專利名稱：大功率led陣列照度均勻化的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大功率LED陣列照度均勻化的方法，屬于LED照明技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
LED是一種新型的光源，具有省電，使用壽命長(zhǎng)，低壓直接驅(qū)動(dòng)，發(fā)熱量比較少，無(wú)污染安全節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。因此LED廣泛應(yīng)用在各種照明領(lǐng)域如路燈、車燈、投影儀及顯示器中的背光源等。很明顯，只要LED的成本隨著LED技術(shù)的不斷發(fā)展而降低，節(jié)能燈和白熾燈必然被LED燈泡。然而由于LED是一個(gè)Lambertian(朗伯)光源，其發(fā)光強(qiáng)度按視角余弦的平方變化，因此直接用LED照明目標(biāo)平面，在目標(biāo)平面的照度是很不均勻的。因此，如何改善LED在目標(biāo)平面的照度均勻性，同時(shí)保持高的光效率將是一項(xiàng)非常重要的課題。在大多數(shù)的照明環(huán)境，單顆LED很難滿足照度的要求，需要多顆LED組成的LED陣列來(lái)實(shí)現(xiàn)。 如何實(shí)現(xiàn)LED陣列在照明面上的照度均勻化，將是面臨的一個(gè)重要問題。傳統(tǒng)的方法都是采取解析的辦法，計(jì)算各種LED陣列排布的轉(zhuǎn)移函數(shù)，來(lái)確定一個(gè)規(guī)則排列的LED陣列中各 LED的位置，這種方法對(duì)LED的數(shù)量是有特殊要求并且方法比較繁瑣，適用范圍有限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種大功率LED陣列照度均勻化的方法，用以獲得照明面上照度的均勻分布。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述大功率LED陣列照度均勻化的方法為將照明面上多點(diǎn)照度的方差作為目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)，目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)中的變量為各LED位置坐標(biāo)，通過優(yōu)化LED的位置，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)值最小，目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)值最小時(shí)，所述LED位置為最佳位置，即獲得了照明面上照度的均勻分布。所述的LED陣列是由大于2個(gè)LED構(gòu)成的。所述目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)是/ Kj -El ’ η為自然數(shù)；其中Ei,」為照明面上任意點(diǎn)的照度，E為照明面的平均照度。優(yōu)化所述目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)的過程可以采用遺傳算法，比如多種群遺傳算法、或量子遺傳算法。優(yōu)化所述目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)的過程同理可以采用模擬退火算法、粒子群算法、蟻群算法、果蠅算法、魚群算法。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明可以針對(duì)任意數(shù)量的LED進(jìn)行自動(dòng)排列。與傳統(tǒng)的方法相比，實(shí)用范圍廣，可以通過設(shè)計(jì)程序來(lái)進(jìn)行LED自動(dòng)排列，方法簡(jiǎn)單。


圖1為本技術(shù)的實(shí)施流程圖。圖2為使用遺傳算法獲得五顆LED位置分布。
圖3為L(zhǎng)ED位置優(yōu)化之后的照度輪廓圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。本發(fā)明是一種實(shí)現(xiàn)大功率LED陣列照度均勻化的方法。將照明面上多點(diǎn)照度的方差作為目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)，通過合理優(yōu)化LED的位置，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)值最小，即方差最小， 即可以獲得照明面上照度的均勻分布。本發(fā)明是通過合理排布多顆LED位置，使各顆LED在目標(biāo)面上照度相互疊加，形成均勻照度分布。這種方法主要是，將照明面上多點(diǎn)照度的方差作為目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)，目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)中的變量為陣列中各LED位置坐標(biāo)，通過合理優(yōu)化LED的位置，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)值最小，即方差最小，方差越小，照度分布越均勻。這樣即可以獲得照明面上照度的均勻分布。優(yōu)化的過程可以使用遺傳算法(如多種群遺傳算法，或量子遺傳算法)、模擬退火算法、粒子群算法、蟻群算法、果蠅算法來(lái)獲取目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)的最小值，即確立各LED的最佳位置。所述的LED陣列是由LED數(shù)量大于2個(gè)的LED組成。所述的照明面上的照度均勻性可以這樣來(lái)評(píng)價(jià)，在照明面上照度最小值與照度最大值的比。
權(quán)利要求
1.大功率LED陣列照度均勻化的方法，其特征是將照明面上多點(diǎn)照度的方差作為目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)，目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)中的變量為各LED位置坐標(biāo)，通過優(yōu)化LED的位置，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)值最小，目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)值最小時(shí)，所述LED位置為最佳位置，即獲得了照明面上照度的均勻分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED陣列照度均勻化的方法，其特征在于，所述的LED 陣列是由大于2個(gè)LED構(gòu)成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED陣列照度均勻化的方法，其特征在于，所述目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)是
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED陣列照度均勻化的方法，其特征在于，優(yōu)化所述目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)的過程采用遺傳算法，所述遺傳算法為多種群遺傳算法，或量子遺傳算法。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED陣列照度均勻化的方法，其特征在于，優(yōu)化所述目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)的過程采用模擬退火算法。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED陣列照度均勻化的方法，其特征在于，優(yōu)化所述目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)的過程采用粒子群算法。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED陣列照度均勻化的方法，其特征在于，優(yōu)化所述目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)的過程采用蟻群算法。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED陣列照度均勻化的方法，其特征在于，優(yōu)化所述目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)的過程采用果蠅算法。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED陣列照度均勻化的方法，其特征在于，優(yōu)化所述目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)的過程采用魚群算法。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種大功率LED陣列照度均勻化的方法，該方法將照明面上多點(diǎn)照度的方差作為目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)，目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)中的變量為各LED位置坐標(biāo)，通過優(yōu)化LED的位置，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)值最小，目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)值最小時(shí)，所述LED位置為最佳位置，即獲得了照明面上照度的均勻分布。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明可以針對(duì)任意數(shù)量的LED進(jìn)行自動(dòng)排列。與傳統(tǒng)的方法相比，實(shí)用范圍廣，可以通過設(shè)計(jì)程序來(lái)進(jìn)行LED自動(dòng)排列，方法簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)G06N3/12GK102496063SQ20111036680
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月17日
發(fā)明者朱焯煒, 紀(jì)志成, 蘇宙平, 闕立志 申請(qǐng)人:江南大學(xué)