高光譜效率性能的三芯片led的篩選方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于照明技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及高光譜效率性能的三芯片LED的篩選方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 對于光源質(zhì)量評價，除了效率、顯色性等，福射光譜效率LER(Luminous Efficacy of Radiation)、中間視覺福射效率 MER (Mesopic efficacy of radiation)以及非視覺生 物效應(yīng)引起的生理福射效率CER(Cirtopic efficacy of radiation)是現(xiàn)在評價光源性能 的重要參數(shù)。研究表明，光源色溫越高時，其中間視覺效率相應(yīng)越高，即中間視覺輻射效率 越高；而色溫越高時，意味著藍光成分相對較高，生理輻射效率較高。但是前人研究中對于 這些結(jié)果的一般性結(jié)論描述是一種趨勢關(guān)系，比如高色溫光源對應(yīng)的中間視覺效率較高， 或者低色溫光源對于生理輻射效率較好，但結(jié)論并不精確，比如有些情況下低色溫光源可 達到更高的中間視覺效率。事實上各色溫光源對應(yīng)的性能最大覆蓋范圍帶是相當寬泛的區(qū) 域，低色溫光源通過合理的優(yōu)化可以達到較高的中間視覺效率，而高色溫光源不合理的設(shè) 計，也不能達到良好的性能。即現(xiàn)有技術(shù)中，若要提升三芯片LED的光譜效率性能，只能依 據(jù)色溫變化趨勢來設(shè)計三芯片LED，不能達到更好的優(yōu)化解。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種高光譜效率性能的三芯片LED的篩選 方法，旨在依據(jù)相關(guān)性能范圍帶，定量、科學(xué)的指導(dǎo)三芯片LED的篩選，使光譜效率性能得 到優(yōu)化。
[0004] 本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，高光譜效率性能的三芯片LED的篩選方法，包括如下步驟：
[0005] 步驟A :在均勻分布在CIE xy色度圖上的若干個單色光LED中通過窮舉法選擇若 干個組合以合成若干三芯片LED，其中每一個三芯片LED包括三個單色光LED ;
[0006] 步驟B :計算每一個三芯片LED的輻射光譜效率11_值，得到不同色溫下輻射光 譜效率的最大11_值與最小η _值，分別對各色溫下輻射光譜效率的最大η _值、最小 ^1_值的關(guān)系進行函數(shù)擬合，由得到的兩個線性函數(shù)形成三芯片LED對應(yīng)的11_值性能范 圍帶；
[0007] 步驟C :計算三芯片LED對應(yīng)的暗視覺明視覺光效S/P值性能范圍帶或中間視覺 效率Μ/P值性能范圍帶；所述Μ/P值與所述S/P值呈線性關(guān)系；
[0008] 其中，計算三芯片LED對應(yīng)的暗視覺明視覺光效S/P值性能范圍帶的過程如下：計 算每一個三芯片LED的暗視覺明視覺光效S/P值，得到不同色溫下暗視覺明視覺光效比值 的最大S/P值與最小S/P值，分別對各色溫下暗視覺明視覺光效比值的最大S/P值、最小S/ P值的關(guān)系進行函數(shù)擬合，由得到的兩個線性函數(shù)形成三芯片LED對應(yīng)的S/P值性能范圍 帶；
[0009] 計算中間視覺效率Μ/P值性能范圍帶的過程如下：由得到的S/P值的兩個線性函 數(shù)得到Μ/P的兩個線性函數(shù)，進而形成三芯片LED對應(yīng)的Μ/P值性能范圍帶；
[0010] 步驟D :計算每一個三芯片LED的生理輻射效率aj直，得到不同色溫下生理輻射 效率的最大曰"值與最小a "值，分別對各色溫下生理福射效率的最大a "值、最小a 值的 關(guān)系進行函數(shù)擬合，由得到的兩個線性函數(shù)形成三芯片LED對應(yīng)的aj直性能范圍帶；
[0011] 步驟E :從步驟A合成的若干三芯片LED中，根據(jù)生成的11_值性能范圍帶、S/P 值性能范圍帶或1外值性能范圍帶、&"值性能范圍帶，選擇11_值、5外值或1外值、&^1 能達到預(yù)設(shè)閾值的三芯片LED作為高光譜效率性能的三芯片LED。
