CN106294923A - 一种白光led光源光谱设计及评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种白光LED光源光谱设计及评价方法，解决了目前白光LED光源光谱针对性设计的问题，提高光谱设计和评价的准确性，包括以下步骤：（1）参照光源下被照物表面各点区的反射光谱测试，（2）各波段光谱能量计算和白光LED光源制备，（3）白光LED光源下被照物表面各点区的反射光谱测试，（4）两种反射光谱色坐标和色差的计算，（5）整体颜色真实度R_f和整体颜色饱和度R_g的计算，（6）对R_f和R_g数值进行判定，不符合预设要求，继续重复（2）至（6）步骤，本发明所获得的白光LED光源光谱针对性强，光谱利用率高，色彩还原度优，本发明可用于博物馆照明、医疗照明、服装照明等。

Description

一种白光LED光源光谱设计及评价方法

技术领域

本发明涉及一种白光LED光源光谱设计及评价方法，属于半导体照明领域。

背景技术

白光LED光源由于具有节能环保、光效高、光谱可调等优点，已经在照明市场上占有了很大的份额，目前白光LED光源光谱缺乏专业性和针对性的设计，仅是几种波长的相互混合，并没有考虑过在实际应用环境中，被照物体的真实色彩的还原程度，特别像是博物馆照明中的金器、陶瓷、字画等文物，对于光谱的需求不同，医疗内窥镜照明中的各组织器官表层等，对于光谱的需求也不同，采用通用的光谱来进行对其进行照明，并不能突出的展现出被照物的真实色彩，造成照明资源的浪费，所以对于光谱要求比较高的照明环境或物体，需要进行针对性的光谱设计和评价，这是白光LED光源照明设计中需要解决的重要技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种白光LED光源光谱设计及评价方法，包括以下步骤：

（1）在被照物体表面设置N个待测点区，作为标准色，用于表面反射光谱的测试；

（2）用参照光源照射点区，并测试出相应点区的反射光谱分布曲线S_R,i(λ),i=1,2,3···N；

（3）对反射光谱分布曲线S_R,i(λ)进行分解，计算出各波段的光谱能量；

（4）根据（3）中计算的结果，选择相应波段的荧光粉进行白光LED光源的制备；

（5）用（4）中制备的白光LED光源照射点区，并测试出相应点区的反射光谱分布曲线S_{T, i} (λ)；

（6）根据S_R,i(λ)和S_T,i(λ)分别计算出相应的色坐标（J_R,i，a_R,i，b_R,i）和（J_{T, i}，a_{T, i}，b_{T, i}）；

（7）根据色坐标（J_R,i，a_R,i，b_R,i）和（J_T,i，a_T,i，b_T,i）计算出相应的色差ΔE_{Jab, i};

（8）根据色差ΔE_Jab,i，计算出相应的点区颜色真实度R_f,i和整体颜色真实度R_f;

（9）根据色坐标（J_R,i，a_R,i，b_R,i）和（J_T,i，a_T,i，b_T,i）在ab坐标平面围成的多边形面积S_R和S_T，计算出相应的整体颜色饱和度R_g；

（10）对（8）和（9）中所得出的R_g和R_g进行判定，若满足R_f≥95，R_g≥100，则说明光谱设计合理，反之则重复进行（4）至（10）步骤，直至满足R_f≥95，R_g≥100条件。

步骤（2）中所述的参照光源为氙灯、金卤灯或太阳光中的一种。

步骤（3）中所述的波段为5nm或者10nm。

步骤（7）中所述的色差ΔE_{Jab, i}的计算方法具体为：

。

步骤（8）中所述的点区颜色真实度R_f,i和整体颜色真实度R_f的计算方法具体分别为：

。

步骤（9）中所述的整体颜色饱和度R_g的计算方法具体为：

。

有益效果：

（1）对被照物体表面取点，作为标准色，并根据反射光谱设计白光LED光源光谱具有针对性强，光谱利用率高，色彩还原性强的优点，所涉及的光谱能够更真实的表现出被照物体的色彩本质；

