一种多色led混光方法
技术领域
1.本发明涉及混光领域，尤其涉及一种多色led混光方法。
背景技术：2.随着led应用技术的不断发展，人们对光品质的需求不断提升，很从应用场境需要对出光的效果实现光色，光强和色温可调，需要对多种led光源混光进行调光混色。而现有技术中的led混光多通过rgb三基色的方案一或三基色rgb加独立的暧白光和冷白光方案二。
3.方案一：rgb三色混光的方案存在的问题主要有：无白光直接参与亮度不够，混白光时显指不够，调光过程中功率一致性差，实际显示效果无法与色盘精准对应。
4.方案二：三基色rgb加独立的暧白光和冷白光的方案存在的问题主要有：光源相对位置较远，近距离空间混光均匀度差；白光和彩光相对独立控制，结构电路复杂不能实物整体的联动；调光过程中功率一致性差，实际显示效果无法与色盘精准对应。
5.为解决上述问题，本技术中提出一种多色led混光方法。
技术实现要素：6.(一)发明目的
7.为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种多色led混光方法，本发明具有空间合光混色更均匀，空间光色一致性更好；可以实现更为丰富的出光效果，在亮度上有明显的提升效果；实现了控制色盘显示与出光光色精准对应。
8.(二)技术方案
9.为解决上述问题，本发明提供了一种多色led混光方法，包括以下步骤：
10.s1、测试基础数据；
11.s2、计算白平衡点
12.根据基础数据分别计算rgb和wc白平衡点的各色光的比例，通过测试的光通量与电流的关系，计算对应的可实现控制电流，并计算白平衡点；
13.s3、建立混色模型
14.根据色度学基础及白平衡原理，并结合混色的控制色盘要求，建立底层混色模型，通过计算改变电流实现混色；
15.s4、功率平衡
16.引入功率变换函数，实现不同要求的饱和度变化，同时调整功率的一致性，实现调光过程中功率稳定的输出；
17.s5、硬件功能实现
18.通过硬件的控制，将算法写入程序中，最终实现通过调节各色led芯片的电流来实现整体的混光混色；
19.s6、校正色盘
20.通过计算实际的混光输入参数，计算出混色后实际色度坐标，对色盘实际显示效果进行校正。
21.优选的，在s1中，测试基础数据包括：各色光的色坐标、光通量、功率和各电流对应光通量数据。
22.优选的，测试后的5色对应的色坐标在cie1931中的坐标位置。
23.优选的，中心点坐标为(0.3333，0.3333)为标准的白平衡点。
24.优选的，在s5中，将算法写入mcu程序中。
25.优选的，rgbwc分别为红光、绿光、蓝光、冷白光和暧白光五种色光，结构上五种色光led芯片放入一颗支架内相近的区域。
26.优选的，在色度学中h代表色调,s代表饱和度，v代表亮度；
27.&(h)对应h的函数，&(s)对应s的函数，&(v)对应v的函数
28.(1)&(h)＝h(0≤h≤360):对应图1中圆型转动的角度，对应混光的颜色；
29.(2)&(s)＝s(0≤s≤100)：对应图1中色坐标点到wc点(0.3333,0.3333)的距离，对应着白光与彩的亮度比例；
30.(3)&(v)＝v(0≤v≤100):对应亮度比例。
31.优选的，通过白平衡计算出的对应的基础电流分别为(白平衡对应的应常值)：ir,ig,ib,iw,ic。
32.本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
33.1.通过五合一的贴片led光源实现更优的空间合光效果，引入了五合一光源，rgbwc(分别为红光、绿光、蓝光、冷白光和暧白光五种色光)，结构上五种色光led芯片放入一颗支架内相近的区域，因各发光点距离较近了，相对于分立式的色混光效果，其空间合光混色更均匀，空间光色一致性更好。
34.2.通过五色的算法提升出光混色效果，从算法上，相对于现有的rgb合光和rgb+wc的合光算法方案在算法从底层逻辑上做了优化，最终出光效果得到了提升相对于市面上传统的rgb三色算法，增加了wc，相当于增加到五项变量，最终可以实现更为丰富的出光效果，特别是在亮度上有明显的提升效果。
