900 lux và độ rọi mặt đứng EMV> 400 lux đủ cao để nâng cao hƣng phấn và sáng tạo. - Độ đồng đều (U uniformity) UMH > 80%, UMV > 30%, cao hơn tiêu chuẩn quốc tế. - Độ chói mặt bàn (luminance): 20 cd/m2 <LMH<100 cd/m 2, đủ đều để thƣ giãn mắt. - Lựa chọn tuỳ biến đƣợc một trong 3 nhiệt độ màu CCT sử dụng tay bấm điều khiển từ xa, 6500 K buối sáng, 4200 K buổi chiều, 3000 K buổi tối. - Góc khối chiếu sáng Ω~π sr, đủ lớn để xoá bóng (shadow-free). - Bố trí góc thƣ giãn dùng gƣơng phẳng để tăng tầm nhìn. Hình 5. 32. Hình vẽ Bàn chống cận thị thông minh với hàng rào hồng ngoại Hình 5. 33. Ảnh chụp nguyên mẫu Bàn học chống cận thị với mô hình bầu trời thu nhỏ. Trong những phiên bản sau, chúng tôi sẽ tích hợp một số tính năng thông minh nhƣ phát hiện thêm tính năng nhắc nhở, can thiệp vào thời gian nghỉ ngơi, tƣ thế làm việc của học sinh. 132 Kết luận chƣơng V Chúng tôi đã chế tạo thành công 06 bộ đèn SkyLED tích hợp thấu kính biên dạng tự do FO có chức năng phân bố ánh sáng bất đối xứng: bộ đèn SkyLED gắn tƣờng chiếu trần, bộ đèn thả trần chiếu hai phía, bộ đèn thả trần chiếu 3 phía, bộ đèn thu hẹp góc chiếu, bộ đèn LED chiếu bảng và bộ đèn LED dụ cá. Thông số quang điện của các bộ đèn khảo sát trên hệ đo quả cầu tích phân Everfine tại Viện Khoa học vật liệu. Phổ phân bố cƣờng độ sáng đƣợc đo tại Trung tâm đo lƣờng tiêu chuẩn Quatest I và Trung tâm R&D Chiếu sáng, công ty CP Bóng đèn Phích nƣớc Rạng Đông. Chúng tôi đã đƣa ra đƣợc các tiêu chí chiếu sáng Dƣỡng sinh phù hợp và thân thiện với con ngƣời nhất: độ rọi chiếu sáng cao (500-1000lux), góc chiếu sáng rộng (~πsr), ánh sáng thay đổi cả phổ và cƣờng độ sáng theo nhịp ngày đêm. Để đánh giá hiệu quả sử dụng cuối cùng, chúng tôi đã tiến hành xây dựng một số mô hình chiếu sáng thực tế: chiếu sáng lớp học, nhà ở, cửa hàng, chiếu sáng tâm linh, bàn học chống cận và đã thu đƣợc nhiều phản hồi tích cực từ phía ngƣời sử dụng. 133 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Mặc dù các vấn đề đƣợc trình bày trong luận văn này chủ yếu là tổng hợp kết quả nghiên cứu của nhiều nhà khoa học trên thế giới cũng nhƣ trong nhóm nghiên cứu của chúng tôi. Tuy nhiên tôi cũng xin đƣợc phép tóm tắt các đóng góp của luận văn này trong các lĩnh vực sau đây: Về phƣơng pháp nghiên cứu: Chúng tôi đã đƣa ra đƣợc một mô hình lý thuyết tổng quát làm tiêu chí để thiết kế mô phỏng các bộ đèn SkyLED có tính năng phân bố đồng đều. Đƣờng cong phân bố cƣờng độ sáng và hàm số tái chuẩn hoá đƣợc đƣa ra dƣới dạng công thức giải tích, bắt nguồn từ dạng hàm Logistic với các giá trị tốc độ biến đổi K, liên quan với tƣơng phản độ chói trong không gian. Kết quả đƣợc công bố trong tạp chí ISI IEEE Photonics J. [CT 2] và đã đƣợc chúng tôi sử dụng để tiếp tục cải tiến biên dạng thấu kính bất đối xứng AL. Chúng tôi cũng đã đƣa ra quy trình mô phỏng quang tia để tối ƣu hoá biên dạng thấu kính AL với kết quả đƣợc công bố trong tạp chí ISI Appl.Sci. [CT 1]. Về kết quả nghiên cứu chế tạo linh kiện: Chúng tôi đã thiết kế, mô phỏng, chế tạo các 3 loại thấu kính FO: thấu kính bất đối xứng AL, thấu kính chiếu góc hẹp NAL, thấu kính cho đèn LED dụ cá nhằm tạo ra các tính năng phân bố cƣờng độ sáng ƣu việt. Các loại thấu kính FO này đã tái phân bố cƣờng độ sáng, tạo ra các tính năng khác biệt và