一种用于LED光源的混光方法及线性照明灯具

1.一种用于LED光源的混光方法，其特征在于，包括以下步骤：
A.根据一期望色温计算与所述期望色温对应的所述LED光源对应三基色RGB的白平衡亮度比α：β：γ；
B.获取所述LED光源在最大电流Imax下对应三基色RGB的最大亮度值：LRmax、LGmax、LBmax；
C.根据所述LRmax、LGmax、LBmax及白平衡亮度比α：β：γ计算所述LED光源对应三基色RGB的期望亮度值：LR、LG、LB；
D.获取所述LED光源的期望颜色及所述期望颜色对应的颜色坐标(a，b，c)；
E.根据所述颜色坐标(a，b，c)计算对应三基色RGB的占空比DR、DG、DB；
F.分别计算LRout＝LR*DR、LGout＝LG*DG、LBout＝LB*DB，以获得所述LED光源对应三基色RGB的输出亮度LRout、LGout、LBout。
2.如权利要求1所述的混光方法，其特征在于，
步骤A中，所述白平衡亮度比α：β：γ通过查阅色温与白平衡亮度比对应表或通过RGB白平衡亮度比公式获得。
3.如权利要求1所述的混光方法，其特征在于，
步骤C中，所述期望亮度值：LR、LG、LB的比值：LR：LG：LB＝α：β：γ。
4.如权利要求3所述的混光方法，其特征在于，
步骤C中，使所述LR＝LRmax，而后计算所述期望亮度值：LR、LG、LB。
5.如权利要求4所述的混光方法，其特征在于，
当所述LG＞LGmax和/或LB＞LBmax时，使所述LG＝LRmax，而后计算所述期望亮度值：LR、LG、LB。
6.如权利要求5所述的混光方法，其特征在于，
当所述LB＞LBmax时，使所述LB＝LBmax，而后计算所述期望亮度值：LR、LG、LB。
7.如权利要求1所述的混光方法，其特征在于，
步骤E中，根据DR＝a/255、DG＝b/255、DB＝c/255计算所述DR、DG、DB。
8.如权利要求1所述的混光方法，其特征在于，
所述LED光源的所述期望色温为6000K。
9.如权利要求1所述的混光方法，其特征在于，
步骤C与步骤D间，还包括以下步骤：
C’.根据所述最大电流Imax、最大亮度值：LRmax、LGmax、LBmax和期望亮度值：LR、LG、LB计算所述LED光源对应三基色RGB的满载电流IR、IG、IB。
10.一种线性照明灯具，包括一控制单元，其特征在于，
所述控制单元根据如权利要求1-9任一项所述的混光方法调节所述线性照明灯具内LED光源的输出亮度。

一种用于LED光源的混光方法及线性照明灯具\n技术领域\n[0001] 本发明涉及照明灯具领域，尤其涉及一种用于LED光源的混光方法及线性照明灯具。\n背景技术\n[0002] LED三基色混光是指调节R-LED(红色LED)、G-LED(绿色LED)和B-LED(蓝色LED)的亮度进行混光，从而产生各种照明色彩。根据国际照明委员会(CIE)色度图可知，光的色彩与三基色R、G和B的比例量r(λ)，g(λ)，b(λ)有关，并且满足条件r(λ)+g(λ)+b(λ)＝1。因此，该方法不仅能够通过改变LED电流的大小实现亮度调节，而且可以根据用户的喜好改变三基色流明的比例获得LED的色彩调节。\n[0003] 另一方面，由于人眼存在视觉惰性,所以,当周期光信号频率高于临界闪烁频率时,眼睛对此周期光信号的视觉感觉就像恒定光一样,根据塔尔波特(Talbot)定律，视觉亮度为:\n[0004] L均＝1/T∫T，\n[0005] D＝L(t)dt\n[0006] 其中，L(t)是周期光信号的实际亮度，称为亮度函数，T为光信号周期。对于大于临界闪烁频率的周期光信号,眼睛感觉的视觉亮度是实际亮度的平均值。当亮度函数L(t)为常数L时,周期光信号的视觉亮度为:\n[0007] L均＝t/(TL)＝DL\n[0008] 其中，t为每个周期中光刺激的时间，D为占空比。通过调节占空比D，就可以实现对LED亮度的控制。这种控制方式称为PWM方式。PWM方式控制灵活,易于数字化，是目前LED混光的主要方式。\n[0009] 但利用上述LED混光时，通常会面临无法获知对应的LED灯珠的颜色坐标参数和光通量参数。一旦面临此种情况，由于已知条件的缺失导致无法进行混光。