35.相对于现在方案rgb+wc的合光算法，在算法上进行了统一，现在多种五色混光是采用两种相对独立的算法，rgb一组，wc一组，本发明专利采用了一个算法统一了五色混光的算法。
36.3.通过算法实现了相对恒定的功率输出，从电输入控制的角度，现在的方案，无论是rgb调光还是rgb+cw的调光，在调光调色变化过程中，其总的输入功率变化范围较大，这对其控制电源也提出了更高的要求。本发明专利在调光混色的过程中引入相应的变换函数，在确保调光的同时也确保了功率的一致性。因有了相对较稳定的功率输出，无需再采用价格贵的电路控制方案，节约了产品应用过过程中的物料成本。
37.4.通过算法实现了控制色盘显示与出光光色精准对应，现在的方案算法多是单向线性地调节各色光的输入电流，本发明的方案通过电流的输入转化为光通量的变化，通过色度学理论计算合光坐标，再通过合光坐标计算出最终的色盘显示着色，从而实现了色盘上的显示与出光混光的光色的一一对应。
附图说明
38.图1为本发明提出的一种多色led混光方法的建立色盘底层逻辑算法模型图。
39.图2为本发明提出的一种多色led混光方法中cie1931中五色色坐标位置图。
40.图3为本发明提出的一种多色led混光方法中cie1931中rgb和w和c合到白平衡点图。
41.图4为本发明提出的一种多色led混光方法中通过计算得出精准对应色盘图。
42.图5为本发明提出的一种多色led混光方法中恒定总功率的前提下功率变化函数其一。
43.图6为本发明提出的一种多色led混光方法中恒定总功率的前提下功率变化函数其二。
44.图7为本发明提出的一种多色led混光方法中5色led芯片一体式排布图.
45.图8为本发明提出的一种多色led混光方法中5色led分立排布结构图。
46.图9为本发明提出的一种多色led混光方法中hsv算法。
具体实施方式
47.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图1-9，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
48.本发明提出的一种多色led混光方法，包括以下步骤：
49.s1、测试基础数据；
50.s2、计算白平衡点
51.根据基础数据分别计算rgb和wc白平衡点的各色光的比例，通过测试的光通量与电流的关系，计算对应的可实现控制电流，并计算白平衡点；
52.s3、建立混色模型(见图1和9)
53.根据色度学基础及白平衡原理，并结合混色的控制色盘要求，建立底层混色模型，通过计算改变电流实现混色；
54.s4、功率平衡(见图5和6)
55.引入功率变换函数，实现不同要求的饱和度变化，同时调整功率的一致性，实现调光过程中功率稳定的输出；
56.s5、硬件功能实现
57.通过硬件的控制，将算法写入程序中，最终实现通过调节各色led芯片的电流来实现整体的混光混色；
58.s6、校正色盘(参考图4)
59.通过计算实际的混光输入参数，计算出混色后实际色度坐标，对色盘实际显示效果进行校正。
60.在一个可选的实施例中，在s1中，测试基础数据包括：各色光的色坐标、光通量、功率和各电流对应光通量数据。
61.在一个可选的实施例中，测试后的5色对应的色坐标在cie1931中的坐标位置。
62.在一个可选的实施例中，中心点坐标为(0.3333，0.3333)为标准的白平衡点。
63.在一个可选的实施例中，在s5中，将算法写入mcu程序中。
64.在一个可选的实施例中，rgbwc分别为红光、绿光、蓝光、冷白光和暧白光五种色光，结构上五种色光led芯片放入一颗支架内相近的区域。
[0065][0066]
需要说明的是，见图9，h代表色调,s代表饱和度，v代表亮度，在计算中h代表角度，v代表从内到外的距离，v代表整体参数比例。
[0067]
需要说明的是，如图7和图8，采用5色led光源的结构和算法进行对，图8为现有的方案，分立结构加两套算法。
[0068]
如图7：本发明采用一体化光源，一体化结构，一套算法，在混色上更具优势，在控制上更便捷。
