基于多目標人工魚群算法的光療LED照度優化研究

唐清垚，吳 燃，紀佳佳，劉峻源，李章勇

（1.重慶郵電大學 通信與信息工程學院，重慶 400065；2.重慶郵電大學 數字醫療裝備與系統重慶市工程實驗中心，重慶 400065）

引言

發光二極管（light emitting diode，LED）和目前使用的傳統光源比較，有安全可控、節能環保、平均壽命長等優點[1]，因此光療儀已成為光療醫學領域的關鍵應用設備之一[2]。LED 光源目前主要應用在疾病預防和診療、醫療監護、康復輔助、個人保健等生物醫學領域[3-4]。生物醫學相關領域拓展LED 光源應用的理論和實驗基礎，是KARU TI和YOUNGS 等人奠基完成的[5]。他們從細胞的研究角度出發，通過實驗數據總結出光刺激效應、光療等理論效果的差異性，與選用光源的類型、光照特性、光照時長和照射方法等因素相關。為適應光療設備使用大功率光源的需求，常見大功率LED 光源陣列是由多個LED 光源芯片組合而成，以提高整體光功率及其它光學特性。由于LED 光源可近似認為符合朗伯體分布特征[6]，它組成的光源陣列直接輸出到照射平面的光線不是均勻分布的。在光療儀的設計使用過程中帶來了許多問題，大幅度降低了光療儀的使用效果。實現對LED 光源陣列的優化設計[7-8]，可以提高光療儀的使用效果，具有一定的研究價值。現有關于LED陣列研究大多為照明光源研究，Moreno 等人[9]提出關于LED 芯片組成光源的一階設計理論。陳新睿等人[10]研究近場照明下的LED 光源陣列，設計實現光學指標。趙芝璞等人[11]結合粒子群優化算法對照明系統光源排列方式進行研究。劉沁等人[12]對方形陣列的大型LED 光源相關指標下的照度水平進行研究。……