高色饱和度白光LED照明系统及其混色设计方法

摘要

本发明属于半导体照明技术领域，具体为一种高色饱和度白光LED照明系统及其混色设计方法。本发明混色得到的白光LED照明系统与常规LED照明系统相比，在保持相同色温（CCT）和相同显色指数（CRI）的情况下，具有高全色域指数（GAI）。用具有高全色域指数的白光LED照射物体，能够显著增强被照物体的颜色饱和度，使被照物体颜色更鲜艳，提高人们对被照物体的偏好度和喜爱度。本发明的高色饱和度白光LED的混色设计方法用于白光LED照明系统的设计，可获得色温调节范围2000−10000K，全色域指数GAI≥100。本发明的混色设计方法建立了红绿蓝光（RGB）比例与显色指数、全色域指数之间的曲线关系，为高品质智能照明的实现提供了一种新的途径。

主权项

一种高色饱和度白光LED混色设计方法，其特征在于具体步骤为：步骤1：设定白光LED照明系统所需要的色温，然后在CIE 1931色域空间中求得所需色坐标点（x, y），转化为三点坐标（X, Y, Z）；步骤2：选用三原色红光LED、黄绿光LED、蓝光LED和荧光粉转换的白光LED配色成所需色坐标点的白光，三原色红光LED、黄绿光LED、蓝光LED简记为R、G、B；根据每组光源的光谱和颜色匹配函数，求得R、G、B和白光LED的色坐标点，分别记为（X_r, Y_r, Z_r）、（X_g, Y_g, Z_g）、（X_b, Y_b, Z_b）、（X_w, Y_w, Z_w）；步骤3：计算满足所需白光的色坐标点的R、G、B和白光LED比例；假设R、G、B和白光LED的比例分别为r、g、b、w，根据所需白光的色坐标点，得到如下方程组：此方程组为奇异值方程，用数学软件解此奇异值方程，得到无穷多组解；当用四组不同波长的LED光源混色时，多种LED配比都可以得到所需白光的色坐标点；步骤4：对于每一种配比，根据CIE制定的标准色度学方法计算CRI和GAI指数，得到R、G、B比例和CRI/GAI之间的曲线关系，随光源系统中R、G、B比例增大，CRI指数先增大而后减小，而GAI指数则一直线性增大；步骤5：根据R、G、B比例和CRI/GAI之间的线性关系曲线，得到所设定的色温条件下，针对某个显色指数，高全色域指数混色方案所对应的R、G、B和白光LED的比例；步骤6：对每组LED光源采用脉冲宽度调制调光，改变其光输出强度，得到所需的R、G、B和白光LED的比例，以此设计产品，得到相同色温、相同显色指数，而具有高全色域指数的白光LED照明系统。