[发明专利]基于光谱峰值辐亮度参数的多通道照明系统光谱匹配方法

说明书

技术领域

本发明涉及LED照明技术领域，特别涉及一种基于光谱峰值辐亮度参数的多通道LED照明系统的光谱匹配方法。

背景技术

近年来，随着国家对节能减排的重视，LED照明设备已越来越多的应用在室外照明领域，而LED室内照明将成为下一个照明领域研究的热点。

LED除了低耗能、寿命长的特点外，其窄带光谱以及瞬间响应的发光特点使光谱可调成为可能。传统光源的光谱分布是确定的，但LED光源可以通过组合不同色光LED来实现任意光谱组成的光环境。

LED光谱可调光源是利用迭代方法优化由多种不同峰值波长的LED辐射叠加所形成的模拟光谱，使其与目标光谱差最小，最终实现预定的光源光谱功率分布。

由于各项光度学和色度学参数都是基于辐射度学中的光谱功率分布或光谱反射比的基础上推演而来，因此当光源的光谱功率分布确定之后，光源的亮度值以及光源色品坐标、色温等一系列色度学量也就相应确定下来。也即是说，如能很好的模拟任意光源或者发光体的光谱功率分布，即可以对其色品坐标、颜色三刺激值等一系列色度学参数进行匹配和复制，在实际应用中具有非常大的应用前景，尤其是对光学遥感器的辐射定标、光源显色性研究、以及光生物学等领域提供可靠的技术支持。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种基于光谱峰值辐亮度参数的多通道LED照明系统的光谱匹配方法。

本发明的技术方案为：

一种基于光谱峰值辐亮度参数的多通道LED照明系统的光谱匹配方法，包括步骤：

1)测量标准白板或标准灰板的光谱反射比P_白(λ)；

2)测量经所述标准白板或标准灰板反射的每种LED通道在最大数字驱动值255等级下的绝对光谱功率分布数据P_测(λ)；

3)通过公式(1)计算多通道LED照明系统的每种LED通道在最大数字驱动值255等级下的绝对光谱功率分布数据公式(1)中，i＝1～n，其中n为LED照明系统通道数；

4)对每种LED通道的数字驱动值从0～255等级范围内采样，采样数量不小于3，且包括最大数字驱动值255；然后采用步骤2)和步骤3)的方法测量出所采样本驱动值等级下每种LED通道的光谱峰值辐亮度数据，将数字驱动值为G_i的样本测量所得的光谱峰值辐亮度值记作

5)将步骤4)所得每种LED通道在各采样数字驱动值下的光谱峰值辐亮度值按照公式(2)进行归一化处理；其中，将255等级数字驱动值下的光谱峰值辐亮度值定义为1，按照各数字驱动值下的光谱峰值辐亮度相对于255等级数字驱动值下的光谱峰值辐亮度的比例进行调整，得到在0～1之间的一系列归一化后的相对光谱峰值辐亮度值

6)预定义实现目标光谱的每种LED通道光谱峰值辐亮度的比例值k_i(0)，i＝1～n，其中n为LED照明系统通道数，然后用迭代公式(3)计算第j次迭代后k_i(j)的值，式中，a为经验值比例系数，取100，为每种LED通道在最大数字驱动值255等级下的绝对光谱功率分布数据，P_S(λ)为目标光谱；

7)根据判别公式(4)判断j次迭代后输出光谱与目标光谱差是否小于预设的迭代阈值，如果小于迭代阈值，迭代过程结束；如果大于迭代阈值，则进行下一次迭代，其中，ε为迭代阈值；

8)判断利用步骤6)和7)的迭代算法所获得的k_i(j)数组中的每一个元素是否都小于1，如果都小于1执行下一步，如果有任何一个元素大于1，降低测量面照度后，并要求返回到步骤1重新执行；

9)根据数字驱动值G_i和归一化后的相对光谱峰值辐亮度值的比例关系，利用插值算法计算出预测所需的光谱峰值辐亮度I_i′所对应的每种LED通道的数字驱动值G_i′。