[0069]
在一个可选的实施例中，在色度学中h代表色调,s代表饱和度，v代表亮度；
[0070]
&(h)对应h的函数，&(s)对应s的函数，&(v)对应v的函数；
[0071]
(1)&(h)＝h(0≤h≤360):对应图1中圆型转动的角度，对应混光的颜色；
[0072]
(2)&(s)＝s(0≤s≤100)：对应图1中色坐标点到wc点(0.3333,0.3333)的距离，对应着白光与彩的亮度比例；
[0073]
(3)&(v)＝v(0≤v≤100):对应亮度比例。
[0074]
在一个可选的实施例中，通过白平衡计算出的对应的基础电流分别为(白平衡对应的应常值)：ir,ig,ib,iw,ic。
[0075]
(1)当0＝《h《120时：输入hsv的值，各色光对应的输入电流对应以下函数：
[0076]
①
i(r)＝(ir*(120-&(h))*log(&(s),100)*&(v))/12000；
[0077]
②
i(g)＝ig*&(h)*log(&(s),100)*&(v)/12000；
[0078]
③
i(b)＝0；
[0079]
④
i(w)＝(15*iw*(1-log(&(s),100))*&(v))/10000；
[0080]
⑤
i(c)＝(75*ic*(1-log(&(s),100))*&(v))/10000；
[0081]
(2)当120＝《h《240时：输入hsv的值，各色光对应的输入电流对应以下函数：
[0082]
①
i(r)＝0；
[0083]
②
i(g)＝(85*ig*(240-&(h))*log(&(s),100)*&(v))/1200000；
[0084]
③
i(b)＝(85*ib*(&(h)-120)*log(&(s),100)*&(v))/1200000；
[0085]
④
i(w)＝(15*iw*(1-log(&(s),100))*&(v))/10000；
[0086]
⑤
i(c)＝＝(75*ic*(1-log(&(s),100))*&(v))/10000；
[0087]
(3)当240＝《h＝《360时：输入hsv的值，各色光对应的输入电流对应以下函数：
[0088]
①
i(r)＝(ir*(&(h)-240)*log(&(s),100)*&(v))/12000；
[0089]
②
i(g)＝0；
[0090]
③
i(b)＝(ib*(360-&(h))*log(&(s),100)*&(v))/12000；
[0091]
④
i(w)＝(15*iw*(1-log(&(s),100))*&(v))/10000；
[0092]
⑤
i(c)＝(75*ic*(1-log(&(s),100))*&(v))/10000。
[0093]
需要说明的是，硬件的实际过程说明：
[0094]
硬件采用16位的灰阶，0到65535的pwm占空比来实现。服务端通过取色，取出rgb值传输给控制端，控制端通过算法优化颜色后，控制pwm的占空比输出，控制五种颜色的led的不同亮度的混光，实现最终达到预期效果。
[0095]
在本发明中，1.通过五合一的贴片led光源实现更优的空间合光效果，引入了五合一光源，rgbwc(分别为红光、绿光、蓝光、冷白光和暧白光五种色光)，结构上五种色光led芯片放入一颗支架内相近的区域，因各发光点距离较近了，相对于分立式的色混光效果，其空间合光混色更均匀，空间光色一致性更好。
[0096]
2.通过五色的算法提升出光混色效果，从算法上，相对于现有的rgb合光和rgb+wc的合光算法方案在算法从底层逻辑上做了优化，最终出光效果得到了提升相对于市面上传统的rgb三色算法，增加了wc，相当于增加到五项变量，最终可以实现更为丰富的出光效果，特别是在亮度上有明显的提升效果。
[0097]
相对于现在方案rgb+wc的合光算法，在算法上进行了统一，现在多种五色混光是采用两种相对独立的算法，rgb一组，wc一组，本发明专利采用了一个算法统一了五色混光的算法。
[0098]