ƣu việt cho các nguồn sáng LED. Số lƣợng thấu kính đã sản xuất và lắp ráp trong các bộ đèn khoảng 8000 chiếc, với chất lƣợng và độ bền cao. Chúng tôi đã thiết kế, mô phỏng, chế tạo các loại máng đèn có tính năng tản nhiệt và che sáng, ứng dụng để sản xuất các bộ đèn LED đặc chủng. Kết cấu và chức năng của máng đèn hoàn toàn khác biệt và đã đƣợc đăng ký độc quyền sở hữu trí tuệ khi tích hợp với các linh kiện khác để tạo ra các bộ đèn LED. Về kết quả nghiên cứu chế tạo thiết bị chiếu sáng rắn: Chúng tôi đã thiết kế, mô phỏng, chế tạo, đo đạc, đánh giá 6 loại đèn SkyLED và đèn LED dụ cá, chiếu bảng với các tính năng quang điện khác nhau. Các loại đèn SkyLED đƣợc sử dụng để chiếu sáng đồng đều trần, tƣờng, loại bỏ chói loá, nâng cao hiệu quả và tiện nghi chiếu sáng. Hộp 134 sáng chống cận thị sẽ góp phần bảo vệ thị lực và nâng cao độ tập trung chú ý của học sinh khi học bài ở nhà. Đèn LED dụ cá công suất cao, tích hợp thấu kính AL có khả năng thay thế đèn Metal-Halide, nâng cao hiệu quả tiết kiệm năng lƣợng tới 80%, đồng thời bảo vệ tốt sức khoẻ của ngƣ dân. Số lƣợng đèn LED đã sản xuất và lắp đặt khoảng 4000 bộ, với chất lƣợng và độ bền cao. Đã chuyển giao công nghệ chế tạo đèn LED chiếu bảng cho Công ty Rạng Đông. Kết cấu và hiệu quả của các loại đèn SkyLED, LED dụ cá đã đƣợc báo cáo và bảo hộ quyền sở hữu trí tuệ thông qua các Hội nghị khoa học, Sáng chế và Giải pháp hữu ích. Về giải pháp chiếu sáng và kết quả lắp đặt thử nghiệm các công trình: Chúng tôi đã xây dựng giải pháp Chiếu sáng Dƣỡng sinh 5S, theo đó ngoài những tiêu chí do xu hƣớng Chiếu sáng lấy con ngƣời làm trung tâm HCL đƣa ra nhƣ chiếu sáng động theo nhịp điệu ngày đêm, độ rọi cao, chúng tôi còn tạo ra môi trƣờng chiếu sáng đồng đều, loại bỏ chói loá, góc chiếu rộng loại bỏ bóng đổ. Chúng tôi đã đã lắp đặt, đo đạc và đánh giá trong khoảng 100 công trình các loại nhƣ lớp học, phòng họp, phòng khám, căn hộ, nhà ở, quán hàng, đền chùa với tổng số đèn khoảng 3000 chiếc. KIẾN NGHỊ: Các kết quả thu đƣợc của luận văn mới chỉ là bắt đầu cho một xu hƣớng chiếu sáng mới lấy con ngƣời làm trung tâm - Chiếu sáng Dƣỡng sinh 5S. Các kết quả này có thể đƣợc ứng dụng rộng rãi trong thực tế, cụ thể là: - Đối với phòng họp, phòng học, căn hộ, nhà ở, phòng khám bệnh, giải pháp chiếu sáng trực tiếp nên đƣợc thay thế hoàn toàn hoặc phần lớn bằng giải pháp chiếu sáng Dƣỡng sinh 5S do chúng tôi đề xuất, bào vệ thị lực và sức khoẻ của ngƣời dùng. - Các bộ đèn SkyLED chiếu trần (Uplight LED) có thể thay thế cho các loại đèn Downlight LED, Tube LED, Spotlight LED, LED panel để chiếu sáng nội thất. - Các tính năng đổi màu, dimmable, kết nối, điều khiển thông minh cần đƣợc tích hợp vào các bộ đèn LED và hệ thống chiếu sáng. - Thay thế các loại đèn bàn bảo vệ mắt bằng các hộp sáng chống cận thị thông minh. 135 - Sử dụng các loại đèn tích hợp thấu kính FO phù hợp trong chiếu sáng dụ cá và chiếu sáng nông nghiệp để nâng cao hiệu quả chiếu sáng và bảo vệ ngƣời sử dụng. Một số khía cạnh cần hoàn thiện và cải tiến: Biên dạng của thấu kính AL, kích thƣớc và cấu trúc của gói WLED và vị trí đặt gói WLED do với thấu kính cần đƣợc tối ƣu hoá để hàm phân bố cƣờng độ sáng gần nhất với hàm phân bố lý tƣởng thu đƣợc trong công trình [CT2]. Bộ đèn SkyLED có phân bố lý