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一种多光色光源的光色度学性能的优化方法及优化系统

摘要

本发明提供了一种多光色光源的光色度学性能的优化方法及优化系统,该优化方法包括以下步骤:根据明视觉、暗视觉以及非视觉的光谱敏感性曲线和预设的三种光色光源计算出光谱辐射效率、暗视觉光谱辐射效率和非视觉光谱辐射效率,并确定出相应的等高度图;将等高度图进行二元函数拟合,计算出光谱辐射效率、暗视觉光谱辐射效率和非视觉光谱辐射效率相应的等高值;根据等高度图和相应的光谱辐射效率的等高值得到色域类各色度点的等高度图梯度变化;根据色域类各色度点的等高度图梯度变化得到色域类各色度点的梯度值。该优化方法对于多光色光源能够进行统一优化,并能够预测多光色光源的光、色度性能变化规律,可以极大程度的节能。

著录项

  • 公开/公告号CN107356328A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2017-11-17

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 深圳大学;

    申请/专利号CN201710542959.1

  • 发明设计人 姚其;

    申请日2017-07-05

  • 分类号

  • 代理机构深圳市恒申知识产权事务所(普通合伙);

  • 代理人王利彬

  • 地址 518060 广东省深圳市南山区南海大道3688号

  • 入库时间 2023-06-19 03:45:42

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2023-05-12

    专利实施许可合同备案的生效 IPC(主分类):G01J 1/20 专利申请号:2017105429591 专利号:ZL2017105429591 合同备案号:X2023980035110 让与人:深圳大学 受让人:深圳市佳辰信息工程有限公司 发明名称:一种多光色光源的光色度学性能的优化方法及优化系统 申请日:20170705 申请公布日:20171117 授权公告日:20180817 许可种类:普通许可 备案日期:20230426

    专利实施许可合同备案的生效、变更及注销

  • 2023-05-02

    专利实施许可合同备案的生效 IPC(主分类):G01J 1/20 专利申请号:2017105429591 专利号:ZL2017105429591 合同备案号:X2023980034754 让与人:深圳大学 受让人:广东向日葵智能科技有限公司 发明名称:一种多光色光源的光色度学性能的优化方法及优化系统 申请日:20170705 申请公布日:20171117 授权公告日:20180817 许可种类:普通许可 备案日期:20230417

    专利实施许可合同备案的生效、变更及注销

  • 2023-04-11

    专利实施许可合同备案的生效 IPC(主分类):G01J 1/20 专利申请号:2017105429591 专利号:ZL2017105429591 合同备案号:X2023980034077 让与人:深圳大学 受让人:深圳一步智造科技有限公司 发明名称:一种多光色光源的光色度学性能的优化方法及优化系统 申请日:20170705 申请公布日:20171117 授权公告日:20180817 许可种类:普通许可 备案日期:20230324

    专利实施许可合同备案的生效、变更及注销

  • 2023-01-31

    专利实施许可合同备案的生效 IPC(主分类):G01J 1/20 专利申请号:2017105429591 专利号:ZL2017105429591 合同备案号:X2022980026713 让与人:深圳大学 受让人:深圳市研西达科技有限公司 发明名称:一种多光色光源的光色度学性能的优化方法及优化系统 申请日:20170705 申请公布日:20171117 授权公告日:20180817 许可种类:普通许可 备案日期:20230112

    专利实施许可合同备案的生效、变更及注销

  • 2022-12-30

    专利实施许可合同备案的生效 IPC(主分类):G01J 1/20 专利申请号:2017105429591 专利号:ZL2017105429591 合同备案号:X2022980026606 让与人:深圳大学 受让人:深圳市聚创半导体科技有限公司 发明名称:一种多光色光源的光色度学性能的优化方法及优化系统 申请日:20170705 申请公布日:20171117 授权公告日:20180817 许可种类:普通许可 备案日期:20221212

