[發(fā)明專利]一種LED混光合成標(biāo)準(zhǔn)光源的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810812579.X
• 申請日: 2018-07-23
• 公開（公告）號: CN108954041B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阮秀凱;崔桂華;李長軍;肖開達(dá);蔡啟博;談燕花
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江智彩科技有限公司
• 主分類號: F21K9/64
• 分類號: F21K9/64;F21V9/00;F21Y115/10
• 代理公司: 溫州名創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33258
• 代理人: 陳加利

1.一種LED混光合成標(biāo)準(zhǔn)光源的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1、從預(yù)設(shè)的LED發(fā)光芯片庫中，選取n-2個(gè)具有高斯形光譜密度函數(shù)的LED發(fā)光芯片、一冷白LED發(fā)光芯片以及一暖白LED發(fā)光芯片合成標(biāo)準(zhǔn)光源；n為大于3的正整數(shù)；其中，

所述標(biāo)準(zhǔn)光源通過多項(xiàng)式擬合的方式近似擬合出光譜密度函數(shù)的近似數(shù)學(xué)表達(dá)式為y(λ)；λ表示為波長；

所述冷白LED發(fā)光芯片的光譜函數(shù)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行多項(xiàng)式近似擬合，得到下式(1)中的冷白LED發(fā)光芯片的光譜密度函數(shù)s_ColdW(λ)；

式(1)中，α_p,p＝1,2,…,N表示通過擬合獲得的多項(xiàng)式系數(shù)，N表示為多項(xiàng)式階數(shù)；

所述暖白LED發(fā)光芯片的光譜函數(shù)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行多項(xiàng)式近似擬合，得到下式(2)中的暖白LED發(fā)光芯片的光譜密度函數(shù)s_WarmW(λ)；

式(2)中，β_q,q ＝1,2,…,M表示通過擬合獲得的多項(xiàng)式系數(shù)，M表示為多項(xiàng)式階數(shù)；

所述n-2個(gè)具有高斯形光譜密度函數(shù)的LED發(fā)光芯片按照廠商給出的光譜密度函數(shù)中心波長的大小依次排列，得到各自對應(yīng)的光譜密度函數(shù)分別為s_i(λ),i＝1,2,…,n-2，并進(jìn)行歸一化后通過下式(3)中的高斯近似函數(shù)表示：

s_j(λ)＝exp(-(λ-λ_j)²/2c_j²) (3)；

式(3)中，exp表示指數(shù)函數(shù)；j＝1,2,…,n-2；λ_j表示所述n-2個(gè)具有高斯形光譜密度函數(shù)的LED發(fā)光芯片中第j個(gè)LED發(fā)光芯片光譜高斯函數(shù)的中心位置；c_j表示為所述n-2個(gè)具有高斯形光譜密度函數(shù)的LED發(fā)光芯片中第j個(gè)LED發(fā)光芯片光譜高斯函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差；

步驟S2、通過在空間積分將選取的n個(gè)LED發(fā)光芯片的光譜混合來合成標(biāo)準(zhǔn)光源的光譜，且選取的n個(gè)LED發(fā)光芯片合成的光譜可視為各個(gè)LED光譜的線性疊加，則混合光源光譜密度函數(shù)可如下式(3)表示：

式(3)中，W＝[w₁,w₂,…,w_n-2,w_ColdW,w_WarmW]表示為權(quán)值矩陣，w_i,i＝1,2,…n-2表示為所述n-2個(gè)具有高斯形光譜密度函數(shù)的LED發(fā)光芯片中第i個(gè)LED發(fā)光芯片的點(diǎn)亮權(quán)值；w_ColdW和w_WarmW分別為冷白LED發(fā)光芯片和暖白LED發(fā)光芯片的點(diǎn)亮權(quán)值；S＝[s₁(λ),s₂(λ),…,s_n-2(λ),s_ColdW(λ),s_WarmW(λ)]^T表示為光譜密度函數(shù)矩陣，上標(biāo)T表示矩陣轉(zhuǎn)置運(yùn)算；

步驟S3、記L為采樣總數(shù)，將所述選取的n個(gè)LED發(fā)光芯片的光譜密度函數(shù)在波長范圍380-780納米內(nèi)等間隔采樣，構(gòu)造如下式(4)中的離散光譜密度函數(shù)矩陣S₁：

將所述標(biāo)準(zhǔn)光源的光譜密度函數(shù)的近似數(shù)學(xué)表達(dá)式y(tǒng)(λ)在波長范圍為380-780納米內(nèi)等L總長的間隔采樣，獲得其離散形式記為y₁；

進(jìn)而構(gòu)造如下式(5)優(yōu)化問題：

其中，表示2范數(shù)；

步驟S4、采用預(yù)設(shè)的最陡下降法求解所述構(gòu)造出的優(yōu)化問題并獲得求解向量且進(jìn)一步將所求解的向量與離散光譜密度函數(shù)矩陣S₁相乘，即可獲得混光合成的標(biāo)準(zhǔn)光源的光譜值。

2.如權(quán)利要求1所述的LED混光合成標(biāo)準(zhǔn)光源的方法，其特征在于，所述除冷白LED發(fā)光芯片和暖白LED發(fā)光芯片之外的n-2個(gè)LED發(fā)光芯片為品藍(lán)色LED發(fā)光芯片、藍(lán)色LED發(fā)光芯片、綠色LED發(fā)光芯片、琥珀色LED發(fā)光芯片、黃色LED發(fā)光芯片、紅色LED發(fā)光芯片和橙色LED發(fā)光芯片之中一種或多種組合而成。

3.如權(quán)利要求1所述的LED混光合成標(biāo)準(zhǔn)光源的方法，其特征在于，在步驟S1之前，所述方法進(jìn)一步包括：

預(yù)先選出各種顏色類型波長函數(shù)的LED發(fā)光芯片并進(jìn)一步測出相應(yīng)的光譜數(shù)據(jù)，且根據(jù)預(yù)先選出的LED發(fā)光芯片及其對應(yīng)的光譜數(shù)據(jù)，建立LED發(fā)光芯片庫；其中，所述LED發(fā)光芯片庫中各LED發(fā)光芯片的光譜線性疊加覆蓋波長范圍應(yīng)為380納米至780納米之間。