tƣởng sẽ có ứng dụng rộng rãi hơn trong thực tế chiếu sáng, tạo ra môi trƣờng sáng đồng đều hơn, tiết kiệm không gian lắp đặt hơn. Thiết kế các bộ đèn có kết cấu dễ dàng thay thế mô đun LED và nguồn điều khiển sẽ tiết kiệm vật tƣ hơn khi một linh kiện trong bộ đèn hỏng, không cần thay thế tất cả. Chi phí bảo hành cũng sẽ giảm, giống nhƣ việc thay thế bóng đèn trong các bộ đèn truyền thống. Luận văn này đƣợc hoàn thành với sự hỗ trợ nhiều mặt của các đề tài, dự án, của các Viện, các Thầy cô và đồng nghiệp, tuy nhiên để kết quả của luận văn có thể đƣợc tiếp tục phát triển và ứng dụng rộng rãi hơn trong thực tế, chúng tôi xin phép đƣợc tiếp tục nhận đƣợc sự ủng hộ của Viện và các thầy cô, cũng nhƣ hỗ trợ về mọi mặt trong khuôn khổ các dự án nghiên cứu triển khai. 136 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ [CT 1] Duong Thi Giang, Thuy Linh Ta, Tran Quoc Tien, Pham Hong Duong and Quang Cong Tong, A simple designed lens for Human Centric Lighting using LEDs, Appl.Sci., 2020, 10(1):343. (IF 2.49) [CT 2] Duong Thi Giang, Thanh Son Pham, Quang Minh Ngo, Van Tang Nguyen, Tran Quoc Tien and Pham Hong Duong, An alternative approach for high uniformity distribution of indoor lighting LED, IEEE Photonics J., Apr. 2020, 12(2), 1-10 (IF 2.83) [CT 3] Pham Hong Duong, Duong Thi Giang, Pham Hoang Minh, 5S Human Centric Lighting System, Advances in Applied and Engineering Physics (2020) [CT 4] Duong Thi Giang, Tran Quoc Tien and Pham Hong Duong, Design and fabrication of LED blackboard washing luminaire combined with linear freeform lens, Advances in Applied and Engineering Physics (2020) [CT 5] Duong Thi Giang, Tran Quoc Tien, Le Anh Tu and Pham Hong Duong, Design and fabrication of high power LED fishing lamp combined with asymmetric lens, Advances in Applied and Engineering Physics (2020) [GPHI 6] D.T. Giang, P.H. Dƣơng, Bộ đèn LED tích hợp thấu kính thu hẹp góc chiếu sáng, Đơn đăng ký GPHI số 2-2017-00182, Đã đƣợc công bố đơn (2019) [SC 7] Dƣơng Thị Giang, Phạm Hồng Dƣơng, Thiết bị chiếu sáng trần nhà tích hợp điôt phát quang và thấu kính bất đối xứng, Đơn đăng ký sáng chế số 1-2018- 03215, Đã đƣợc chấp nhận đơn (2018) [SC 8] Dƣơng Thị Giang, Phạm Hồng Dƣơng, Đèn LED thả trần tích hợp thấu kính bất đối xứng, Đơn đăng ký sáng chế số 1-2019-03527, Đã đƣợc chấp nhận đơn (2019) [SC 9] D.T. Giang, P.H. Dƣơng, T.Q. Tiến, P.H. Minh, L.A. Tú, Bộ đèn LED thả trần chiếu ba phía, Đơn đăng ký sáng chế số 1-2019-03403, Đã đƣợc chấp nhận đơn (2019) [SC 10] D.T. Giang, P.H. Dƣơng, L.A. Tú, P.H. Minh, Đèn LED dẫn dụ cá tích hợp thấu kính bất đối xứng, Đơn đăng ký sáng chế 1-2019-03021, Đã đƣợc chấp nhận đơn (2019) [GPHI 11] D.T. Giang, P. H. Dƣơng, Đèn LED chiếu sáng bảng tích hợp thấu kính bất đối xứng, Đơn đăng ký GPHI số 2-2016-00307, Đã đƣợc công bố đơn (2018) [CT 12] Dƣơng Thị Giang, Lê Anh Tú, Nguyễn Thị Thu Trang, Phạm Thành Huy và Phạm Hồng Dƣơng, Thiết kế chế tạo đèn LED trắng cấu hình Remote-phosphor, Advances in Applied and Engineering Physics (2014), pp. 382-388 137 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Suzuki, M, T. Uenoyama, A. Yanase, First-principles calculations of effective- mass parameters of AlN and GaN, Phys. Rev. B, 1995, 52 (11), 8132-8139. 