    专利实施许可合同备案的生效、变更及注销

  • 2022-12-27

    专利实施许可合同备案的生效 IPC(主分类):G01J 1/20 专利申请号:2017105429591 专利号:ZL2017105429591 合同备案号:X2022980026125 让与人:深圳大学 受让人:深圳市奥新科技有限公司 发明名称:一种多光色光源的光色度学性能的优化方法及优化系统 申请日:20170705 申请公布日:20171117 授权公告日:20180817 许可种类:普通许可 备案日期:20221211

    专利实施许可合同备案的生效、变更及注销

  • 2022-12-23

    专利实施许可合同备案的生效 IPC(主分类):G01J 1/20 专利申请号:2017105429591 专利号:ZL2017105429591 合同备案号:X2022980024758 让与人:深圳大学 受让人:深圳麦沃创新技术有限公司 发明名称:一种多光色光源的光色度学性能的优化方法及优化系统 申请日:20170705 申请公布日:20171117 授权公告日:20180817 许可种类:普通许可 备案日期:20221207

    专利实施许可合同备案的生效、变更及注销

  • 2022-12-20

    专利实施许可合同备案的生效 IPC(主分类):G01J 1/20 专利申请号:2017105429591 专利号:ZL2017105429591 合同备案号:X2022980023881 让与人:深圳大学 受让人:深圳市利普胜科技有限公司 发明名称:一种多光色光源的光色度学性能的优化方法及优化系统 申请日:20170705 申请公布日:20171117 授权公告日:20180817 许可种类:普通许可 备案日期:20221201

    专利实施许可合同备案的生效、变更及注销

  • 2022-12-16

    专利实施许可合同备案的生效 IPC(主分类):G01J 1/20 专利申请号:2017105429591 专利号:ZL2017105429591 合同备案号:X2022980023727 让与人:深圳大学 受让人:深圳汇金睿数智能科技有限公司 发明名称:一种多光色光源的光色度学性能的优化方法及优化系统 申请日:20170705 申请公布日:20171117 授权公告日:20180817 许可种类:普通许可 备案日期:20221129

    专利实施许可合同备案的生效、变更及注销

  • 2018-08-17

    授权

    授权

  • 2017-12-12

    实质审查的生效 IPC(主分类):G01J1/20 申请日:20170705

    实质审查的生效

  • 2017-11-17

    公开

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说明书

技术领域

本发明属于照明技术领域,尤其涉及一种多光色光源的光色度学性能的优化方法及优化系统。

背景技术

随着智能照明技术的发展,多光色光源,特别是多光色LED智能控制技术得到了大幅度的提升,相应的优化方案也得到了快速发展。同时,光源的各种光度学性能和色度学性能都得到优化提升。光度学于1760年由朗伯建立,定义了光通量、发光强度、照度、亮度等主要光学光度学参量,并用数学阐明了它们之间的关系和光度学几个重要定律,如照度的叠加性定律、距离平方比定律、照度的余弦定律等。在可见光波段内,考虑到人眼的主观因素后的相应计量学科称为光度学。色度学是将主观颜色感知与客观物理测量值联系起来,建立科学、准确的定量测量方法。

辐射光谱效率LER(Luminous Efficacy of Radiation)、暗视觉辐射效率SLER(Scotopic efficacy of radiation)以及非视觉生物效应引起的生理辐射效率CER(Cirtopic efficacy of radiation)是现在评价光源性能的重要光度学参数。根据目前的对多光色光源的优化技术,光度、色度学性能(统称光色度学性能)不能够同时进行优化。现有的一般优化过程为:先优化光度学性能,然后在相应允许的范围内,优化其色度学性能,也就是分成两个步骤分别完成。将光度学性能和色度学性能分为两步去优化,在工程应用中会带来诸多不便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种多光色光源的光色度学性能的优化方法及优化系统,旨在进行多光色光源的优化过程中,将光度学性能和色度学性能进行统一优化,提供易于工程应用的多光色光源优化模型。

