[發明專利]一種多芯片LED模組的照度均勻性優化設計方法

有效

• 申請號: 201910149173.2
• 申請日: 2019-02-28
• 公開（公告）號: CN109815634B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 樊嘉杰;陳威;謝超逸;經周
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: G06F30/10
• 分類號: G06F30/10;G06F30/20;G06F111/10
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了一種多芯片LED模組的照度均勻性優化設計方法，計算得出LED燈珠之間的間距d；對LED模組進行光學仿真，得出仿真照度均勻度E_B2/E_A2；將仿真照度均勻度E_B2/E_A2與光接收面的所需的照度均勻度E_B1/E_A1做差得到差值，二者間差值在設定的范圍c內，結束設計，得到符合的LED燈珠的顆數n和LED燈珠之間的間距為d；若差值不在范圍c內，則增大或減小LED燈珠的顆數n，重復步驟一。本發明通過數值計算與光學仿真的方法獲得光輸出均勻性高的多芯片LED模組的芯片排布方式，可采用最少的LED燈珠數量，節約了現有技術中的測量時間和節約了LED的生產成本。

技術領域

本發明涉及一種多芯片LED模組的照度均勻性優化設計方法，屬于半導體照明技術領域。

背景技術

LED因其獨特的魅力，不僅成功的應用于室內照明、路燈照明等通用照明領域，其在車燈照明、醫療照明、植物照明、紫外催化等特殊照明領域也有不斷的有著新的突破。LED的電-光轉換效率高，但是單顆LED的功率較小，很多時候單顆LED無法滿足實際的光功率需求。限于目前的工藝水平等問題，LED的功率難以在不犧牲光效的前提下提高，同時LED的功率提高也會對在其耐熱性等方面提出新的需求。

多芯片LED模組由多顆LED燈珠組合按照一定的方式而成，可以使用多顆功率不是特別高的LED實現高的光功率，在一定程度上解決了上述困境。多芯片LED模組還可以通過單獨的控制每顆LED的亮滅、明暗變化，根據實際需求對特定的空間區域輸出特定的光能，實現對照明區域的個性化配光。

在多芯片LED模組中，難以獲得比較均勻的光輸出，光輸出“顆粒感”明顯，難以適用于對光均勻性要求比較的情景。傳統的試錯法工作量大，操作繁瑣，在實際情況中并不適用于。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種多芯片LED模組的照度均勻性優化設計方法。

為達到上述目的，本發明提供一種多芯片LED模組的照度均勻性優化設計方法，包括以下步驟：

步驟一，確定LED模組與光接收面的間距h、光接收面所需的照度均勻度E_B1/E_A1即最小照度E_B1與最大照度E_A1之比；

確定安裝在LED模組上的LED燈珠的顆數為n、LED燈珠的發光強度I₀、光束角2θ_1/2，LED燈珠等間距安裝在LED模組上，定義安裝在LED模組上的LED燈珠之間的間距為d；

步驟二，計算得出LED燈珠之間的距離d；

步驟三，已知LED燈珠之間的距離d，使用光學仿真軟件對LED模組進行光學仿真，得出照度均勻度E_B2/E_A2，其中E_B2為實際最小照度和E_A2為實際最大照度；

步驟四，將仿真照度均勻度E_B2/E_A2與光接收面的所需的照度均勻度E_B1/E_A1做差得到差值，若二者間差值在設定的范圍c內，結束本步驟，得到符合的LED燈珠的顆數n和LED燈珠之間的間距為d；若差值不在范圍c內，則增大或減小LED燈珠的顆數n，重復步驟一。

進一步地，LED模組采用非理想余弦分布的近朗伯光源LED器件，光強分布函數表示為：

I_θ＝I₀cos^mθ (1)，

(1)式中I₀為已知的LED燈珠的發光強度，θ為已知的LED燈珠的發光角度，m是近朗伯光系數；