高光谱效率性能的三芯片led的筛选方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于照明技术领域，尤其涉及高光谱效率性能的三芯片LED的筛选方法。
【背景技术】
[0002] 对于光源质量评价，除了效率、显色性等，福射光谱效率LER(Luminous Efficacy of Radiation)、中间视觉福射效率 MER (Mesopic efficacy of radiation)以及非视觉生 物效应引起的生理福射效率CER(Cirtopic efficacy of radiation)是现在评价光源性能 的重要参数。研究表明，光源色温越高时，其中间视觉效率相应越高，即中间视觉辐射效率 越高；而色温越高时，意味着蓝光成分相对较高，生理辐射效率较高。但是前人研究中对于 这些结果的一般性结论描述是一种趋势关系，比如高色温光源对应的中间视觉效率较高， 或者低色温光源对于生理辐射效率较好，但结论并不精确，比如有些情况下低色温光源可 达到更高的中间视觉效率。事实上各色温光源对应的性能最大覆盖范围带是相当宽泛的区 域，低色温光源通过合理的优化可以达到较高的中间视觉效率，而高色温光源不合理的设 计，也不能达到良好的性能。即现有技术中，若要提升三芯片LED的光谱效率性能，只能依 据色温变化趋势来设计三芯片LED，不能达到更好的优化解。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题在于提供一种高光谱效率性能的三芯片LED的筛选 方法，旨在依据相关性能范围带，定量、科学的指导三芯片LED的筛选，使光谱效率性能得 到优化。
[0004] 本发明是这样实现的，高光谱效率性能的三芯片LED的筛选方法，包括如下步骤：
[0005] 步骤A :在均匀分布在CIE xy色度图上的若干个单色光LED中通过穷举法选择若 干个组合以合成若干三芯片LED，其中每一个三芯片LED包括三个单色光LED ;
[0006] 步骤B :计算每一个三芯片LED的辐射光谱效率11_值，得到不同色温下辐射光 谱效率的最大11_值与最小η _值，分别对各色温下辐射光谱效率的最大η _值、最小 ^1_值的关系进行函数拟合，由得到的两个线性函数形成三芯片LED对应的11_值性能范 围带；
[0007] 步骤C :计算三芯片LED对应的暗视觉明视觉光效S/P值性能范围带或中间视觉 效率Μ/P值性能范围带；所述Μ/P值与所述S/P值呈线性关系；
[0008] 其中，计算三芯片LED对应的暗视觉明视觉光效S/P值性能范围带的过程如下：计 算每一个三芯片LED的暗视觉明视觉光效S/P值，得到不同色温下暗视觉明视觉光效比值 的最大S/P值与最小S/P值，分别对各色温下暗视觉明视觉光效比值的最大S/P值、最小S/ P值的关系进行函数拟合，由得到的两个线性函数形成三芯片LED对应的S/P值性能范围 带；
[0009] 计算中间视觉效率Μ/P值性能范围带的过程如下：由得到的S/P值的两个线性函 数得到Μ/P的两个线性函数，进而形成三芯片LED对应的Μ/P值性能范围带；
[0010] 步骤D :计算每一个三芯片LED的生理辐射效率aj直，得到不同色温下生理辐射 效率的最大曰"值与最小a "值，分别对各色温下生理福射效率的最大a "值、最小a 值的 关系进行函数拟合，由得到的两个线性函数形成三芯片LED对应的aj直性能范围带；
[0011] 步骤E :从步骤A合成的若干三芯片LED中，根据生成的11_值性能范围带、S/P 值性能范围带或1外值性能范围带、&"值性能范围带，选择11_值、5外值或1外值、&^1 能达到预设阈值的三芯片LED作为高光谱效率性能的三芯片LED。
[0012] 进一步地，步骤A中所述单色光LED的若干个组合彡6组，任意一组单色光LED的 半波宽< 50nm〇
[0013] 进一步地，所述步骤B中最大ruER值与色温对应的拟合函数为f\ER(CCT)_ =-4. 67 · 10 5CCT+0. 891，拟合优度R2O. 99 ;最小ruER值与色温对应的拟合函数为f\ER (CCT) 議=-1. 91 · 10 5CCT+0. 389,拟合优度 R2O. 99,色温对应范围为 2000-6000K。
[0014] 进一步地，所述11_值性能范围带中最大值和最小值的差值与色温对应的拟合 函数为 fLER (CCT) dlff = -2. 76 · 10 5CCT+0. 502,即 2000K 对应差值 0· 4468, 3000K 对应差值 0. 4192,4000K 对应差值 0. 3916, 5000K 对应差值 0. 364,6000K 对应差值 0. 3364。
[0015] 进一步地，所述步骤C中最大S/P值与色温对应的拟合函数为fs/P (CCT) _ = 2. 57 · 10 4CCT+0. 335,拟合优度R2O. 96 ;最小S/P值与色温对应的拟合函数fs/P(CCT)_ = 9. 56 · 10 5CCT+0. 049,拟合优度 R2O. 98,色温对应范围为 2000-6000K。
[0016] 进一步地，所述S/P值性能范围带中最大值和最小值的差值与色温对应的拟合 函数为 fs/P (CCT) dlff = -6. 99 · 10 5CCT+0. 286,即 2000K 对应差值 0· 6088, 3000K 对应差值 0. 7702,4000K 对应差值 0. 9316, 5000K 对应差值 1. 093,6000K 对应差值 1. 2544。