本发明是这样实现的,一种多光色光源的光色度学性能的优化方法,包括以下步骤:

根据明视觉、暗视觉以及非视觉的光谱敏感性曲线和预设的三种光色光源计算出光谱辐射效率、暗视觉光谱辐射效率和非视觉光谱辐射效率,并根据所述光谱辐射效率、所述暗视觉光谱辐射效率和所述非视觉光谱辐射效率确定出相应的等高度图;

将所述等高度图进行二元函数(包括二元多项式)拟合,计算出光谱辐射效率、暗视觉光谱辐射效率和非视觉光谱辐射效率相应的等高值;

根据所述等高度图和所述光谱辐射效率、所述暗视觉光谱辐射效率和所述非视觉光谱辐射效率的等高值得到色域类各色度点的等高度图梯度变化;

根据所述色域类各色度点的等高度图梯度变化得到色域类各色度点的梯度值,所述多光色光源的光色度学性能根据所述色域类各色度点的梯度值进行优化。

进一步地,所述根据明视觉、暗视觉以及非视觉的光谱敏感性曲线和预设的三种光色光源计算出光谱辐射效率、暗视觉光谱辐射效率和非视觉光谱辐射效率,并根据所述光谱辐射效率、所述暗视觉光谱辐射效率和所述非视觉光谱辐射效率在色度图上确定出相应的等高度图包括以下步骤:

将明视觉对应的光谱敏感性曲线V(λ)、暗视觉对应的光谱敏感性曲线V’(λ)以及非视觉对应的光谱敏感性曲线C(λ)在CIE1931xy色度图上作出对应的色度坐标;

根据所述预设的三种光色光源在CIE1931xy色度图上对应的色域空间内计算出光谱辐射效率LER、暗视觉光谱辐射效率SLER和非视觉光谱辐射效率CLER,其中,P(λ)表示波长函数;

根据所述光谱辐射效率LER、所述暗视觉光谱辐射效率SLER和所述非视觉光谱辐射效率CLER在色度图上作出相应的等高度图。

进一步地,所述根据所述等高度图和所述光谱辐射效率、所述暗视觉光谱辐射效率和所述非视觉光谱辐射效率的等高值得到色域类各色度点的等高度图梯度变化包括以下步骤:

所述相应的等高值函数为z=z0+a·x+b·y+c·x2+d·y2+f·x·y,其中,z0、a、b、c、d、f为常数;

所述等高度图的梯度计算式为其中,为等高度图上的向量;

根据所述梯度计算式和所述等高值函数得到所述等高度图的梯度变化为:其中,a、b、c、d、f为常数。

进一步地,所述根据所述色域类各色度点的等高度图梯度变化得到色域类各色度点的梯度值包括以下步骤:

由所述相应的等高值函数z=z0+a·x+b·y+c·x2+d·y2+f·x·y得到,LER的等高值为zp=z1+a1·x+b1·y+c1·x2+d1·y2+f1·x·y,SLER的等高值为zs=z2+a2·x+b2·y+c2·x2+d2·y2+f2·x·y,CLER的等高值为zc=z3+a3·x+b3·y+c3·x2+d3·y2+f3·x·y,其中,z1、a1、b1、c1、d1、f1、z2、a2、b2、c2、d2、f2、z3、a3、b3、c3、d3、f3为常数;

根据所述LER的等高值、SLER的等高值和CLER的等高值以及所述等高度图的梯度计算式得到LER的梯度值为SLER的梯度值为CLER的梯度值为

进一步地,所述优化方法还包括:

根据函数模型对显色性能进行优化。

进一步地,所述优化方法还包括:

