[发明专利]类日光谱的通照共用LED模块匹配方法

说明书

本发明涉及半导体照明和可见光通信领域，公开了一种类日光谱的LED照明通信集成模块匹配方法，具体包括：类日光谱的拟合方法、色度指数匹配、通信链路设计。本模块主要用于在拟合日光谱和匹配照明标准的基础上，选取通信性能强的灯珠作为通信通道，其他灯珠作为辅助光源协助实现照明标准，从而达到通照共用的理想条件。采用本发明技术，可以得到高拟合精度的类日光谱，以此为基础确定配光方案，节省人力和时间，完美实现通照共用。

技术领域

本发明涉及半导体照明和可见光通信领域，更具体地，涉及一种类日光谱的通照共用LED模块匹配方法。

背景技术

发光二极管(Light-emitting diode,简称LED)，是一种半导体固体发光器件，是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。半导体照明产品就是利用LED作为光源制造出来的照明器具。半导体照明具有高效、节能、环保、易维护等显著特点，是实现节能减排的有效途径，已逐渐成为照明史上继白炽灯、荧光灯之后的又一场照明光源的革命。当前全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下，节约能源是我们未来面临的重要的问题，在照明领域，LED发光产品的应用正吸引着世人的目光，LED作为一种新型的绿色光源产品，必然是未来发展的趋势，二十一世纪将进入以LED为代表的新型照明光源时代。节能能源无污染即为环保。直流驱动，超低功耗(单管0.03-0.06瓦)电光功率转换接近100％，相同照明效果比传统光源节能80％以上。LED光源有人称它为长寿灯，意为永不熄灭的灯。固体冷光源，环氧树脂封装，灯体内也没有松动的部分，不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点，使用寿命可达6万到10万小时，比传统光源寿命长10倍以上。与传统光源单调的发光效果相比，LED光源是低压微电子产品，成功融合了计算机技术、网络通信技术、图像处理技术、嵌入式控制技术等，所以亦是数字信息化产品，是半导体光电器件“高新尖”技术，具有在线编程，无限升级，灵活多变的特点。

可见光通信(Visible Light Communication,VLC)是利用LED发出的肉眼看不到的高速明暗闪烁信号来传输信息的。可见光通信的概念在2000年提出后，迅速获得了世界各国的关注和支持，在短短十几年间得到了迅猛发展。可将光通信被《时代周刊》评为2011年全球50大科技发明之一。国际多个研究组织对视觉成像阵列分集、复用、传输、通信定位等基础原理和技术开展研究，可见光成像通信作为一个新的研究领域正在兴起。所谓的可见光通信技术是指，通过人眼识别不了的高频来控制LED灯的亮灭，亮代表1，灭代表0，接收端通过传感器来接收光信号，能传输二进制信号那么就可以传输各种的信息了。由于以人眼识别不了的高频来调制光的亮度，故此可以实现照明、通信、显示的一体化。无线频谱资源紧张，很多频段都已经被占用。可见光波段的波长介于780nm-375nm之间。可见光波段尚属空白频谱，无需授权即可使用，因此VLC技术抢占空白频谱，有效地利用频谱资源，拓展了下一代宽带通信的频谱技术。可见光的频谱带宽是目前电磁波带宽10000多倍。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种类日光谱的通照共用LED模块匹配方法，可以得到高拟合精度的类日光谱。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种类日光谱的通照共用LED模块匹配方法，包括以下步骤：

S1.构建单色LED芯片或灯珠的光谱曲线数据库，以峰值波长、半高宽、峰值光强作为特征参数，并选用日光谱作为目标光谱；

S2.计算得到光谱混合库：通过修正高斯函数得到单色LED的绝对辐射功率分布曲线，修正高斯函数的公式如下：

对数据库中的每颗单色LED的绝对辐射功率分布曲线矩阵相加，得到光谱混合库φ_LED，其计算公式为：