基于近场均匀照明的LED阵列的优化设计.pdf

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1、第35卷第1期应用光学Vo1．35No．12014年1月JournalofAppliedOpticsJan．2014文章编号：1002—2082(2014)01—0122—06基于近场均匀照明的LED阵列的优化设计陈新睿，韩敬华，李洪儒，宋敏，胡丽荔，孙年春(四川大学电子信息学院，四川I成都610064)摘要：基于几何光学与辐射照度理论，对菱形、环形和蜂窝状等3种典型LED阵列光源在近场上的照度分布进行研究，推导了不同阵列光源照射到目标面上的总辐射照度表达式，并依据斯派罗法则确定了LED间的最优化距离。进而根据照度公式，对LED阵列进行了仿真和对比分析，得出了不同阵列的光照度分布特点。

2、菱形阵列可以得到较大范围的平坦度，环形阵列的平坦范围较小，能量集中分布在一个圆形范围内，有良好的集光效果，蜂窝状阵列的照度比较集中且占用的面板空间较小，可在一定程度上降低设计成本。关键词：LED阵列；照度分布；最优间距；照度均匀性中图分类号：TN929．12文献标志码：Adoi：10．5768／JAO201435．0105002OptimaldesignofLEDarraysfornear-fielduniformilluminationCHENXin—rui，HANJing—hua，LIHong—ru，SONGMin，HULi-li，SUNNian-chun(CollegeofEle

3、ctronics&InformationEngineering，SichuanUniversity，Chengdu610064，China)Abstract：Basedongeometricalopticsandirradiancetheory，theilluminationdistributionsoftherhombus，circularringandhoneycombLEDarraysunderuniformnearfieldlightingwereanalyzed．Formulaeforcalculatingtotalirradiancetotargetsurfaceofdif

4、ferentarraylightsourceswerededuced．AccordingtoSparroWscriterion，theoptimaldistancebetweenLEDarrayswasdetermined．Moreo—ver，basedontheilluminationformulaepresentedinthispaper，threeLEDarraysweresimulatedandcomparativelyanalyzed。andthedifferentilluminancedistributioncharacteristicsoftheLEDarrayswere

5、received．Therhombusarraycanobtainawiderangeofflatness；Theflatrangeofcircularringarrayissmall，andtheenergyisconcentratedinacircularrange，whichcancollectthelighteffectively；TheflatrangeofhoneycombarrayissmallandthelightOCCU—piessmallpanelspace，whichcanreducethedesigncoststoacertainextent．Keywords：

6、LEDarray；illuminancedistribution；optimaldistance；illuminationuniformity引言LED已经进入了大功率时代，但单个LED的功率LED(1ightemittingdiode)是一种基于P—N依然不能满足大面积、高亮度的照明要求，在诸多结电致发光原理制成的半导体发光器件，已被广照明系统中，还要求目标面光照度分布均匀，因此泛应用在信号指示、照明、背光源、机器视觉等领我们通常将多个LED灯珠配置成阵列来使用。域，较之传统照明光源，LED具有光色纯、效率高、LED阵列是由离散的LED点光源构成的具能耗低、寿命长、绿色环保、可靠耐用

7、、控制灵活等有有限尺寸的面光源，可以有多种排列形式，每一诸多优点，它将在不久后全部取代白炽灯等传统种形式都会有不同的效果，最终的目的是在同样光源r113l。近年来，随着LED芯片技术的提高，数量的LED单元下，在照明面上获得较高的光强收稿日期：2013-07—17；修回日期：2013—09-06基金项目：中物院一四川I大学协同创新联合基金项目(O02O505419O57)作者简介：陈新睿(1989一)，男，甘肃武威人，硕士研究生，主要从事室内可