建立光度向量模型PVD,根据所述三种光色光源的向量和参考向量作出色域类各色度点的夹角,根据公式PVD=w1·θ1+w2·θ2+w3·θ3计算色域类各色度点对应的夹角值,将所述夹角值与色域类各色度点的梯度值进行比较,其中,w1、w2、w3为权重系数,所述权重系数为各单色光源依据光谱辐射效率、暗视觉光谱辐射效率和非视觉光谱辐射效率进行计算的相应值,θ1为参考向量分别与蓝色光源向量的夹角,θ2为参考向量分别与绿色光源向量的夹角,θ3为参考向量分别与红色光源向量的夹角;

根据光度向量模型PVD进行光度量以及色度的优化,对所述色度进行优化时,在预设的色温范围内,根据所述色温的范围进行优化。

本发明还提供一种多光色光源的光色度学性能的优化系统,包括:

等高度图形成模块,根据明视觉、暗视觉以及非视觉的光谱敏感性曲线和预设的三种光色光源计算出光谱辐射效率、暗视觉光谱辐射效率和非视觉光谱辐射效率,并根据所述光谱辐射效率、所述暗视觉光谱辐射效率和所述非视觉光谱辐射效率确定出相应的等高度图;

等高值计算模块,将所述等高度图进行二元函数拟合,计算出光谱辐射效率、暗视觉光谱辐射效率和非视觉光谱辐射效率相应的等高值;

等高度图梯度变化形成模块,根据所述等高度图和所述光谱辐射效率、所述暗视觉光谱辐射效率和所述非视觉光谱辐射效率的等高值得到色域类各色度点的等高度图梯度变化;

梯度值计算模块,根据所述色域类各色度点的等高度图梯度变化得到色域类各色度点的梯度值,所述多光色光源的光色度学性能根据所述色域类各色度点的梯度值进行优化。

进一步地,所述等高度图形成模块包括:

色度坐标生成单元,将明视觉对应的光谱敏感性曲线V(λ)、暗视觉对应的光谱敏感性曲线V’(λ)以及非视觉对应的光谱敏感性曲线C(λ)在CIE1931xy色度图上作出对应的色度坐标;

光谱辐射效率计算单元,根据所述三种光色光源在CIE1931xy色度图上对应的色域空间内计算出光谱辐射效率LER、暗视觉光谱辐射效率SLER和非视觉光谱辐射效率CLER,其中,P(λ)表示波长函数;

等高度图生成单元,根据所述光谱辐射效率LER、所述暗视觉光谱辐射效率SLER和所述非视觉光谱辐射效率CLER在色度图上作出相应的等高度图。

进一步地,所述等高度图梯度变化形成模块包括:

等高值函数单元,所述相应的等高值函数为z=z0+a·x+b·y+c·x2+d·y2+f·x·y,其中,z0、a、b、c、d、f为常数;

梯度计算单元,所述等高度图的梯度计算式为其中,为等高度图上的向量;

梯度变化确认单元,根据所述梯度计算式和所述等高值函数得到所述等高度图的梯度变化为:其中,a、b、c、d、f为常数。

进一步地,所述梯度值计算模块包括:

等高值计算单元,由所述相应的等高值函数z=z0+a·x+b·y+c·x2+d·y2+f·x·y得到,LER的等高值为zp=z1+a1·x+b1·y+c1·x2+d1·y2+f1·x·y,SLER的等高值为zs=z2+a2·x+b2·y+c2·x2+d2·y2+f2·x·y,CLER的等高值为zc=z3+a3·x+b3·y+c3·x2+d3·y2+f3·x·y,其中,z1、a1、b1、c1、d1、f1、z2、a2、b2、c2、d2、f2、z3、a3、b3、c3、d3、f3为常数;

梯度值计算单元,根据所述LER的等高值、SLER的等高值和CLER的等高值以及所述等高度图的梯度计算式得到LER的梯度值为SLER的梯度值为CLER的梯度值为

进一步地,该优化系统还包括:

