[發明專利]光源顯色性性能的光譜診斷方法及系統

有效

• 申請號: 201610076900.3
• 申請日: 2016-02-03
• 公開（公告）號: CN105606218B
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 姚其
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28;G01J3/46
• 代理公司: 深圳市恒申知識產權事務所(普通合伙)44312
• 代理人: 王利彬

技術領域

本發明涉及照明技術領域，具體涉及色度學領域，尤其涉及光源顯色性性能的光譜診斷方法及系統。

背景技術

光源顯色性是一個非常重要的用于表示光源對物體顯示真實性的參數。傳統光源采用顯色指數CRI(Color Rendering Index)來表示，對于傳統光源來說，這種方法應用較好。但是隨著新光源LED的出現，顯色指數CRI出現了越來越多的問題。CIE技術報告指出：CRI對于包含LED光源的一系列光源進行顯色評價時得到的結果不能令人滿意。為正確評估LED光源的顯色性，需要對光源的顯色性評估體系進行深入的探討和研究。

近年來，國際上提出了數十種顯色性評價指標，比如，RCRI(Rank-order based Color rendering index，基于排序的顯色指數)，CQS(Color quality scale，顏色質量指標)，MCRI(Color rendering index based on memory colors，基于記憶色的顯色指數)和GAI(Gamut area index，色域指數)。其中CQS和GAI獲得了較多的認可。Rea提出了顏色的顯色能力應該包括三個方面，自然性(naturalness)、飽和性(saturation)以及辨識能力(discrimination)，他提出三種評估指標分別來評價不同方面的屬性。其中，CRI用于評價自然性，GAI用于評價飽和性，而FSCI(Full spectrum color index，全波段光譜顏色指數)用于評價辨識能力。正常的Ra值是基于8種顏色樣品的，Ra表明了光源對于這8種顏色樣品的顯色能力。而CQS系統采用了15種更為飽和的顏色作為評價顯色性的標準顏色樣品。相比較于CRI，CQS更為科學一些。但是，CRI和CQS系統都要依賴于標準顏色樣品，越多的標準顏色樣品，將會得到更好的結果。雖然CRI和CQS在大部分條件下都能較好的對光源顯色性進行定量評估，但是CRI、GAI采用8種顏色樣品是不夠的，而CQS采用15種標準顏色樣品也不能很好的評估所有光源。在評價一些比較特殊的光譜組成時，CRI、GAI和CQS出現了很大的問題。目前的顯色性體系只是進行性能評價，并不能診斷光譜問題而達到性能提升。因此，需要針對顯色性技術中不能解決診斷光譜問題進行研究。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種光源顯色性性能的光譜診斷方法及系統，旨在解決現有技術中診斷光源光譜所引起的顯色性性能效果差的問題。

本發明是這樣實現的，光源顯色性性能的光譜診斷方法，包括：

步驟1、計算需要診斷光源光譜能量分布的顯色指數；

步驟2、提取所述光源光譜能量分布中的單色光譜，并在所述單色光譜中加入等能白光，根據所述單色光譜和所述等能白光在CIE1976色度圖上繪制光譜純度曲線，所述光譜純度曲線形成光譜色域面積；

所述的光譜診斷方法還包括以下步驟：

步驟3、根據所述光譜色域面積計算光譜色域面積指數，使用所述光譜色域面積指數評價光譜的缺失情況；

步驟4、結合所述光譜色域面積和光譜的缺失情況，判斷需要添加的光譜的缺失部位；

步驟5、根據光譜的缺失部位計算光譜主波長，根據所述光譜主波長與峰值波長關系，判斷缺失部位需要的峰值波長光譜，所述峰值波長光譜即為需要添加的缺失部分光譜；

步驟6、結合所述缺失部分光譜、色度坐標以及原光源光譜進行光色合成計算，確定缺失部分光譜應該添加的比例，得到生成光源光譜，所述色度坐標根據所述生成光源光譜進行設定得到；根據所述生成光源光譜重新計算顯色指數，并判斷所述顯色指數是否達到預置條件，如達到則結束，否則返回重新執行步驟2至6，直到達到預置條件。

與上述方案相結合，所述步驟3中，將光譜色域面積分成SGAa和SGAb兩部分，其中SGAa為所述光譜純度曲線所圍成的多邊形區域，SGAb為SGAa多邊形區域對應的凸多邊形區域與SGAa多邊形區域差值區域，所述光譜色域面積指數根據公式SGAI＝100×C×(SGAa+α×SGAb)進行計算，其中SGAI為光譜色域面積指數，α為系數，范圍在0-1之間，C為常數。

與上述各個方案相結合，所述步驟4中，根據所述光譜色域面積通過添加光譜缺失部分的色度點，計算新的色域面積增大比例，根據所述色域面積增大比例判斷需要添加的光譜的缺失部位。

與上述各個方案相結合，所述步驟5中，所述光譜主波長與峰值波長隨著半寬度變化而變化，根據變化的關系進行調整，得到對應在光譜能量分布圖上的峰值波長光譜。