[0012] 進一步地，步驟A中所述單色光LED的若干個組合彡6組，任意一組單色光LED的 半波寬< 50nm〇
[0013] 進一步地，所述步驟B中最大ruER值與色溫對應(yīng)的擬合函數(shù)為f\ER(CCT)_ =-4. 67 · 10 5CCT+0. 891，擬合優(yōu)度R2O. 99 ;最小ruER值與色溫對應(yīng)的擬合函數(shù)為f\ER (CCT) 議=-1. 91 · 10 5CCT+0. 389,擬合優(yōu)度 R2O. 99,色溫對應(yīng)范圍為 2000-6000K。
[0014] 進一步地，所述11_值性能范圍帶中最大值和最小值的差值與色溫對應(yīng)的擬合 函數(shù)為 fLER (CCT) dlff = -2. 76 · 10 5CCT+0. 502,即 2000K 對應(yīng)差值 0· 4468, 3000K 對應(yīng)差值 0. 4192,4000K 對應(yīng)差值 0. 3916, 5000K 對應(yīng)差值 0. 364,6000K 對應(yīng)差值 0. 3364。
[0015] 進一步地，所述步驟C中最大S/P值與色溫對應(yīng)的擬合函數(shù)為fs/P (CCT) _ = 2. 57 · 10 4CCT+0. 335,擬合優(yōu)度R2O. 96 ;最小S/P值與色溫對應(yīng)的擬合函數(shù)fs/P(CCT)_ = 9. 56 · 10 5CCT+0. 049,擬合優(yōu)度 R2O. 98,色溫對應(yīng)范圍為 2000-6000K。
[0016] 進一步地，所述S/P值性能范圍帶中最大值和最小值的差值與色溫對應(yīng)的擬合 函數(shù)為 fs/P (CCT) dlff = -6. 99 · 10 5CCT+0. 286,即 2000K 對應(yīng)差值 0· 6088, 3000K 對應(yīng)差值 0. 7702,4000K 對應(yīng)差值 0. 9316, 5000K 對應(yīng)差值 1. 093,6000K 對應(yīng)差值 1. 2544。
[0017] 進一步地，中間視覺亮度下對應(yīng)的Μ/P值性能范圍帶被包含在S/P值性能范圍帶 內(nèi)，對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系為 fM/P(CCT) = (l-m)fs/P(CCT)+m，其中 m = 0.767+0.33341og(L)，L為 中間視覺亮度，fs/P (CCT)為暗視覺明視覺光效S/P值的擬合函數(shù)。
[0018] 進一步地，所述步驟D中最大aj直與色溫對應(yīng)的擬合函數(shù)為fa"(CCT) mx = 2. 93 · 10 4CCT-O. 114,擬合優(yōu)度R2O. 99,最小a J直與色溫對應(yīng)的擬合函數(shù)為f acv (CCT) _ = 1. 31 · 10 4CCT+0. 160,擬合優(yōu)度 R2O. 99,色溫對應(yīng)范圍為 2000-6000K。
[0019] 進一步地，所述aj直性能范圍帶中最大值和最小值的差值與色溫對應(yīng)的擬合函 數(shù)為 facv (CCT) dlff = L 62 · 10 4CCT-O. 274,即 2000K 對應(yīng)差值 0· 05, 3000K 對應(yīng)差值 0· 212， 4000K對應(yīng)差值0. 374, 5000K對應(yīng)差值0. 536,6000K對應(yīng)差值0. 698。
[0020] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于：本發(fā)明提供了一種高光譜效率性能的三 芯片LED的篩選方法，給出了函數(shù)化表示三芯片LED各相關(guān)性能對應(yīng)范圍帶，可以定量、科 學(xué)的指導(dǎo)三芯片LED的篩選及光譜優(yōu)化；提升了三芯片LED的輻射發(fā)光效率LER (對應(yīng)參數(shù) η_)、中間視覺效率MER(對應(yīng)參數(shù)為S/P值、Μ/P值）、生理輻射效率CER(對應(yīng)參數(shù)a") 等性能。
