CN104236854A - 发光二极管光源阵列模拟系统及模拟方法 - Google Patents

发光二极管光源阵列模拟系统及模拟方法 Download PDF

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Abstract

一种发光二极管光源阵列模拟方法，包括以下步骤：利用图像摄取装置摄取单颗发光二极管光源的光场分布图像；量测上述光场分布图像中各个坐标点所对应的光强度数据；将多个发光二极管光源按间距排列成发光二极管光源阵列；根据单颗发光二极管光源的光场分布图像以及发光二极管光源之间的间距逐点计算发光二极管光源阵列在各个坐标点上的光强积分值；以及根据发光二极管光源阵列在各个坐标点上的光强积分值模拟出发光二极管光源阵列的光场分布图像。本发明还提供了一种发光二极管光源阵列模拟系统。

Description

发光二极管光源阵列模拟系统及模拟方法
技术领域
本发明涉及一种光学模拟系统，特别涉及一种发光二极管光源阵列模拟系统及相应的模拟方法。
背景技术
发光二极管(Light Emitting Diode，LED)是一种可将电流转换成特定波长范围的光的半导体元件。发光二极管以其亮度高、工作电压低、功耗小、易与集成电路匹配、驱动简单、寿命长等优点，从而可作为光源而广泛应用于照明领域。
发光二极管的一种典型的应用是排列成阵列形状而形成一个面光源。然而，在制作上述发光二极管阵列的时候，若要获得所需的光强分布情况，通常需要对发光二极管之间的间距进行多次的调整，然后通过光检测装置检测各个间距的发光二极管阵列的光强分布情况。上述过程无疑相当费时费力，且提高了制作成本。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种成本较低的发光二极管光源阵列模拟系统及模拟方法。
一种发光二极管光源阵列模拟方法，包括：
步骤1：利用图像摄取装置摄取单颗发光二极管光源的光场分布图像；
步骤2：量测上述光场分布图像中各个坐标点所对应的光强度数据；
步骤3：将多个发光二极管光源按间距排列成发光二极管光源阵列；
步骤4：根据单颗发光二极管光源的光场分布图像以及发光二极管光源之间的间距逐点计算发光二极管光源阵列在各个坐标点上的光强积分值；以及
步骤5：根据发光二极管光源阵列在各个坐标点上的光强积分值模拟出发光二极管光源阵列的光场分布图像。
一种发光二极管光源阵列模拟系统，包括：
图像摄取装置，用于摄取单颗发光二极管光源的光场分布图像；
量测装置，量测上述光场分布图像中各个坐标点所对应的光强度数据；
间距调整装置，将多个发光二极管光源按间距排列成发光二极管光源阵列；
计算装置，根据单颗发光二极管光源的光场分布图像以及发光二极管光源之间的间距逐点计算发光二极管光源阵列在各个坐标点上的光强积分值；以及
图像模拟装置，根据发光二极管光源阵列在各个坐标点上的光强积分值模拟出发光二极管光源阵列的光场分布图像。
本发明的发光二极管光源阵列模拟系统及模拟方法中，通过检测单颗发光二极管光源的光强分布情况，在确定了发光二极管光源之间的间距之后，即可逐点计算发光二极管光源阵列的各个坐标点上的光强积分值。上述过程可避免发光二极管光源阵列在制作过程中，每变更一次间距即要重新通过光检测系统获取发光二极管光源阵列的光强分布图像，从而节省了成本。
附图说明
图1为本发明的发光二极管光源阵列模拟系统的结构框图。
图2为图1中的发光二极管光源阵列的排布情况。
图3为本发明的发光二极管光源阵列模拟方法的步骤示意图。
主要元件符号说明
图像摄取装置 110
量测装置 120
间距调整装置 130
计算装置 140
图像模拟装置 150
期望的光场分布图像 160
比较装置 170
发光二极管光源 S11、S15、S91、S95
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参见图1，本发明实施例提供的发光二极管光源阵列模拟系统包括图像摄取装置110，量测装置120，间距调整装置130，计算装置140以及图像模拟装置150。
所述图像摄取装置110用于摄取的单颗发光二极管光源的光场分布图像。在本实施例中，所述图像摄取装置110为电荷耦合（Charged Coupled Device，CCD）影像传感器。
所述量测装置120用于量测上述光场分布图像中各个坐标点所对应的光强度数据。