（2）整体颜色真实度R_f和整体颜色饱和度R_g两个指标来同时评价光谱设计的效果，评价结果更全面、更真实。

附图说明

图1是白光LED光源光谱设计和评价的流程；

具体实施方式

结合实施案例对本发明做进一步详细说明，但本发明保护范围不限于所述内容。

实施例1

本实施例提供一种白光LED光源光谱设计及评价方法，具体步骤如下：

（1）在被照物体表面设置N个待测点区，作为标准色，用于表面反射光谱的测试；

（2）用氙灯参照光源照射点区，并测试出相应点区的反射光谱分布曲线S_R,i(λ), i=1,2,3···N；

（3）对反射光谱分布曲线S_R,i(λ)进行分解，计算出每10nm波段的光谱能量；

（4）根据（3）中计算的结果，选择相应波段的荧光粉进行白光LED光源的制备；

（5）用（4）中制备的白光LED光源照射点区，并测试出相应点区的反射光谱分布曲线S_{T, i} (λ)；

（6）根据S_R,i(λ)和S_T,i(λ)分别计算出相应的色坐标（J_R,i，a_R,i，b_R,i）和（J_{T, i}，a_{T, i}，b_{T, i}）；

（7）根据色坐标（J_R,i，a_R,i，b_R,i）和（J_T,i，a_T,i，b_T,i）计算出相应的色差

（8）根据色差ΔE_{Jab, i}，计算出相应的点区颜色真实度,整体颜色真实度;

（9）根据色坐标（J_R,i，a_R,i，b_R,i）和（J_T,i，a_T,i，b_T,i）在ab坐标平面围成的多边形面积S_R和S_T，计算出相应的整体颜色饱和度；

（10）对（8）和（9）中所得出的R_g和R_g进行判定，若满足R_f≥95，R_g≥100，则说明光谱设计合理，反之则重复进行（4）至（10）步骤，直至满足R_f≥95，R_g≥100条件。

Claims (6)

1.一种白光LED光源光谱设计及评价方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）在被照物体表面设置N个待测点区，作为标准色，用于表面反射光谱的测试；

（2）用参照光源照射点区，并测试出相应点区的反射光谱分布曲线S_{R, i}(λ), i=1,2,3···N；

（3）对反射光谱分布曲线S_{R, i} (λ)进行分解，计算出各波段的光谱能量；

（4）根据（3）中计算的结果，选择相应波段的荧光粉进行白光LED光源的制备；

（5）用（4）中制备的白光LED光源照射点区，并测试出相应点区的反射光谱分布曲线S_{T, i}(λ)；

（6）根据S_{R, i} (λ)和S_{T, i} (λ)分别计算出相应的色坐标（J_{R, i}，a_{R, i}，b_{R, i}）和（J_{T, i}，a_{T, i}，b_{T, i}）；

（7）根据色坐标（J_{R, i}，a_{R, i}，b_{R, i}）和（J_{T, i}，a_{T, i}，b_{T, i}）计算出相应的色差ΔE_{Jab, i};

（8）根据色差ΔE_{Jab, i}，计算出相应的点区颜色真实度R_{f, i}和整体颜色真实度R_f;

（9）根据色坐标（J_{R, i}，a_{R, i}，b_{R, i}）和（J_{T, i}，a_{T, i}，b_{T, i}）在ab坐标平面围成的多边形面积S_R和S_T，计算出相应的整体颜色饱和度R_g；

（10）对（8）和（9）中所得出的R_g和R_g进行判定，若满足R_f≥95，R_g≥100，则说明光谱设计合理，反之则重复进行（4）至（10）步骤，直至满足R_f≥95，R_g≥100预设条件。

2.如权利要求1所述的一种白光LED光源光谱设计及评价方法，其特征在于：步骤（2）中所述的参照光源为氙灯、金卤灯或太阳光中的一种。

3.如权利要求1所述的一种白光LED光源光谱设计及评价方法，其特征在于：步骤（3）中所述的波段范围为5nm或者10nm。

4.如权利要求1所述的一种白光LED光源光谱设计及评价方法，其特征在于：步骤（7）中所述的色差ΔE_{Jab, i}的计算方法具体为：

。

5.如权利要求1所述的一种白光LED光源光谱设计及评价方法，其特征在于：步骤（8）中所述的点区颜色真实度R_f,i和整体颜色真实度R_f的计算方法具体分别为：

。

6.如权利要求1所述的一种白光LED光源光谱设计及评价方法，其特征在于：步骤（9）中所述的整体颜色饱和度R_g的计算方法具体为：

。