2. Nakamura et al., Nitride semiconductor light-emitting device, US 6,900,465B2, 2005. 3. E. F. Schubert, Light-emitting diodes – Second edition, Cambridge University Press, Cambridge, 2006. 4. Data sheet LM301B-CRI 80. 5. J.P. Freyssinier, The class A color designation for light source, DOE SSL R&D Workshop, Hilton Long Beach, CA, January 2013. 6. F. Vienot, G. Coron, and B. Lavedrine, LED as a tool to enhance fade colours of museums artefacts, J. Cult. Herit., 2011, 12(4), 431-440. 7. Manufacturing Roadmap SSL research and development, US DOE August 2014. 8. ZG Liu, S Liu, et al, Measurement and Numerical Studies of Optical Properties of YAG:Ce Phosphor for White Light-Emitting Diode Packaging, Applied Optics, 2010, 49 (2), 247-257 9. Y.-Q. Li, Phosphor Manufacturing Update from Intematix, in DOE SSL Manufacturing R&D Workshop, San Diego, CA, May 2014. 10. Zhu Y and Narendran N., Investigation of Remote phosphor White Light LED with Multi-phosphor Layer, Jpn. J. Appl. Phys., 2010, 49, 100203. 11. LED-based Illumination Systems, edited by Jianzhong Jiao, Proc. of SPIE Vol. 8835, 883504 · © 2013 SPIE 12. Indika U. Perera and N. Narendran , Thermal management of the remote phosphor layer in LED systems, Proc. SPIE 8835, LED-based Illumination Systems, 883504 (30 September 2013). 13. F.Z. Fang X.D., Zhang A. et al, Manufacturing and measurement of freeform optics, CIRP Annal – Manufacturing Technology, 2013, 62, 823-846. 14. Zhang XD, Fang FZ, Wang HB, Wei GS, et al, Ultra-precision Machining of Sinusoidal Surfaces Using the Cylindrical Coordinate Method. Journal Micromechanics and Mircoengineering, 2009, 19:054004. 15. Brecher C, Lange S, Merz M, Niehaus F, et al, Based Ultraprecision Free-form Machining. CIRP Annals – Manufacturing Technology, 2006, 55(1), 547–550. 16. Benítez P, Minano JC, The Future of Illumination Design, Optics and Photonics News, 2007, 18(5), 20–25. 17. Timinger AL, Muscaweek JA, Ries H, Designing Tailored Free-form Surfaces for General Illumination, Proceedings of the SPIE, 2003, 5186, 128–132. 18. Ding Y, Liu X, Zheng ZR, Gu PF, Freeform LED Lens for Uniform Illumination, Optics Express, 2008, 16(17), 12958–12966. 19. Parkyn B, Pelka D, Free-form Illumination Lenses Designed by a Pseudo- rectangular Lawnmower Algorithm, Proceedings of the SPIE, 2006, 6338:633803. 138 20. Wang K, Chen F, Liu ZY, Luo XB, et al, Design of Compact Freeform Lens for Application Specific Light-emitting Diode Packaging, Optics Express, 2010, 18(2), 413–425. 21. Luo Y, Feng ZX, Han YJ, Li HT, Design of Compact and Smooth Free-form Optical System with Uniform Illuminance for LED Source, Optics Express, 2010, 18(9), 9055–9063. 22. Winston R, Min˜ano JC, Benı´tez P, Nonimaging Optics, Elsevier, 2005. 23. Brinksmeier E, Mutlugunes Y, Klocke F, Aurich JC, Shore P, Ohmori H, Ultra- precision Grinding, CIRP Annals – Manufacturing Technology, 2010, 59(2), 652–771. 24. Schinker MG, Sub-surface Damage Mechanisms at High-speed Ductile Machining of Optical Glasses, Journal of the International Society for Precision Engineering and Nanotechnology, 1991, 13(3), 208–218. 25. Baumer S, Handbook of Plastic Optics, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KgaA, 2005. 