验证模块,建立光度向量模型PVD,根据所述三种光色光源的向量和参考向量作出色域类各色度点的夹角,根据公式PVD=w1·θ1+w2·θ2+w3·θ3计算色域类各色度点对应的夹角值,将所述夹角值与色域类各色度点的梯度值进行比较,其中,w1、w2、w3为权重系数,所述权重系数为各单色光源依据光谱辐射效率、暗视觉光谱辐射效率和非视觉光谱辐射效率进行计算的相应值,θ1为参考向量分别与蓝色光源向量的夹角,θ2为参考向量分别与绿色光源向量的夹角,θ3为参考向量分别与红色光源向量的夹角;

第一优化模块,根据光度向量模型PVD进行光度量以及色度的优化,对所述色度进行优化时,在预设的色温范围内,根据所述色温的范围进行优化。

进一步地,所述优化系统还包括:

第二优化模块,根据函数模型对显色性能进行优化。

本发明与现有技术相比,有益效果在于:本发明的多光色光源的光色度学性能的优化方法及优化系统将明视觉、暗视觉以及非视觉的光谱敏感性曲线与三种光色光源确定出等高度图,进行二元函数拟合,计算等高值及色域类各色度点的等高度图梯度变化来计算色域类各色度点的梯度值,从而实现了对多光色光源进行统一优化,并能够预测多光色光源的光度学性能以及色度学性能的变化规律,能够极大程度的节能,也能为工程应用提供解决方案,为智能照明提供控制策略。同时,还可以应用于室内外照明、道路照明等诸多照明场所。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种多光色光源的光色度学性能的优化方法的流程示意图;

图2是本发明实施例提供的一种多光色光源的光色度学性能的优化系统的模块示意图;

图3是明视觉、暗视觉及非视觉对应的光谱敏感性曲线示意图;

图4是明视觉的光谱敏感性曲线V(λ)、暗视觉的光谱敏感性曲线V’(λ)以及非视觉的光谱敏感性曲线C(λ)对应的色度坐标;

图5是蓝、绿、红三种光色光源对应的峰值波长分别为450nm、540nm和610nm的波形示意图;

图6a是由蓝、绿、红三光色光源合成LER的等高图;

图6b是由蓝、绿、红三光色光源合成SLER的等高图;

图6c是由蓝、绿、红三光色光源合成CLER的等高图;

图7a是LER的等高图二元多项式拟合图;

图7b是S LER的等高图二元多项式拟合图;

图7c是CLER的等高图二元多项式拟合图;

图8a是三色光源向量和参考向量间的夹角示意图;

图8b是三色光源向量和参考向量间的夹角示意图;

图8c是三色光源向量和参考向量间的夹角示意图;

图9a是光度向量方向和LER梯度方向的示意图;

图9b是光度向量方向和SLER梯度方向的示意图;

图9c是光度向量方向和CLER梯度方向的示意图。

具体实施方式

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。

如图1所示,为本发明实施例提供的一种多光色光源的光色度学性能的优化方法,该优化方法包括以下步骤:

S101、根据明视觉、暗视觉以及非视觉的光谱敏感性曲线和预设的三种光色光源计算出光谱辐射效率、暗视觉光谱辐射效率和非视觉光谱辐射效率,并根据所述光谱辐射效率、所述暗视觉光谱辐射效率和所述非视觉光谱辐射效率确定出相应的等高度图。请参阅图3,图3为明视觉、暗视觉以及非视觉对应的光谱敏感性曲线示意图。

S102、将所述等高度图进行二元函数拟合,计算出光谱辐射效率、暗视觉光谱辐射效率和非视觉光谱辐射效率相应的等高值。

请参阅图7a至7c,为本发明LER、S LER、CLER的等高图二元函数拟合图。

S103、根据所述等高度图和所述光谱辐射效率、所述暗视觉光谱辐射效率和所述非视觉光谱辐射效率的等高值得到色域类各色度点的等高度图梯度变化。请参阅图9a至9c,为光度向量方向和LER、SLER、CLER梯度方向的示意图。