所述间距调整装置130将多个发光二极管光源按间距d排列成发光二极管光源阵列。请一并参见图2，在发光二极管光源阵列中，S（x，y）代表横坐标为x，纵坐标为y的发光二极管光源。如，S11及S91分别代表纵坐标为1，横坐标分别为1和9的发光二极管光源；S15及S95分别代表纵坐标为5，横坐标分别为1和9的发光二极管光源。
所述计算装置140根据单颗发光二极管光源的光场分布图像以及发光二极管光源之间的间距逐点计算发光二极管光源阵列在各个坐标点上的光强积分值。如，在计算坐标点为（1，1）的光强度数据时，首先根据单颗发光二极管光源的光场分布图像确定各个发光二极管光源S11-S95在坐标点为（1，1）的光强度数据P11-P95。然后将光强度数据P11-P95累加，从而获得坐标点为（1，1）的总的光强度数据。同样地，其他坐标点的光强度数据亦可以通过上述方法计算。
所述图像模拟装置150则根据发光二极管光源阵列在各个坐标点上的光强积分值模拟出发光二极管光源阵列的光场分布图像。
根据需要，所述量测装置120还可以进一步量测单颗发光二极管光源的光场分布图像中各个坐标点所对应的R（red）、G（green）、B（blue）三色光阵列值，然后计算装置140逐点计算发光二极管光源阵列在各个坐标点上的R、G、B三色光积分值，最后图像模拟装置150根据各个坐标点上的R、G、B三色光积分值得出发光二极管光源阵列的CIE （International Commission on Illumination，国际照明委员会）频谱图像。根据需要，在量测单颗发光二极管光源的光场分布图像中各个坐标点所对应的R、G、B三色光阵列值的时候，在图像摄取装置110与发光二极管光源之间分别设置红光滤光片、绿光绿光片以及蓝光滤光片，然后根据在红光滤光片、绿光绿光片以及蓝光滤光片下摄取的单颗发光二极管光源的光场分布图像得出各个坐标点所对应的R、G、B三色光阵列值。
根据需要，所述发光二极管光源阵列模拟系统还包括期望的发光二极管光源阵列的光场分布图像160以及一个比较装置170。所述比较装置170将图像模拟装置150所模拟出的光场分布图像与期望的发光二极管光源阵列的光场分布图像160相比较，若两者不相同，利用间距调整装置130调整发光二极管光源之间的间距d直至模拟出的光场分布图像与期望的发光二极管光源阵列的光场分布图像160相同或者接近。
在上述发光二极管光源阵列模拟系统中，通过检测单颗发光二极管光源的光强分布情况，在确定了发光二极管光源之间的间距之后，即可逐点计算发光二极管光源阵列的各个坐标点上的光强积分值。上述过程可避免发光二极管光源阵列在制作过程中，每变更一次间距即要重新通过光检测系统获取发光二极管光源阵列的光强分布图像，从而节省了成本。
本发明还提供了一种发光二极管光源阵列模拟方法。请一并参见图3，所述模拟方法包括以下步骤：
步骤1：摄取单颗发光二极管光源的光场分布图像。在本实施例中，利用图像摄取装置110来摄取单颗发光二极管光源的光场分布图像。所述图像摄取装置110为电荷耦合（Charged Coupled Device，CCD）影像传感器。
步骤2：量测上述光场分布图像中各个坐标点所对应的光强度数据。
步骤3：将多个发光二极管光源按间距排列成发光二极管光源阵列。所述发光二极管阵列如图2所示，S（x，y）代表横坐标为x，纵坐标为y的发光二极管光源。发光二极管光源之间的间距为d。
步骤4：根据单颗发光二极管光源的光场分布图像以及发光二极管光源之间的间距逐点计算发光二极管光源阵列在各个坐标点上的光强积分值。如，在计算坐标点为（1，1）的光强度数据时，首先根据单颗发光二极管光源的光场分布图像确定各个发光二极管光源S11-S95在坐标点为（1，1）的光强度数据P11-P95。然后将光强度数据P11-P95累加，从而获得坐标点为（1，1）的总的光强度数据。同样地，其他坐标点的光强度数据亦可以通过上述方法计算。
步骤5：根据发光二极管光源阵列在各个坐标点上的光强积分值模拟出发光二极管光源阵列的光场分布图像。
根据需要，在步骤2中，进一步量测单颗发光二极管光源的光场分布图像中各个坐标点所对应的R、G、B三色光阵列值，然后在步骤4中逐点计算发光二极管光源阵列在各个坐标点上的R、G、B三色光积分值，最后在步骤5中根据各个坐标点上的R、G、B三色光积分值得出发光二极管光源阵列的CIE频谱图像。另外，在量测单颗发光二极管光源的光场分布图像中各个坐标点所对应的R、G、B三色光阵列值时，在图像摄取装置与发光二极管光源之间分别设置红光滤光片、绿光绿光片以及蓝光滤光片，然后根据在红光滤光片、绿光绿光片以及蓝光滤光片下摄取的单颗发光二极管光源的光场分布图像得出各个坐标点所对应的R、G、B三色光阵列值。