26. Huang CN, Investigation of injection molding process for high precision polymer lens manufacturing, The Ohio State University, 2008. 27. Savio E, de Chiffre L, Schmitt R, Metrology of Freeform Shaped Parts, CIRP Annals – Manufacturing Technology, 2007, 56(2), 810–835. 28. Binnig G, Rohrer H, Gerber C, Weibel E, Surface Studies by Scanning Tunneling Microscopy, Physical Review Letters, 1982, 49(1), 57–61. 29. Danzebrink HU, Koenders L, Wilkening G, Yacoot A, Kunzmann H, Advances in Scanning Force Microscopy for Dimensional Metrology, CIRP Annals – Manufacturing Technology, 2006, 55(2), 841–879. 30. Gao F, Leach RK, Petzing J, Coupland JM, Surface Measurement Errors Using Commercial Scanning White Light Interferometers, MST 19 Id015303, 2008. 31. Leach P, Surface metrology with nanometre accuracy: euspen topical meeting: structured and freeform surfaces, 2012. 32. Malacara D, Optical Shop Testing, Wiley-Interscience, 2007, ISBN 978-0- 470135-96-9. 33. Burge JH, Wyant JC, Use of Computer Generated Holograms for Testing Aspheric Optics, Proceedings of the SPIE, 2004, 5494, 45–50. 34. Millerd J, Brock N, Hayes J, North-Morris M, Novak M, Wyant JC, Pixelated Phase-mask Dynamic Interfero-meter, Proceedings of the SPIE, 2004, 5531, 304–314. 35. Fan KC, Fei YT, Yu XF, Chen YJ, Wang WL, Chen F, Liu YS, Development of a Low-cost micro-CMM for 3D Micro/nano Measurements, Measurement Science and Technology, 2006, 17(3), 524–532. 36. Moreno I, Sun CC, Modeling the Radiation Pattern of LEDs, Optics Express, 2008, 16(3), 1808. 37. Sun LW, Jin SZ, Cen SY, Free-form Microlens for Illumination Applications, Applied Optics, 2009, 48(29), 5520–5527. 38. Proceeding of the International Conference on Optical Design and Fabrication, 9–13 July 2017, Denver, Colorado, United States. 139 39. A Garcia-Saenz et al., Evaluating the Association between Artificial Light-at- Night Exposure and Breast and Prostate Cancer Risk in Spain (MCC-Spain Study), Environmental Health Perspectives, 2018, 047011-1. 40. Mure, L.S et al., Melaopsin bistability: a fly’s eyes technology in human retine, PloS ONE, 2009, 4, e5991. 41. Berson, D. M., Dunn, F. A. & Takao, M., Science, 2002, 295, 1070-1073. 42. Howard Hughes, Biological clock in mammals, Biointeractive. Medical Institute. Retrieved 5 May 2015. 43. TCVN 7114-1: 2008 (ISO 8995-1: 2002/Cor – 1: 2005) Phần 1: Trong nhà. Ban kỹ thuật Tiêu chuẩn TCVN/TC 159 ―Ecgonomi‖ biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lƣờng Chất lƣợng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố 44. Brien A. Holden, Timothy R. Fricke et al., Global Prevalence of Myopia and High Myopia and Temporal Trends from 2000 through 2050, Ophthalmology, 2016, 123, 1036-1042. 45. TA LeGates, DC Fernandez, and S Hattar, Light as a central modulator of circadian rhythms, sleep and affect, Nat Rev Neurosci., 2014, 15 (7), 443–454. 46. D. Lieberman, The Story of Human Body: Evolution, Health, and Disease, 2013. 47. Zelinski, EL, The trouble with circadian clock dysfunction: Multiple deleterious effects on the brain and body, Neuroscience and Biobehavioral Reviews, 2014, 40 (40), 80–10. 48. Sadra Sadeghi et al., Quantum Dot White LEDs with High Luminous Efficiency, Optica, 2018, 5(7), 793-802. 