S104、根据所述色域类各色度点的等高度图梯度变化得到色域类各色度点的梯度值。

该多光色光源的光色度学性能的优化方法根据多光色光源在色度图上的变化以及光谱的敏感性曲线对明视觉、暗视觉以及非视觉进行二元函数拟合,计算等高值及色域类各色度点的等高度图梯度变化来计算色域类各色度点的梯度值,从而能够将光、色度学性能进行统一优化,能够预测多光色光源光、色度性能的变化规律,以根据该变化规律对智能照明进行控制。可以应用于室内外照明、道路照明等诸多照明场所。

在上述各实施例的基础上,步骤S101具体还可以细分为以下步骤:

将明视觉对应的光谱敏感性曲线V(λ)、暗视觉对应的光谱敏感性曲线V’(λ)以及非视觉对应的光谱敏感性曲线C(λ)在CIE1931xy色度图上作出对应的色度坐标。请参阅图4,图4为明视觉的光谱敏感性曲线V(λ)、暗视觉的光谱敏感性曲线V’(λ)以及非视觉的光谱敏感性曲线C(λ)对应的色度坐标的示意图。

在实际应用中,可以选取蓝、绿、红作为预设的三种光色光源;或者,选取蓝、绿、黄作为预设的三种光色光源;或者,选取品红、青色、黄色作为预设的三种三色光源等。以下的实施例中以蓝、绿、红三种光色作为光源为例进行说明,所选取的三种光色光源均为单色光源,并采用峰值波长分别为450nm、540nm和610nm,半宽度为30nm。当然,根据实际的需要,也可以选取其它的光色作为光源。如图5所示,为本实施例中蓝、绿、红三种光色光源对应的峰值波长分别为450nm、540nm和610nm的波形示意图。

根据所述三种光色光源在CIE1931xy色度图上对应的色域空间内计算出光谱辐射效率LER、暗视觉光谱辐射效率SLER和非视觉光谱辐射效率CLER,其中,P(λ)表示波长函数。

根据所述光谱辐射效率LER、所述暗视觉光谱辐射效率SLER和所述非视觉光谱辐射效率CLER在色度图上作出相应的等高度图。请参阅图6a至6c,为本实施例中由蓝、绿、红三光色光源合成LER、SLER和CLER的等高图。

与上述各实施例相结合,步骤S103包括以下步骤:

所述相应的等高值函数为z=z0+a·x+b·y+c·x2+d·y2+f·x·y,其中,z0、a、b、c、d、f为常数。这里列举的二元多项式z只是其中的一种实施例。在其它的实施例是还可以采用其它的二元函数。比如,可以采用的二元函数z可以为z=z0+a·x+b·y、z=z0+a·x+b·y+c·x2+d·y2、等,其中x、y为变量,z0、a、b、c、d、B、D、E、F为系数。

所述等高度图的梯度计算式为其中,为等高度图上的向量。

根据所述梯度计算式和所述等高值函数得到所述等高度图的梯度变化为:其中,a、b、c、d、f为常数。

与上述的实施例相结合,步骤S104可以包括以下步骤:

由所述相应的等高值函数z=z0+a·x+b·y+c·x2+d·y2+f·x·y得到,LER的等高值为zp=z1+a1·x+b1·y+c1·x2+d1·y2+f1·x·y,SLER的等高值为zs=z2+a2·x+b2·y+c2·x2+d2·y2+f2·x·y,CLER的等高值为zc=z3+a3·x+b3·y+c3·x2+d3·y2+f3·x·y,其中,z1、a1、b1、c1、d1、f1、z2、a2、b2、c2、d2、f2、z3、a3、b3、c3、d3、f3为常数。