\n[0010] 因此，需要一种新型的混光方式，在不需要获知LED灯珠的颜色坐标参数和光通量参数的情况下，依然能根据需要完成混光操作。\n发明内容\n[0011] 为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种用于LED光源的混光方法及线性照明灯具，使用者在灯侧即可完成对RGB的混色操作以达到正确的混色效果。\n[0012] 本发明公开了一种用于LED光源的混光方法，包括以下步骤：\n[0013] A.根据一期望色温计算与所述期望色温对应的所述LED光源对应三基色RGB的白平衡亮度比α：β：γ；\n[0014] B.获取所述LED光源在最大电流Imax下对应三基色RGB的最大亮度值：LRmax、LGmax、LBmax；\n[0015] C.根据所述LRmax、LGmax、LBmax及白平衡亮度比α：β：γ计算所述LED光源对应三基色RGB的期望亮度值：LR、LG、LB；\n[0016] D.获取所述LED光源的期望颜色及所述期望颜色对应的颜色坐标(a，b，c)；\n[0017] E.根据所述颜色坐标(a，b，c)计算对应三基色RGB的占空比DR、DG、DB；\n[0018] F.分别计算LRout＝LR*DR、LGout＝LG*DG、LBout＝LB*DB，以获得所述LED光源对应三基色RGB的输出亮度LRout、LGout、LBout。\n[0019] 优选地，步骤A中，所述白平衡亮度比α：β：γ通过查阅色温与白平衡亮度比对应表或通过RGB白平衡亮度比公式获得。\n[0020] 优选地，步骤C中，所述期望亮度值：LR、LG、LB的比值：LR：LG：LB＝α：β：γ。\n[0021] 优选地，步骤C中，使所述LR＝LRmax，而后计算所述期望亮度值：LR、LG、LB。\n[0022] 优选地，当所述LG＞LGmax和/或LB＞LBmax时，使所述LG＝LRmax，而后计算所述期望亮度值：LR、LG、LB。\n[0023] 优选地，当所述LB＞LBmax时，使所述LB＝LBmax，而后计算所述期望亮度值：LR、LG、LB。\n[0024] 优选地，步骤E中，根据DR＝a/255、DG＝b/255、DB＝c/255计算所述DR、DG、DB。\n[0025] 优选地，所述LED光源的所述期望色温为6000K。\n[0026] 优选地，步骤C与步骤D间，还包括以下步骤：\n[0027] C’.根据所述最大电流Imax、最大亮度值：LRmax、LGmax、LBmax和期望亮度值：LR、LG、LB计算所述LED光源对应三基色RGB的满载电流IR、IG、IB。\n[0028] 本发明还公开了一种线性照明灯具，包括一控制单元，所述控制单元根据上述混光方法调节所述线性照明灯具内LED光源的输出亮度。\n[0029] 采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：\n[0030] 1.采用了上述混光方法的线性照明灯具的上位机及其模块可不考虑LED光源的参数进行混光，仅需根据期望颜色的三原色即可完成混光操作；\n[0031] 2.输入的数据量更少，混光计算更加快捷。\n附图说明\n[0032] 图1为符合本发明一优选实施例中的混光方法流程图。\n具体实施方式\n[0033] 以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。\n[0034] 出于在混光时如何使用除LED灯珠的颜色坐标参数和光通量参数外的其他参数为基础进行混光的目的，本发明公开了一种新型的混光方法，使用者仅需输入期望颜色的颜色坐标参数(该参数根据使用者的目的而变化，因此属于必然可获得的数据)即可达到对RGB进行正确混光整理的效果。\n[0035] 参阅图1，对于该新型的混光方法，包括以下步骤：\n[0036] -步骤A：根据一期望色温计算与所述期望色温对应的所述LED光源对应三基色RGB的白平衡亮度比α：β：γ；\n[0037] 上述步骤A中，期望色温即为LED光源在全亮状态下发出的光线颜色，例如色温为\n3000K左右称为暖白色，6000K左右称为正白或冷白色，这是使用者根据自身需要调节的，或是根据LED光源的本身性质所决定的。