[0017] 进一步地，中间视觉亮度下对应的Μ/P值性能范围带被包含在S/P值性能范围带 内，对应的函数关系为 fM/P(CCT) = (l-m)fs/P(CCT)+m，其中 m = 0.767+0.33341og(L)，L为 中间视觉亮度，fs/P (CCT)为暗视觉明视觉光效S/P值的拟合函数。
[0018] 进一步地，所述步骤D中最大aj直与色温对应的拟合函数为fa"(CCT) mx = 2. 93 · 10 4CCT-O. 114,拟合优度R2O. 99,最小a J直与色温对应的拟合函数为f acv (CCT) _ = 1. 31 · 10 4CCT+0. 160,拟合优度 R2O. 99,色温对应范围为 2000-6000K。
[0019] 进一步地，所述aj直性能范围带中最大值和最小值的差值与色温对应的拟合函 数为 facv (CCT) dlff = L 62 · 10 4CCT-O. 274,即 2000K 对应差值 0· 05, 3000K 对应差值 0· 212， 4000K对应差值0. 374, 5000K对应差值0. 536,6000K对应差值0. 698。
[0020] 本发明与现有技术相比，有益效果在于：本发明提供了一种高光谱效率性能的三 芯片LED的筛选方法，给出了函数化表示三芯片LED各相关性能对应范围带，可以定量、科 学的指导三芯片LED的筛选及光谱优化；提升了三芯片LED的辐射发光效率LER (对应参数 η_)、中间视觉效率MER(对应参数为S/P值、Μ/P值）、生理辐射效率CER(对应参数a") 等性能。
【附图说明】
[0021] 图1是本发明实施例提供的高光谱效率性能的三芯片LED的筛选方法流程图；
[0022] 图2是本发明实施例提供的六组单色光LED的光谱示意图；
[0023] 图3是本发明实施例提供的六组单芯片LED对应的色度值及合成三芯片LED色温 示意图；
[0024] 图4是本发明实施例提供的光谱辐射效率IUer的性能范围带的示意图；
[0025] 图5是本发明实施例提供的暗视觉明视觉光效比值S/P值的性能范围带的示意 图；
[0026] 图6是本发明实施例提供的生理辐射效率aj直的性能范围带的示意图。
【具体实施方式】
[0027] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。
[0028] 本发明的整体设计思路主要是：先合成不同色温的三芯片LED，计算合成的所有 三芯片LED的辐射光谱效率11_值、暗视觉明视觉光效S/P值、生理辐射效率a J直，并进 行函数拟合，得到值、S/P值、a "值性能范围带；然后依据η _值、S/P值、a J直性能 范围带来定量、科学的指导三芯片LED的筛选。
[0029] 下面具体介绍高光谱效率性能的三芯片LED的筛选方法，如图1所示，所述筛选方 法包括如下步骤：
[0030] 步骤A :在均匀分布在CIE xy色度图上的若干个单色光LED中通过穷举法选择若 干个组合以合成若干三芯片LED，其中每一个三芯片LED包括三个单色光LED ;
[0031] 上述单色光LED的若干个组合彡6组，任意一组单色光LED的半波宽彡50nm。
[0032] 步骤B :计算每一个三芯片LED的辐射光谱效率11_值，得到不同色温下辐射光 谱效率的最大11_值与最小η _值，分别对各色温下辐射光谱效率的最大η _值、最小 11_值的关系进行函数拟合，由得到的两个线性函数形成三芯片LED对应的11_值性能范 围带；
[0033] 其中，辐射光谱效率11_值的计算公式为
其 中，Ρ( λ)为光源光谱能量，V( λ)为明视觉光谱光视效率函数；
[0034] 上述步骤B中最大IUer值与色温对应的拟合函数为f\ER(CCT)_ =-4. 67 · 10 5CCT+0. 891，拟合优度R2O. 99 ;最小ruER值与色温对应的拟合函数为f\ER (CCT) 議=-1. 91 · 10 5CCT+0. 389,拟合优度 R2O. 99,色温对应范围为 2000-6000K ;
[0035] 所述1!_值性能范围带中最大值和最小值的差值与色温对应的拟合函数为 fLER (CCT) dlff = -2. 76 · 10 5CCT+0. 502,即 2000K 对应差值 0· 4468, 3000K 对应差值 0· 4192， 4000K对应差值0. 3916, 5000K对应差值0. 364,6000K对应差值0. 3364。
[0036] 步骤C :计算三芯片LED对应的暗视觉明视觉光效S/P值性能范围带或中间视觉 效率Μ/P值性能范围带；所述Μ/P值与所述S/P值呈线性关系；
[0037] 其中，计算三芯片LED对应的暗视觉明视觉光效S/P值性能范围带的过程如下：计 算每一个三芯片LED的暗视觉明视觉光效S/P值，得到不同色温下暗视觉明视觉光效比值 的最大S/P值与最小S/P值，分别对各色温下暗视觉明视觉光效比值的最大S/P值、最小S/ P值的关系进行函数拟合，由得到的两个线性函数形成三芯片LED对应的S/P值性能范围 带；
[0038] 计算中间视觉效率Μ/P值性能范围带的过程如下：由得到的S/P值的两个线性函 数得到Μ/P的两个线性函数，进而形成三芯片LED对应的Μ/P值性能范围带；
[0039] 其中，暗视觉明视觉光效S/P值的计算公式为
其 中，Ρ