中间视觉下固定色温白光LED的光谱最优化研究

发布时间：2020-11-02 22:48

　　 白光LED在中间视觉下的应用广泛。本文针对中间视觉范围内的道路,居住区,商业区3种实际应用场所进行固定色温下的白光LED光谱最优化研究。本实验以中间视觉下的极限光效的平均值LLE_(m.ave)最大为优化目标进行中间视觉的光谱优化。本文对3种应用场所依据亮度不同进行了等级划分:道路分为4个等级,分别为0.5cd/m~2、0.8cd/m~2、1.25cd/m~2、1.75cd/m~2;居住区分为3个等级,分别为0.35cd/m~2、0.525cd/m~2、0.7cd/m~2;商业区分为3个等级,分别为0.7 cd/m~2、1.05cd/m~2、1.4cd/m~2。对荧光粉涂覆型白光LED(pc-W LED)、红光芯片替换红色荧光粉加蓝光芯片激发绿色荧光粉白光LED(pc/R LED)、量子点白光LED(QD LED)三种白光LED建立了理论和实际光谱模型,以单个应用场所各个亮度等级中间视觉极限光效的平均值LLE_(m,ave)最大化为优化目标,分别在显色性指数CRI70,CRI80,CRI90的要求下,得到适用于道路照明、居住区照明及商业区照明,色温区间在2700 K-6500 K共计8个固定色温下的3种白光LED的理论和实际最佳光谱分布,峰值波长,半高宽和各色光成分组合等光度学信息。在相同应用场所,相同显色性指数,相同色温,同一种白光方案下,通过对比优化后理论和实际的中间视觉极限光效的平均值,我们发现理论极限光效全部高于实际极限光效,说明我们得到的中间视觉下3种白光方案的理论光谱数据对新型荧光粉材料和LED芯片的研究是具有指导意义的。在相同适用场所,相同色温,相同白光LED方案时,显色性CRI=70时,LLE_(m,ave)最大;CRI=90时,LLE_(m,ave)最小;CRI=80时,介于两者之间。在相同适用场所,相同显色性指数,相同色温下,对比3种实现的白光方案,我们发现pc/R LED的中间视觉极限光效明显高于QD LED和pc-W LED,QD LED的中间视觉极限光效高于pc/RLED。故根据实验结果,在进行道路,居住区,商业区等属于中间视觉的室外照明场所,我们推荐使用pc/R LED方案进行白光LED光源的设计。
【学位单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN312.8
【部分图文】：

具作为一种照明光源，对其性能指标的评价，我们主要从以，在其照度（亮度）满足环境需求的情况下，首先需要其具的色温，对该光源下具体物体的物体色的还原度（显色性）率（光效）。源的色温是由该光源的光谱功率分布决定的。温的定义：在任何温度下能完全吸收到达其上的所有辐射能对于某个特定温度的黑体，必然有特点的光谱分布功率与之分布又对应某一特定的颜色。所以人们将一黑体加热到不同来表征一个光源的颜色，称为光源颜色温度，简称色温[24]。 5000K，若某个光源发出的光色与此时黑体发出的光色相同就是 5000K。色温单位与常用的等热力温标相同，也就是

图 3.2 相关色温示意图，黑色3.1.2 光源的显色性光源对于物体的本真颜色的呈现程色还原程度也就越高，颜色保真度和饱实际颜色的还原较差，我们所看到的颜标是评价光源对物体原色反映程度的物（1）显色性指数 CRI / Ra[50]显色指数（color rendering index）简指数。计算方法时通过 8 个标准色卡在测得其 8 种对应色差 ΔEi（i=1,2,3……出的 1964U*V*W*色空间。参考光源一

图 3.3 计算 CRI 的 8 种标准色（2）IES TM 30-15全称为 IES Method for Evaluating Light Source Color Rendition,其显色性计算的原理与 CRI 相同，但是其具有 99 个标准色卡，远远高于 CRI 的 8 个标准色卡。而且这 99 个标准色卡是从 105000 个物体色中科学筛选出来的。它囊括了生活中常见的从饱和到不饱和，从亮到暗的各种颜色。TM 30-15 有双重指标，分别分色保真度 Rf和色域度 Rg。Rf用于表征各标准色在测试光源照射下与参与光源相比的相似程度（区间在 0 ~100）。色域度代表各标准色在测试光源下与参考光源相比饱和度的差异。（100 代表该测试光源与参考光源对颜色的饱和度相同，大于 100 表明该测试光源提高了颜色的饱和度，小于 100 表示颜色的饱和度在该测试光源下较低。）
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 ken Sagawa;朴大植;;中间视觉范围内的光谱光效率函数[J];国外计量;1987年04期

2 蒋勇燕;;中间视觉理论在隧道照明灯具有效照度评价中的应用[J];北方交通;2012年04期

3 方志烈;;从科学发展角度看LED路灯和中间视觉[J];中国科技财富;2010年09期

4 姚佩玉,林燕丹,邵红,陈大华;中间视觉浅析[J];中国照明电器;2002年09期

5 王建平;严晓龙;徐晓冰;;基于反应时间的中间视觉道路照明功率密度分析及显色性能研究[J];发光学报;2015年05期

6 陈仲林,杨春宇,何正军;中间视觉模式[J];灯与照明;2004年01期

7 严晓龙;边玉亮;冯莹莹;李萍;郝凤蕾;;中间视觉环境道路照明光源等效亮度研究[J];赤峰学院学报(自然科学版);2019年01期

8 刘小勤;周辅昆;曾水泉;;白光LED中间视觉隧道照明设计研究[J];交通世界(运输.车辆);2013年11期

9 Wout van Bommel;周太明;林燕丹;;光源的光谱与低照明水平——中间视觉的基础[J];照明工程学报;2009年04期

10 童孟胜;张驰;张天航;钱登朝;康诚;吴珂;;隧道环境下中间视觉模型的对比及应用[J];照明工程学报;2017年06期

相关博士学位论文 前3条

1 林燕丹;中间视觉状态下人眼视觉功能的光谱响应特性研究[D];复旦大学;2005年

2 陈文成;中间视觉S光度学模型的建立及应用[D];复旦大学;2008年

3 孙立晔;基于中间视觉的低亮度、弱对比景观照明评价与实验研究[D];天津大学;2008年

相关硕士学位论文 前10条

1 高程;再论CIE MES2模型[D];辽宁科技大学;2018年

2 陈子逸;驾驶负载下中间视觉可见度模型研究[D];东南大学;2018年

3 赖津丽;中间视觉成像在油画中的运用[D];福州大学;2016年

4 张传稳;中间视觉下固定色温白光LED的光谱最优化研究[D];东华大学;2018年

5 王磊;基于交通安全视觉模型的隧道照明理论应用研究[D];长安大学;2011年

6 严晓龙;基于行车视觉行为反应时间的中间视觉道路照明节能性分析及显色性能研究[D];合肥工业大学;2015年

7 董孟迪;基于中间视觉的行人区域道路照明评价方法[D];复旦大学;2014年

8 马硕;道路照明光源的视觉功效与视疲劳机理的研究[D];北京交通大学;2016年

9 刘蓓;中间视觉条件下弱对比、暗景观的初步研究[D];天津大学;2006年

10 卜伶俐;城市道路灯光照明对行车安全的影响[D];西南交通大学;2013年

本文编号：2867689