49. A. McCarthy, J. Romero-Vivas, C. O’Hara, N. Rebrova, L. Lewis, S. P. Hegarty, LED-based collimating line-light combining freeform and fresnel optics, IEEE Photon. J., 2018, 10(6), 8201713. 50. C. C. Sun, X. H. Lee, I. Moreno, C. H. Lee, Y. W. Yu, T. H. Yang, T. Y. Chung, Design of LED street lighting adapted for free-form roads, IEEE Photon. J., 2017, 9(1), 8200213. 51. T. X. Lee, B. S. Chen, High uniformity and tolerance design for direct-lit LED backlight illumination using Lagrange interpolation, J. Disp. Technol., 2016, 12(11), 1403-1410. 52. Katherina Keller, Manfred Petschulat, Luminaire Having Separate Lamps for Direct Lighting and Indirect Lighting, US 20110051402 A1. 53. Gordon L. Swisha, Joseph J. LoMenzo, David M. Aikens, Wall wash lighting fixture, US20130120974 A1. 54. S.C. Shen and H.J. Huang, Design of LED fishing lighting attractor using horizontal/vertical LIDC mapping method, Optics Express, 2012, 20(24), 26135- 26146. 55. Min Fen Lai et al., Design of multisegmented freeform lens for LED fishing/working lamp with high efficiency, Applied Optics, 2015, 54(28). 56. Patent, Fishing light device and fishing using the same, JPWO2006123449A1 57. Luo, Y.; Feng, Z.; Han, Y.; Li, H., Design of compact and smooth free-form optical system with uniform illuminance for LED source, Opt. Express 2010, 18, 9055–9063 140 58. Gissibl, T.; Thiele, S.; Herkommer, A.; Giessen, H., Sub-micrometre accurate free-form optics by three-dimensional printing on single-mode fibres, Nat. Commun. 2016, 7, 11763. 59. Boyce, P. Editorial, Exploring human-centric lighting, Light. Res. Technol. 2016, 48, 101. 60. Figueiro, M.G., An Overview of the Effects of Light on Human Circadian Rhythms: Implications for New Light Sources and Lighting Systems Design. J. Light Vis. Environ. 2013, 37, 51–61. 61. Zielinska-Dabkowska, K.M., Make lighting healthier, Nature 2018, 553, 274– 276. 62. Rea, M.; Figueiro, M.; Bullough, J., Circadian photobiology: An emerging framework for lighting practice and research, Light. Res. Technol. 2002, 34, 177–187. 63. Bodrogi, P.; Vinh, Q.T.; Khanh, T.Q., Opinion: The usefulness of light sources in human centric lighting, Light. Res. Technol. 2017, 49, 292. 64. Jiang, J.; To, S.; Lee, W.B.; Cheung, B., Optical design of a freeform TIR lens for LED streetlight, Optik-Int. J. Light Electron Opt. 2010, 121, 1761–1765 65. Fang, F.; Cheng, Y.; Zhang, X., Design of freeform optics. Adv. Opt. Technol. 2013, 2, 445–453. 66. Coluccelli, N., Nonsequential modeling of laser diode stacks using Zemax: Simulation, optimization, and experimental validation, Appl. Opt. 2010, 49, 4237–4245. 67. Ding, Y.; Liu, X.; Zheng, Z.R.; Gu, P.F., Freeform LED lens for uniform illumination, Opt. Express 2008, 16, 12958–12966. 68. Essameldin, M.; Fleischmann, F.; Henning, T.; Lang, W., Design and evaluation of a freeform lens by using a method of luminous intensity mapping and a differential equation. Proc. SPIE 2017, 10110, 1011006-1. 69. Zheng, Z.; Xiang, H.; Xu, L, Freeform surface lens for LED uniform illumination, Appl. Opt. 2009, 48, 6627–6634. 70. Ries, H.; Muschaweck, J., Tailored freeform optical surfaces, J. Opt. Soc. Am. A 2002, 19, 590–595 71. Ma, D.; Feng, Z.; Liang, R., Freeform illumination lens design using composite ray mapping, Appl. Opt. 2015, 54, 498–503. 