3.通过算法实现了相对恒定的功率输出，从电输入控制的角度，现在的方案，无论是rgb调光还是rgb+cw的调光，在调光调色变化过程中，其总的输入功率变化范围较大，这对其控制电源也提出了更高的要求。本发明专利在调光混色的过程中引入相应的变换函数，在确保调光的同时也确保了功率的一致性。因有了相对较稳定的功率输出，无需再采用价格贵的电路控制方案，节约了产品应用过过程中的物料成本。
[0099]
4.通过算法实现了控制色盘显示与出光光色精准对应，现在的方案算法多是单向线性地调节各色光的输入电流，本发明的方案通过电流的输入转化为光通量的变化，通过色度学理论计算合光坐标，再通过合光坐标计算出最终的色盘显示着色，从而实现了色盘上的显示与出光混光的光色的一一对应。
[0100]
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
技术特征：1.一种多色led混光方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、测试基础数据；s2、计算白平衡点根据基础数据分别计算rgb和wc白平衡点的各色光的比例，通过测试的光通量与电流的关系，计算对应的可实现控制电流，并计算白平衡点；s3、建立混色模型根据色度学基础及白平衡原理，并结合混色的控制色盘要求，建立底层混色模型，通过计算改变电流实现混色；s4、功率平衡引入功率变换函数，实现不同要求的饱和度变化，同时调整功率的一致性，实现调光过程中功率稳定的输出；s5、硬件功能实现通过硬件的控制，将算法写入程序中，最终实现通过调节各色led芯片的电流来实现整体的混光混色；s6、校正色盘通过计算实际的混光输入参数，计算出混色后实际色度坐标，对色盘实际显示效果进行校正。2.根据权利要求1所述的一种多色led混光方法，其特征在于，在s1中，测试基础数据包括：各色光的色坐标、光通量、功率和各电流对应光通量数据。3.根据权利要求2所述的一种多色led混光方法，其特征在于，测试后的5色对应的色坐标在cie1931中的坐标位置。4.根据权利要求2所述的一种多色led混光方法，其特征在于，中心点坐标为(0.3333，0.3333)为标准的白平衡点。5.根据权利要求1所述的一种多色led混光方法，其特征在于，在s5中，将算法写入mcu程序中。6.根据权利要求1所述的一种多色led混光方法，其特征在于，rgbwc分别为红光、绿光、蓝光、冷白光和暧白光五种色光，结构上五种色光led芯片放入一颗支架内相近的区域。7.根据权利要求1所述的一种多色led混光方法，其特征在于，在色度学中h代表色调,s代表饱和度，v代表亮度；&(h)对应h的函数，&(s)对应s的函数，&(v)对应v的函数(1)&(h)＝h(0≤h≤360):对应图1中圆型转动的角度，对应混光的颜色；(2)&(s)＝s(0≤s≤100)：对应图1中色坐标点到wc点(0.3333,0.3333)的距离，对应着白光与彩的亮度比例；(3)&(v)＝v(0≤v≤100):对应亮度比例。8.根据权利要求1所述的一种多色led混光方法，其特征在于，通过白平衡计算出的对应的基础电流分别为(白平衡对应的应常值)：ir,ig,ib,iw,ic。
技术总结本发明涉及混光技术领域，且公开了一种多色LED混光方法，包括以下步骤：S1、测试基础数据；S2、计算白平衡点：根据基础数据分别计算RGB和WC白平衡点的各色光的比例，通过测试的光通量与电流的关系，计算对应的可实现控制电流，并计算白平衡点；S3、建立混色模型：根据色度学基础及白平衡原理，并结合混色的控制色盘要求，建立底层混色模型，通过计算改变电流实现混色；S4、功率平衡：引入功率变换函数，实现不同要求的饱和度变化。本发明提出一种多色LED混光方法，本发明具有空间合光混色更均匀，空间光色一致性更好；可以实现更为丰富的出光效果，在亮度上有明显的提升效果；实现了控制色盘显示与出光光色精准对应。色盘显示与出光光色精准对应。色盘显示与出光光色精准对应。
技术研发人员：陈磊 鲍锋辉
受保护的技术使用者：深圳市适刻创新科技有限公司
技术研发日：2022.03.22
技术公布日：2022/7/5