根据该已知的期望色温，使用者可查表或根据RGB白平衡亮度比公式(下文详述)获得与该期望色温对应的在三基色RGB标准下的白平衡亮度比α：β：γ。例如，一实施例中，期望色温为较常见的6000K，该色温对于本领域技术人员而言属于较为熟悉的色温值，其对应的RGB标准下的白平衡亮度比为3:6:1，即要得到该期望色温\n6000K，LED光源发出的光中，基于RGB标准的红光、绿光、蓝光的亮度比为3:6:1。若期望色温并非是较为常见的，在对照表中无法找到精确的白平衡亮度比，可通过RGB白平衡亮度比公式计算得到，该公式具体为：\n[0038] 1.首先通过色温值(CCT)得出色坐标值(x,y)的公式\n[0039] x＝-1.4438*(CCT/10000)*(CCT/10000)*(CCT/10000)+2.80131*(CCT/10000)*(CCT/10000)-1.99416*(CCT/10000)+0.82221；\n[0040] y＝-0.22411+2.53421*x-2.50948*x*x；\n[0041] 2.由色坐标值(x,y)得出RGB三色灯珠参与的混光百分比(fR,fG,fB)，\n[0042]\n[0043] 其中，fR,fG,fB为R,G,B参与混光的光强度百分比，Xt，Yt为目标色坐标值，XR，YR，XG，YG，XB，YB为标准R,G,B颜色的色坐标值；\n[0044] 3:最终计算而得的fR,fG,fB就是为RGB的白平衡亮度比。\n[0045] -步骤B:获取所述LED光源在最大电流Imax下对应三基色RGB的最大亮度值：LRmax、LGmax、LBmax；\n[0046] 最大电流(额定电流)Imax及对应三基色RGB的最大亮度值：LRmax、LGmax、LBmax可直接从LED光源的规格中读取。例如本实施例中，LED光源的规格中显示R灯珠的出厂亮度值为\n500mcd，G灯珠的出厂亮度值为950mcd，B灯珠的出厂亮度值为250mcd。以上出厂亮度值为平均亮度值，LED光源为上述R灯珠、G灯珠和B灯珠的三合一灯珠体或分开设置的灯珠体。\n[0047] -步骤C：根据所述LRmax、LGmax、LBmax及白平衡亮度比α：β：γ计算所述LED光源对应三基色RGB的期望亮度值：LR、LG、LB；\n[0048] 在不超过规格标准下R灯珠、G灯珠和B灯珠的亮度值的情况下，计算求得对应满足期望色温的RGB的期望亮度值。但由于白平衡亮度比在计算中对于期望亮度值LR、LG、LB的限制(例如使LR：LG：LB＝α：β：γ)，使得不同实施例中计算方式不同，具体地，以以下三种实施例详述：\n[0049] ①LRmax＝500mcd、LGmax＝950mcd、LBmax＝250mcd，α：β：γ＝3:6:1[0050] 计算期望亮度值：LR、LG、LB时，根据α：β：γ＝3:6:1，以LRmax＝500mcd为基准，则计算后所得LG＝1000mcd、LB＝167mcd，此时发现计算所得LG＞LGmax，因此，该计算方式不正确，转而以LGmax＝950mcd为基准，计算后所得LR＝474mcd，LB＝158mcd，计算所得的LR＜LRmax，LB＜LBmax，满足要求。\n[0051] ②LRmax＝450mcd、LGmax＝950mcd、LBmax＝250mcd，α：β：γ＝3:6:1[0052] 计算期望亮度值：LR、LG、LB时，根据α：β：γ＝3:6:1，以LRmax＝450mcd为基准，则计算后所得LG＝900mcd、LB＝150mcd，计算所得的LG＜LGmax，LB＜LBmax，满足要求。\n[0053] ③LRmax＝800mcd、LGmax＝950mcd、LBmax＝250mcd，α：β：γ＝3:6:1[0054] 计算期望亮度值：LR、LG、LB时，根据α：β：γ＝3:6:1，以LRmax＝800mcd为基准，则计算后所得LG＝1600mcd、LB＝267mcd，此时发现计算所得LG＞LGmax且LB＞LBmax，因此，该计算方式不正确，转而以LGmax＝950mcd为基准，计算后所得LR＝474mcd，LB＝158mcd，计算所得的LR＜LRmax，LB＜LBmax，满足要求。\n[0055] 上述三种实施例仅为示例，LRmax、LGmax、LBmax的具体取值以实际情况为准。