[發明專利]一種多通道LED模擬CIE標準照明體的方法和照明系統

有效

• 申請號: 202010010559.8
• 申請日: 2020-01-06
• 公開（公告）號: CN111050444B
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 靳鵬
• 申請（專利權）人: 靳鵬
• 主分類號: H05B45/20
• 分類號: H05B45/20
• 代理公司: 北京卓愛普專利代理事務所(特殊普通合伙) 11920
• 代理人: 王玉松

本發明提供一種多通道LED模擬CIE標準照明體的方法和照明系統，該方法依據色品坐標，調整主光源控制通道、波長補充控制通道、色溫調整控制通道的亮度使混合后的色品坐標達到所需模擬的CIE標準照明體的色品坐標；該方法通過分組優化減少LED控制通道，并使用濾鏡這種被多通道LED摒棄的技術，形成了大幅度降低控制通道數量并使多通道LED模擬標準照明體的光源的控制可以通過單一色度控制而非必須通過分光光譜轉換的色度控制的質的轉變。使一種分析性能低的純色度技術在多通道LED模擬CIE標準照明體過程中超越了或達到了分析性能更高的分光類色度技術達到的光源性能。

技術領域

本發明屬于色度學用光源領域，特別涉及一種多通道LED模擬CIE標準照明體的方法和照明系統。

背景技術

最初色度學領域標準照明體包括A、B、C、D、E五種。由于B、C照明體光源濾鏡使用不便，不包含紫外光譜能量，已于第三次更新的2004年國際照明委員會(CIE)015技術報告手冊中列入歷史建議現行廢除狀態。E照明體是等能白光，屬于人為認定的一個一致的白點參考，沒有應用于色度學用照明領域。A照明體是色溫2856K近似平滑連續的光譜能量分布，其在許多光源都具備此類光譜分布，如被CIE推薦為標準光源的符合A照明體的2856K色溫的鎢絲燈。常用高顯指LED如需達到A照明體標準則需要方法進行模擬。還有應用最為廣泛的D照明體，CIE至今都沒有給出建議光源，因此是業內模擬照明體的重要課題。在色彩主觀評價、色彩測量、攝影、高級圖像采集分析等色度學領域往往需要高質量的CIE標準照明體光源，尤其是D照明體光源。由于CIE至今沒有給出適合D照明體的光源建議，長期以來這些領域所需的照明體D低依賴三種技術實現，A光源加濾色器形成的光源、標準日光燈管光源、多通道基于光譜控制LED混合光源。

由于A光源加濾色器形成的光源即便有著很好的性能指標，但其能耗問題、壽命問題以及這兩個問題結合產生的成本問題，導致了其只能應用于一些儀器上，如比色燈箱、分光光度儀測量等環節，應用量極大的工業出于無奈則使用光源性能較差但能耗成本低的標準日光燈管光源。性能出色的基于多通道光譜控制LED混合光源由于其成本更高則更不具備廣泛應用的可能。

隨著高顯指LED這種廉價節能技術在多種照明領域的大規模應用，這些色度學視覺應用領域的人們渴望用此類LED技術逐漸替代傳統的有著如下弊端的標準日光燈管光源：

1.傳統標準日光燈管色溫固定無法調節，這些領域往往需要多種色溫標準光源進行參考，如色度學相關印刷領域的色彩主觀評測環節的iso3664國際標準規定使用的D50照明體，而我國相關標準更注重實際效果，推薦了D50與D65兩個照明體。

2.傳統標準日光燈管在不同廠商間的產品色品坐標偏差過大，以至于一些相關的iso國際標準把光源色品坐標u'v’容差定到了0.005的過大范圍，導致不同廠商甚至批次間光源下比色時色差明顯。

3.傳統標準日光燈管壽命短，如果想達到這些領域的標準，傳統標準日光燈管的壽命往往在這些領域里只能使用2000-2500小時就不得不更換。

4.由于傳統標準日光燈管亮度無法調節造成的能耗問題，比如色彩評價環節中印刷生產的應用下，標準觀測環境ISO3664:2009中明確規定了兩種照度的環境，一種為2000lux的高照度用于嚴格評測條件P1，另一種為500lux照度的印刷品實際評測條件P2，ISO3664:2009的4.3.1中明確指出“經驗表明，P1的高照度水平會在圖像的階調復制和顏色方面給人錯誤的感覺，而這些圖像最終要在低照度水平的情況下被消費者應用。在很高的照度下能夠讓人非常樂于接受的圖像在常規的照度水平時不見得讓人滿意?！痹趯嶋H印刷的整個過程中大約只有10％-20％的時間需要P1條件的照明，其余的80％-90％時間本應使用P2條件輔助P1條件讓工作者可以同時兼顧印刷品實際效果的同時節約這部分能源，但是這在傳統標準日光燈管下是無法實現的。