【附圖說明】
[0021] 圖1是本發(fā)明實施例提供的高光譜效率性能的三芯片LED的篩選方法流程圖；
[0022] 圖2是本發(fā)明實施例提供的六組單色光LED的光譜示意圖；
[0023] 圖3是本發(fā)明實施例提供的六組單芯片LED對應(yīng)的色度值及合成三芯片LED色溫 示意圖；
[0024] 圖4是本發(fā)明實施例提供的光譜輻射效率IUer的性能范圍帶的示意圖；
[0025] 圖5是本發(fā)明實施例提供的暗視覺明視覺光效比值S/P值的性能范圍帶的示意 圖；
[0026] 圖6是本發(fā)明實施例提供的生理輻射效率aj直的性能范圍帶的示意圖。
【具體實施方式】
[0027] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對 本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0028] 本發(fā)明的整體設(shè)計思路主要是：先合成不同色溫的三芯片LED，計算合成的所有 三芯片LED的輻射光譜效率11_值、暗視覺明視覺光效S/P值、生理輻射效率a J直，并進 行函數(shù)擬合，得到值、S/P值、a "值性能范圍帶；然后依據(jù)η _值、S/P值、a J直性能 范圍帶來定量、科學(xué)的指導(dǎo)三芯片LED的篩選。
[0029] 下面具體介紹高光譜效率性能的三芯片LED的篩選方法，如圖1所示，所述篩選方 法包括如下步驟：
[0030] 步驟A :在均勻分布在CIE xy色度圖上的若干個單色光LED中通過窮舉法選擇若 干個組合以合成若干三芯片LED，其中每一個三芯片LED包括三個單色光LED ;
[0031] 上述單色光LED的若干個組合彡6組，任意一組單色光LED的半波寬彡50nm。
[0032] 步驟B :計算每一個三芯片LED的輻射光譜效率11_值，得到不同色溫下輻射光 譜效率的最大11_值與最小η _值，分別對各色溫下輻射光譜效率的最大η _值、最小 11_值的關(guān)系進行函數(shù)擬合，由得到的兩個線性函數(shù)形成三芯片LED對應(yīng)的11_值性能范 圍帶；
[0033] 其中，輻射光譜效率11_值的計算公式為
其 中，Ρ( λ)為光源光譜能量，V( λ)為明視覺光譜光視效率函數(shù)；
[0034] 上述步驟B中最大IUer值與色溫對應(yīng)的擬合函數(shù)為f\ER(CCT)_ =-4. 67 · 10 5CCT+0. 891，擬合優(yōu)度R2O. 99 ;最小ruER值與色溫對應(yīng)的擬合函數(shù)為f\ER (CCT) 議=-1. 91 · 10 5CCT+0. 389,擬合優(yōu)度 R2O. 99,色溫對應(yīng)范圍為 2000-6000K ;
[0035] 所述1!_值性能范圍帶中最大值和最小值的差值與色溫對應(yīng)的擬合函數(shù)為 fLER (CCT) dlff = -2. 76 · 10 5CCT+0. 502,即 2000K 對應(yīng)差值 0· 4468, 3000K 對應(yīng)差值 0· 4192， 4000K對應(yīng)差值0. 3916, 5000K對應(yīng)差值0. 364,6000K對應(yīng)差值0. 3364。
[0036] 步驟C :計算三芯片LED對應(yīng)的暗視覺明視覺光效S/P值性能范圍帶或中間視覺 效率Μ/P值性能范圍帶；所述Μ/P值與所述S/P值呈線性關(guān)系；
[0037] 其中，計算三芯片LED對應(yīng)的暗視覺明視覺光效S/P值性能范圍帶的過程如下：計 算每一個三芯片LED的暗視覺明視覺光效S/P值，得到不同色溫下暗視覺明視覺光效比值 的最大S/P值與最小S/P值，分別對各色溫下暗視覺明視覺光效比值的最大S/P值、最小S/ P值的關(guān)系進行函數(shù)擬合，由得到的兩個線性函數(shù)形成三芯片LED對應(yīng)的S/P值性能范圍 帶；
[0038] 計算中間視覺效率Μ/P值性能范圍帶的過程如下：由得到的S/P值的兩個線性函 數(shù)得到Μ/P的兩個線性函數(shù)，進而形成三芯片LED對應(yīng)的Μ/P值性能范圍帶；
[0039] 其中，暗視覺明視覺光效S/P值的計算公式為
其 中，Ρ