[发明专利]基于多颗单色大功率LED实现类日光光源的方法

摘要

本发明公开了一种基于多颗单色大功率LED实现类日光光源的方法，包括如下步骤：第一步：对目标谱380‑780nm范围内等间隔d＝0.5～5nm离散取点构造目标光谱矩阵：第二步：构造LED单元矩阵Φ_i(λ)；第三步：构造LED光谱矩阵Φ_LED；第四步：构造系数矩阵K；第五步:利用最小二乘法求得不同LED种类需要的颗数。本发明的优点在于使用了一种新的单色LED光谱辐射模型来表征单色LED光谱分布特点，提高了仿真实验的准确度；通过使用最小二乘法给出了能快速确定对太阳光谱有最佳模拟效果的LED组合；并能够通过改变组合中LED种类达到对太阳光谱不同程度的再现，实现不同程度的类日光照明满足不同照明场景的要求。

主权项

1.一种基于多颗单色大功率LED实现类日光光源的方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步：构造目标光谱矩阵对目标谱380‑780nm范围内等间隔d＝0.5～5nm离散取点构造目标光谱矩阵：Φs(t)＝[Φs1,Φs2,Φs3,...,Φst]；其中，t为目标光谱离散取点个数，Φst为目标光谱在第t点处光辐射强度，t相应为1、2、3……；第二步：构造LED单元矩阵Φi(t)对每种LED光谱数据在380‑780nm范围内等间隔d离散取点构造Φi(t)：Φi(t)＝[Φi1,Φi2,Φi3,...,Φit]T，(i＝1,2,3,…,n)其中，t为LED单元离散取点个数；n为LED单元种类，n≥3；Φit为单色LED在第t点处的相对光谱辐射强度，t相应为1、2、3……；第三步：构造LED光谱矩阵ΦLEDΦLED＝[Φ1(t),Φ2(t),Φ3(t),…,Φi(t)]；Φi(t)表示加入第i种单色LED单元矩阵；第四步：构造系数矩阵KK＝[k1,k2,k3,…,ki]T其中，ki＝ai*ni，ni表示当前仿真结果下所需要第i颗LED的颗数，ai是单色LED光谱辐射强度与驱动电流之间的转化系数，因此可以根据ki确定当前仿真结果下需要第i种LED的颗数；第五步:利用最小二乘法求得满足下式的K的广义解：其中，Φ_m＝Φ_LED×K表示多种LED混合产生的光谱分布，采用R²作为评价参数，其公式如下：y为目标值，yestimatedvalue为估测值，N为数据点个数；R2≤1，其值越接近1则表示估测值与目标值拟合效果越好；此外，第一步之前，还有如下步骤：为大功率单色LED光谱数据建立光谱辐射模型，其通式为：其中，λ表示光的波长，依次取380‑780nm内的所有整数值，S(λ)值表示LED光谱辐射强度，A是与振幅有关的拟合参数，λc1,λc2,ω1,ω2是与LED主波长λp以及半高全宽FWHM相关的拟合参数。