72. Luo, Y.; Feng, Z.; Han, Y.; Li, H., Design of compact and smooth free-form optical system with uniform illuminance for LED source, Opt. Express 2010, 18, 9055–9063. 73. Chin, T.Y.; Saif, A.E.A.; Poopalan, P., Apparent Uniform of Light Emission from Multiple Spot Sources, In Proceedings of the 2013 IEEE 4th International Conference on Photonics (ICP), Melaka, Malaysia, 28–30 October 2013; pp. 297–299. 74. Lai, M.F.; Chen, Y.C.; Anh, N.D.Q.; Chen, T.Y.; Ma, H.Y.; Lee, H.Y., Design of asymmetric freeform lens for low glared LED street light with total internal reflection, Opt. Express 2016, 24, 1409–1415. 141 75. Lee, X.-H.; Moreno, I.; Sun, C., High-performance LED street lighting using microlens arrays, Opt. Express 2013, 21, 10612–10621. 76. Lee, H.E.; Lee, S.H.; Jeong, M.; Shin, J.H.; Ahn, Y.; Kim, D.; Oh, S.H.; Yun, S.H.; Lee, K.J., A photostimulation using monolithic flexible vertical AlGaInP light-emitting diodes, ACS Nano 2018, 12, 9587–9595. 77. Lee, H.E.; Choi, J.; Lee, S.H.; Jeong, M.; Shin, J.H.; Joe, D.J.; Kim, D.; Kim, C.W.; Park, J.H.; Lee, J.H.; et al., Monolithic Flexible Vertical GaN Light- Emitting Diodes for a Transparent Wireless Brain Optical Stimulator, Adv. Mater. 2018, 30, 1800649. 78. A. McCarthy, J. Romero-Vivas, C. O’Hara, N. Rebrova, L. Lewis, and S. P. Hegarty, LED-based collimating line-light combining freeform and fresnel optics, IEEE Photon. J., vol. 10, no. 6, Dec. 2018, Art. no. 8201713. 79. C. C. Sun et al., Design of LED street lighting adapted for free-form roads, IEEE Photon. J., vol. 9, no. 1, Feb. 2017, Art. no. 8200213. 80. T. X. Lee and B. S. Chen, High uniformity and tolerance design for direct-lit LED backlight illumination using lagrange interpolation, J. Disp. Technol., vol. 12, no. 11, pp. 1403–1410, 2016. 81. Z. Qin, K. Wang, F. Chen, X. Luo, and S. Liu, Analysis of condition for uniform lighting generated by array of light emitting diodes with large view angle, Opt. Express, vol. 18, no. 16, pp. 17460–17476, 2010 82. I. Moreno, “Illumination uniformity assessment based on human vision,” Opt. Lett., vol. 35, no. 23, pp. 4030–4032, 2010 83. J. Dong, W. Driel, and G. Zhang, Automatic diagnosis and control of distributed solid state lighting system,” Opt. Express, vol. 19, no. 7, pp. 5772–5784, 2011. 84. R. Wu, Z. Zheng, H. Li, and X. Liu, Optimization design of irradiance array for LED uniform rectangular illumination, Appl. Opt., vol. 51, no. 13, pp. 2257–263, 2012. 85. D. Ma, Z. Feng, and R. Liang, Freeform illumination lens design using composite ray mapping, Appl. Opt., vol. 54, no. 3, pp. 498–503, 2015. 86. N. H. Vu, T. T. Pham, and S. Shin, LED uniform illumination using double linear Fresnel lenses for energy saving, Energies, vol. 10, no. 12, 2017, Art. no. 2091. 87. Z. M. Zhu, X. Sun, and B. Peng, Rectangular illumination based on diffuse reflective off-axis surface, IEEE Photon. J., vol. 9, no. 4, Aug. 2017, Art. no. 6500808. 88. K. Wang, D. Wu, Z. Qin, F. Chen, X. Luo, and S. Liu, New reversing design method for LED uniform illumination, Opt. Express, vol. 19, no. S4, pp. A830– A840, 2011. 89. R. Hu, H. Zheng, C. Ji, S. Liu, and X. Luo, A method to design freeform lens for uniform illumination in direct-lit LED backlight with high distance-height ratio, in Proc. Int. Conf. Electron. Packag. Technol. High Density Packag., pp. 1474– 1478, 2012. 