根据所述LER的等高值、SLER的等高值和CLER的等高值以及所述等高度图的梯度计算式得到LER的梯度值为SLER的梯度值为CLER的梯度值为

当实施例中LER、SLER、CLER等高度图拟合优度adj.R2>p、zs、zc对应相应的LER、SLER和CLER等高值,拟合结果如图7a、图7b和图7c所示。也即是:

zP=0.03381-0.02667x+1.97473y+0.00632x2-0.83892y2-0.36531xy;

zS=0.66825-1.8104x+0.77537y+0.38283x2-0.42365y2+0.65185xy;

zC=1.24743-1.83487x-1.52959y+0.38719x2+0.55264y2+1.10281xy。也就是说,在该实施例中,常数z1为0.03381、a1为-0.02667、b1为1.97473、c1为0.00632、d1为-0.83892、f1为-0.36531、z2为0.66825、a2为-1.8104、b2为0.77537、c2为0.38283、d2为-0.42365、f2为0.65185、z3为1.24743、a3为-1.83487、b3为-1.52959、c3为0.38719、d3为0.55264、f3为1.10281。

根据LER、SLER、CLER的等高值和各自的梯度值可以计算出LER、SLER、CLER的梯度值,具体如下:

在上述实施例提供的多光色光源的光色度学性能的优化方法的基础上,所述优化方法还可以包括以下步骤:

建立光度向量模型PVD(Photometric vector direction),根据所述三种光色光源的向量和参考向量作出色域类各色度点的夹角,该三种光色光源的向量为:参考向量为:如图8a至8c所示,为三色光源向量分别与参考向量间的夹角示意图。根据公式PVD=w1·θ1+w2·θ2+w3·θ3计算出色域类各色度点对应的夹角值,将所述夹角值与色域类各色度点的梯度值进行比较,其中,w1、w2、w3为权重系数,所述权重系数为各单色光源依据光谱辐射效率、暗视觉光谱辐射效率和非视觉光谱辐射效率进行计算的相应值,θ1为参考向量分别与蓝色光源向量的夹角,θ2为参考向量分别与绿色光源向量的夹角,θ3为参考向量分别与红色光源向量的夹角。

根据光度向量模型PVD进行光度量以及色度的优化。在对所述色度进行优化时,在预设的色温范围内,根据所述色温的范围进行优化。

在上述实施例的基础上,可以根据函数模型对显色性能进行优化。函数模型也即上述提到的等高值函数、等高度图的梯度函数、等高度图的梯度变化函数。在对光源的显色性进行优化时,可以使用上述相同的步骤得到色域范围类,光源显示性分布等高度图,因此,优化技术中可以同时对于光源的显色性进行优化。

上述步骤可以对优化方法中求出的色域类各色度点的梯度值进行验证,以确保上述优化方法的可行性和求出的色域类各色度点的梯度值的正确性。如图9a至9c的光度向量方向和LER、SLER、CLER梯度方向的示意图所示,验证出来的结果显示偏差色度在0度至17度之间,准确度非常高。

如图2所示,为本发明实施例提供的一种多光色光源的光色度学性能的优化系统的模块示意图。该优化系统包括:等高度图形成模块201、等高值计算模块202、等高度图梯度变化形成模块203和梯度值计算模块204。各模块的详细说明如下:

等高度图形成模块201,根据明视觉、暗视觉以及非视觉的光谱敏感性曲线和预设的三种光色光源计算出光谱辐射效率、暗视觉光谱辐射效率和非视觉光谱辐射效率,并根据所述光谱辐射效率、所述暗视觉光谱辐射效率和所述非视觉光谱辐射效率确定出相应的等高度图。

等高值计算模块202,将所述等高度图进行二元函数拟合,计算出光谱辐射效率、暗视觉光谱辐射效率和非视觉光谱辐射效率相应的等高值。

等高度图梯度变化形成模块203,根据所述等高度图和所述光谱辐射效率、所述暗视觉光谱辐射效率和所述非视觉光谱辐射效率的等高值得到色域类各色度点的等高度图梯度变化。

梯度值计算模块204,根据所述色域类各色度点的等高度图梯度变化得到色域类各色度点的梯度值,所述多光色光源的光色度学性能根据所述色域类各色度点的梯度值进行优化。

在上述多光色光源的光色度学性能的优化系统的实施例的基础上,所述等高度图形成模块包括:

色度坐标生成单元,将明视觉对应的光谱敏感性曲线V(λ)、暗视觉对应的光谱敏感性曲线V’(λ)以及非视觉对应的光谱敏感性曲线C(λ)在CIE1931xy色度图上作出对应的色度坐标。

光色光源预置单元,将蓝、绿、红作为预设的三种光色光源,作为预设的光色光源一般选取单色光源。当然,光色光源预置单元还可以选用其它颜色的三种单色光源作为预设的三种光色光源。

光谱辐射效率计算单元,根据所述三种光色光源在CIE1931xy色度图上对应的色域空间内计算出光谱辐射效率LER、暗视觉光谱辐射效率SLER和非视觉光谱辐射效率CLER,其中,P(λ)表示波长函数。

等高度图生成单元,根据所述光谱辐射效率LER、所述暗视觉光谱辐射效率SLER和所述非视觉光谱辐射效率CLER在色度图上作出相应的等高度图。

在上述多光色光源的光色度学性能的优化系统的各个实施例的基础上,所述等高度图梯度变化形成模块包括:

等高值函数单元,所述相应的等高值函数为z=z0+a·x+b·y+c·x2+d·y2+f·x·y,其中,z0、a、b、c、d、f为常数。

梯度计算单元,所述等高度图的梯度计算式为其中,为等高度图上的向量。

梯度变化确认单元,根据所述梯度计算式和所述等高值函数得到所述等高度图的梯度变化为:其中,a、b、c、d、f为常数。

在上述多光色光源的光色度学性能的优化系统的各个实施例的基础上,所述梯度值计算模块包括:

等高值计算单元,由所述相应的等高值函数z=z0+a·x+b·y+c·x2+d·y2+f·x·y得到,LER的等高值为zp=z1+a1·x+b1·y+c1·x2+d1·y2+f1·x·y,SLER的等高值为zs=z2+a2·x+b2·y+c2·x2+d2·y2+f2·x·y,CLER的等高值为zc=z3+a3·x+b3·y+c3·x2+d3·y2+f3·x·y,其中,z1、a1、b1、c1、d1、f1、z2、a2、b2、c2、d2、f2、z3、a3、b3、c3、d3、f3为常数。

梯度值计算单元,根据所述LER的等高值、SLER的等高值和CLER的等高值以及所述等高度图的梯度计算式,可以得到:

LER的梯度值为

SLER的梯度值为

CLER的梯度值为

与上述的实施例相结合,该优化系统还包括:

验证模块,建立光度向量模型PVD,根据所述三种光色光源的向量和参考向量作出色域类各色度点的夹角,根据公式PVD=w1·θ1+w2·θ2+w3·θ3计算色域类各色度点对应的夹角值,将所述夹角值与色域类各色度点的梯度值进行比较,其中,w1、w2、w3为权重系数,所述权重系数为各单色光源依据光谱辐射效率、暗视觉光谱辐射效率和非视觉光谱辐射效率进行计算的相应值,θ1为参考向量分别与蓝色光源向量的夹角,θ2为参考向量分别与绿色光源向量的夹角,θ3为参考向量分别与红色光源向量的夹角。

第一优化模块,根据光度向量模型PVD进行光度量以及色度的优化,对所述色度进行优化时包含对色温的优化。对所述色度进行优化时,也可以限定在一定的色温范围内,根据色温的限定进行优化。

所述优化系统还可以包括:

第二优化模块,根据函数模型对显色性能进行优化。

本发明的多光色光源的光色度学性能的优化方法及优化系统,在多光色光源优化中,都可以将光度学性能和色度学性能进行统一优化,能够预测多光色光源的光度、色度性能的变化规律,在智能照明中可以最大程度的节能,同时,也能为工程应用提供解决方案,为智能照明提供重要的控制策略,为室内外照明、道路照明等诸多照明场所应用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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