[发明专利]一种多色LED实现色度限制的光谱匹配方法

说明书

技术领域

本发明涉及LED照明领域，尤其涉及一种多色LED实现色度限制的光谱匹配方法。

背景技术

近年来，人们对于低碳、环保和节能意识的不断增强，使得基于LED的新型照明技术得到了迅速发展。当前，LED已广泛应用到各个领域，如信号指示、照明、生物医疗以及太阳光模拟器等。其中，在照明应用中，人们往往对光源的色温或色品、照度甚至光谱等照明指标均有特定的需求，而LED丰富的颜色种类、便捷的调光方式及其光谱分布的窄带特性为同时满足这些需求提供了可能。因此，通过混合多色LED获得满足特定色品、照度以及光谱等指标的光源对于照明应用具有十分重要的实际意义。

光源光谱作为其本质表征参数决定了光源的色温、色品以及照度等指标，因此通过混合多色LED精确匹配给定的光源光谱即可满足对其它指标的需求。然而，实际LED颜色种类及光谱分布的限制均会导致不完美的光谱匹配，从而进一步造成光源色品和照度的不匹配，而光源色品和照度作为表征照明品质最为重要且简单直接的评价指标需要精确匹配。为此，本发明公开了一种多色LED实现色度限制的光谱匹配方法，该方法能够在匹配给定光源色品和照度的条件下实现其光谱差异的最小化。

发明内容

为了克服已有光谱匹配方法的不足，本发明提供了一种多色LED实现色度限制的光谱匹配方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种多色LED实现色度限制的光谱匹配方法，包括如下步骤：

S1：LED光谱样本数据的获取；

S2：待匹配光谱和照度数据的设置及处理，得到其对应的目标光谱辐射亮度分布和目标绝对三刺激值；

S3：采用约束型差分进化算法进行迭代匹配获得与目标光谱辐射亮度分布和目标绝对三刺激值匹配的各类LED的驱动值；

S4：对上述驱动值下测量得到的目标光谱辐射亮度分布进行光谱和色度匹配评价。

作为优选，所述步骤S1中LED光谱样本数据的获取过程具体包括以下步骤：

S101：在各类LED的驱动值动态范围内以一定采样间隔建立LED驱动数据样本，记为d_i,j，表示第i类LED的第j个驱动数据样本，用行向量将每类LED的驱动数据样本表示为d_i＝[d_i,1,d_i,2,...,d_i,max]，其中，d_i,max表示第i类LED的最大采样驱动值，并将各类LED最大采样驱动值构成的行向量记为D_max＝[d_1,max,d_2,max,...,d_n,max]，其中n为LED的种类数；

S102：将步骤S101中的驱动数据样本分别依次驱动点亮各类单颗LED，并等待其发光稳定；

S103：在各类单颗LED垂直正下方放置标准灰板或标准白板(以下统称为标准板)，采用光谱辐射计依次测量获得各类单颗LED点亮稳定时经标准板反射的光谱辐射亮度分布数据，记为S_i,j(λ)，表示第i类单颗LED在驱动值d_i,j点亮稳定后经标准板反射的光谱辐射亮度分布，单位为W/(sr·m²·nm)，λ为可见光波长。

作为优选，所述步骤S2中待匹配光谱和照度数据的设置及处理具体包括以下步骤：

S201：输入待匹配光谱S_t(λ)，并结合标准板的光谱反射比，依据光度学理论计算S_t(λ)经标准板反射的光谱S_t0(λ)，标准板的光谱反射比可通过分光光度计测量获得；

S202：根据光度学理论计算步骤S201中S_t0(λ)对应的光亮度L_t0；

S203：设置待匹配照度E_t，单位为lx，并结合步骤S202中的光亮度L_t0，依据光度学理论计算待匹配光谱和照度对应的目标光谱辐射亮度分布S_ta(λ)；

S204：根据色度学理论计算步骤S203中S_ta(λ)对应的目标绝对三刺激值(X_t,Y_t,Z_t)；