多基色LED的照明通信光源显色性研究
本文选题:显色性 + 显色指数 ; 参考:《光谱学与光谱分析》2017年12期
【摘要】:可见光无线通信(visible light communication,VLC)是将LED照明技术和光通信技术相结合的一种新兴技术。针对目前LED照明通信光源显色性差、光效低且色温不可调等问题,依据多基色LED白光通信原理进行了相关研究,以Yoshi等提出的高斯分布形式作为基色LED的光谱模型,利用国际照明委员会(CIE)推荐的一般显色指数(R_a)和美国国家标准与技术研究所(National Institute of Standards and Technology,NIST)推荐的一般色质指数(Q_a)评价光源的显色性。采用遗传算法,在2 700~6 500K色温范围内优化出单个色温以及色温可调光源满足显色性最优的光谱组合,并基于R_a和Q_a大于80的原则优化出色温可调光源光视效能(luminous efficacy of radiation,LER)最优化的光谱组合。最后根据实验结果分析了光源的显色性、光视效能和色温可调性三者之间的关系。结果表明:三基色色温可调白光LED满足显色性最优的峰值波长组合为613nm/541nm/464nm,此时R_a和Q_a的最小值分别为81.2和81,可以满足一般条件下的照明通信需求;四基色色温可调白光LED满足显色性最优的峰值波长组合为620nm/562nm/505nm/449nm,此时R_a和Q_a的最小值分别为96.7和92.2。在特殊照明场所或要求较高的通信速率时,应采用四基色白光LED作为照明通信光源。仿真得到了三基色和四基色白光LED的最佳光谱组合,为宽通道可见光通信光源的设计提供了参考依据。
[Abstract]:Visible light Communication (VLC) is a new technology which combines LED lighting technology with optical communication technology. Aiming at the problems of poor color rendering, low light efficiency and unadjustable color temperature of LED lighting communication source at present, according to the principle of multi-primary color LED white light communication, this paper makes a related study, and takes the distribution form of Gao Si proposed by Yoshi et al as the spectral model of primary color LED. The chromogenic properties of light sources were evaluated by using the general color rendering index (Institute of Standards and) recommended by the International Lighting Commission (CIEI) and the National Institute of Standards and Technology (NIST) recommended by the National Institute of National Standards and Technology (NIST). Using genetic algorithm, the spectral combination of single color temperature and color temperature adjustable light source is optimized in the range of 2 700 ~ 6 500 K color temperature. Based on the principle of R _ S _ a and Q _ s _ a > 80, the optimal spectral combination of color temperature tunable light source with luminous efficacy of radiation is optimized. Finally, according to the experimental results, the relationship among the color rendering, optical efficiency and color temperature tunability of the light source is analyzed. The results show that the optimum peak wavelength combination of the three color temperature adjustable white LED is 613nm / 541nm / 464nm / 464 nm, and the minimum values are 81.2 and 81nm, respectively, which can meet the lighting communication requirements under general conditions. The optimum peak wavelength combination of four-color temperature adjustable white LED is 620nm / 562nm / 505nm / 449nm, and the minimum values are 96.7 and 92.2respectively. In the special lighting place or the high communication rate, four primary white light LED should be used as the lighting communication light source. The optimal spectral combination of trichromatic and four-color white light LED is obtained by simulation, which provides a reference for the design of wide channel visible light communication light source.
【作者单位】: 北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室;
【基金】:国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2013CB329202)资助
【分类号】:TM923.34;TN929.1
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,本文编号:1896734
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