90. Z. Zhu, D. Ma, Q. Hu, Y. Tang, and R. Liang, Catadioptric freeform optical system design for LED off-axis road illumination applications, Opt. Express, vol. 26, no. 2, pp. A54–A65, 2018. 142 91. A. J. W. Whang, Y. Y. Chen, and Y. T. Teng, Designing uniform illumination systems by surface-tailored lens and configurations of LED arrays, J. Disp. Technol., vol. 5, no. 3, pp. 94–103, 2009. 92. Z. Zhen, X. Hao, and X. Liu, Freeform surface lens for LED uniform illumination, Appl. Opt., vol. 48, no. 35, pp. 6627–6634, 2009. 93. C. Liou and C. Tsou, Compact dual-LED packaging with a 3-D free-form lens for uniform rectangular illumination, IEEE Trans. Compon. Packag. Manuf. Technol., vol. 8, no. 4, pp. 578–587, Apr. 2018. 94. SSL Reasearch and Developpment Plan, US DOE June 2016. 95. 2019 Lighting R&D Opportunities, US DOE January 2020. 96. Kim J K, Luo H, Schubert E F, Cho J, Sone C and Park Y, Strongly enhanced phosphor efficiency in GaInN White light- emitting diodes using remote phosphor configuration and diffuse reflector cup. J. Appl.Phys. — Express Lett. 44 L649 (2005) 97. Steven C. Allen and Andrew J. Steckl, A nearly ideal phosphor converted WLED - Appl. Phys. Lett. 92 (2008), 143309. 98. Rachod Boonsin, ―Development of rare-earth-free phosphors for LED-based lighting devices‖, PhD Thesis 2016 U Clemont-Ferrant. 99. Nguyễn Quang Liêm (2011), Chấm lượng tử bán dẫn CdSe, CdTe, InP và CuInS2: chế tạo, tính chất quang và ứng dụng – NXB Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, ISBN: 978-604-913-029-8 100. Nikhil Taskar, Paul Ford, David R. Pfund, Total internal reflective (TIR) optic light assembly - US Patent 8.465,190 B2 (2013) 101. Bozhang Xu, Huangfeng Pan, Zuping He, Spread light lens and led strip lights having same, US Patent 0377258 A1 (2016) 102. Fawei Zhang, Zhaoyong Zheng, Feng Ji et al, Lens, LED module and illumination system with asymmetric lighting distribution, US Patent 9360169 B2 (2016) 103. Phạm Hồng Dƣơng, Dƣơng Thị Giang, Phạm Hoàng Minh, Lê Anh Tú, Đỗ Ngọc Chung, Nguyễn Hoàng Ân, Nguồn sáng xanh và chiếu sáng xanh, Advances in Applied and Engineering Physics (2018), pp. 7-14 104. Baumer S (2005) Handbook of Plastic Optics, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KgaA. 105. Huang CN (2008), Investigation of injection molding process for high precision polymer lens manufacturing, The Ohio State University. 106. Mueller-March R., Mueller G O and Krames M R 2004 – Phosphor materials and combinations for illumination graded white pcLED – Third Int. Conf. Solid State Lighting (San Diego C A, August 2003) Proc. SPIE 5187 115. 107. U.S. Patent 2007/7234855 B2 108. https://www.mitsubishielectric.com/news/2018/0927.html 109. 110. 111. Katrerina Keller, Luminaire Having Separate Lamps for Direct Lighting and Indirect Lighting, US Patent - 0051402 A1 (2012)

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfluan_an_nghien_cuu_phat_trien_cac_to_hop_vat_lieu_phat_quang.pdf
  • pdfDong gop moi - Duong Thi Giang.pdf
  • pdfNew contribution of thesis - DT Giang.pdf
  • pdfTóm tắt luận án - english.pdf
  • pdfTóm tắt luận án - Tiếng việt.pdf
Luận văn liên quan