根据需要，所述方法还包括提供一个期望的发光二极管光源阵列的光场分布图像的步骤。此时，将步骤5所模拟出的光场分布图像与期望的发光二极管光源阵列的光场分布图像相比较，若两者不相同，调整发光二极管光源之间的间距直至模拟出的光场分布图像与期望的发光二极管光源阵列的光场分布图像相同或者接近。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种发光二极管光源阵列模拟方法，包括：
步骤1：摄取单颗发光二极管光源的光场分布图像；
步骤2：量测上述光场分布图像中各个坐标点所对应的光强度数据；
步骤3：将多个发光二极管光源按间距排列成发光二极管光源阵列；
步骤4：根据单颗发光二极管光源的光场分布图像以及发光二极管光源之间的间距逐点计算发光二极管光源阵列在各个坐标点上的光强积分值；以及
步骤5：根据发光二极管光源阵列在各个坐标点上的光强积分值模拟出发光二极管光源阵列的光场分布图像。
2.如权利要求1所述的发光二极管光源阵列模拟方法，其特征在于，在步骤2中，进一步量测单颗发光二极管光源的光场分布图像中各个坐标点所对应的R、G、B三色光阵列值，然后在步骤4中逐点计算发光二极管光源阵列在各个坐标点上的R、G、B三色光积分值，最后在步骤5中根据各个坐标点上的R、G、B三色光积分值得出发光二极管光源阵列的CIE频谱图像。
3.如权利要求2所述的发光二极管光源阵列模拟方法，其特征在于，在量测单颗发光二极管光源的光场分布图像中各个坐标点所对应的R、G、B三色光阵列值时，在图像摄取装置与发光二极管光源之间分别设置红光滤光片、绿光绿光片以及蓝光滤光片，然后根据在红光滤光片、绿光绿光片以及蓝光滤光片下摄取的单颗发光二极管光源的光场分布图像得出各个坐标点所对应的R、G、B三色光阵列值。
4.如权利要求1所述的发光二极管光源阵列模拟方法，其特征在于，所述步骤1利用图像摄取装置摄取单颗发光二极管光源的光场分布图像。
5.如权利要求1所述的发光二极管光源阵列模拟方法，其特征在于，还包括步骤6：提供一个期望的发光二极管光源阵列的光场分布图像，将步骤5所模拟出的光场分布图像与期望的发光二极管光源阵列的光场分布图像相比较，若两者不相同，调整发光二极管光源之间的间距直至模拟出的光场分布图像与期望的发光二极管光源阵列的光场分布图像相同或者接近。
6.一种发光二极管光源阵列模拟系统，包括：
图像摄取装置，摄取单颗发光二极管光源的光场分布图像；
量测装置，量测上述光场分布图像中各个坐标点所对应的光强度数据；
间距调整装置，将多个发光二极管光源按间距排列成发光二极管光源阵列；
计算装置，根据单颗发光二极管光源的光场分布图像以及发光二极管光源之间的间距逐点计算发光二极管光源阵列在各个坐标点上的光强积分值；以及
图像模拟装置，根据发光二极管光源阵列在各个坐标点上的光强积分值模拟出发光二极管光源阵列的光场分布图像。
7.如权利要求6所述的发光二极管光源阵列模拟系统，其特征在于，所述量测装置进一步量测单颗发光二极管光源的光场分布图像中各个坐标点所对应的R、G、B三色光阵列值，然后计算装置逐点计算发光二极管光源阵列在各个坐标点上的R、G、B三色光积分值，最后图像模拟装置根据各个坐标点上的R、G、B三色光积分值得出发光二极管光源阵列的CIE频谱图像。
8.如权利要求7所述的发光二极管光源阵列模拟系统，其特征在于，图像摄取装置与发光二极管光源之间分别设置红光滤光片、绿光绿光片以及蓝光滤光片，所述量测装置根据在红光滤光片、绿光绿光片以及蓝光滤光片下摄取的单颗发光二极管光源的光场分布图像得出各个坐标点所对应的R、G、B三色光阵列值。
9.如权利要求6所述的发光二极管光源阵列模拟系统，其特征在于，所述图像摄取装置为电荷耦合影像传感器。
10.如权利要求6所述的发光二极管光源阵列模拟系统，其特征在于，还期望的发光二极管光源阵列的光场分布图像以及比较装置，所述比较装置将期望的发光二极管光源阵列的光场分布图像与图像模拟装置所模拟出的光场分布图像相比较，若两者不相同，利用间距调整装置调整发光二极管光源之间的间距直至模拟出的光场分布图像与期望的发光二极管光源阵列的光场分布图像相同或者接近。
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