\n[0056] 由以上三种实施例中可知的，根据LRmax、LGmax、LBmax及白平衡亮度比α：β：γ计算LED光源对应三基色RGB的期望亮度值：LR、LG、LB时，根据不同LRmax、LGmax、LBmax和α：β：γ，其计算方式也不同。因此，一优选实施例中，为了加快混光速度，以以下逻辑方式计算：\n[0057] -首先以LR＝LRmax为基准计算，判断计算所得的LG是否小于等于LGmax，LB是否小于等于LBmax；\n[0058] -若LG＞LGmax和/或LB＞LBmax时，以LG＝LRmax为基准计算，判断计算所得的LR是否小于等于LRmax，LB是否小于等于LBmax；\n[0059] -若LB＞LBmax时，以LB＝LBmax为基准计算，计算LR、LB。\n[0060] 需要注意的是，以上述步骤计算LG、LR、LB，最后步骤后计算所得的LR、LB必然满足：\nLR≤LRmax和LG≤LGmax。\n[0061] 优选地，在执行完毕步骤C后，还可执行一步骤C’:在计算得到期望亮度值：LR、LG、LB后，为了在LED光源中实现该期望亮度值：LR、LG、LB，需对电源恒流驱动设定R灯珠、G灯珠和B灯珠的满载电流IR、IG、IB，其具体设定算法为：\n[0062] IR＝LR/LRmax*Imax、IG＝LG/LGmax*Imax、IB＝LB/LBmax*Imax。\n[0063] 获得以上满载电流IR、IG、IB后，当PWM输出为全高时，对应R灯珠、G灯珠、B灯珠所驱动输入的恒电流即为上述满载电流IR、IG、IB。\n[0064] -步骤D：获取所述LED光源的期望颜色及所述期望颜色对应的颜色坐标(a，b，c)；\n[0065] 使用者输入期望颜色的颜色坐标(a，b，c)，例如，一淡红色在RGB标准下的颜色坐标(255,0,122)，使用者向上位机输入上述数据即可。\n[0066] -步骤E：根据颜色坐标(a，b，c)计算对应三基色RGB的占空比DR、DG、DB；\n[0067] PWM混光已广泛应用在混光中，因此，需要根据期望颜色的颜色坐标(a，b，c)计算占空比，计算方式为：\n[0068] DR＝a/255、DG＝b/255、DB＝c/255。\n[0069] -步骤F：分别计算LRout＝LR*DR、LGout＝LG*DG、LBout＝LB*DB，以获得所述LED光源对应三基色RGB的输出亮度LRout、LGout、LBout；\n[0070] 当R灯珠、G灯珠和B灯珠具有上述输出亮度LRout、LGout、LBout后，LED光源混出的混光可满足期望色温和期望颜色，最终达到混光效果。\n[0071] 以下以前文所举实施例具体说明在该实施例中，混光方法的混光过程：\n[0072] 使用者选择的LED光源的期望色温为6000K，则白平衡亮度比为3:6:1，最大电流Imax＝20mA，R灯珠、G灯珠和B灯珠的最大亮度值LRmax＝500mcd、LGmax＝950mcd、LBmax＝\n250mcd。而后对应白平衡亮度比，得到期望亮度值：LR＝474mcd、LG＝950cmd、LB＝158mcd，以及与期望亮度值对应的R灯珠、G灯珠和B灯珠的满载电流：IR＝474/500*20＝18.96mA、IG＝\n950/950*20＝950mA、IB＝158/250*20＝12.64mA。随后，使用者根据一淡红色的期望颜色，以三原色RGB表示为(255,0,122)，计算输出的PWM占空比：DR＝255/255＝100％、DG＝0/255＝0％、DB＝122/255＝50％。最后，计算LRout＝LR*DR＝474*100％＝474mcd、LGout＝LG*DG＝\n950*0％＝0mcd、LBout＝LB*DB＝158*50％＝79mcd，从而最终得到的即为R灯珠、G灯珠和B灯珠输出对应亮度及与期望色温和期望颜色对应的混光效果。\n[0073] 具有上述混光方法后，可将该混光方法应用至照明灯具如线性照明灯具上。线性照明灯具包括一控制单元，控制单元可设置在线性照明灯具的上位机内，以上述混光方法进行混光计算，以调节线性照明灯具内的LED光源的输出亮度。由此，即便无法获得线性照明灯具的LED灯珠的颜色坐标参数和光通量参数，使用者可在线性照明灯具的上位机或其控制单元内输入数据，对RGB进行混色整理以达到正确的混色效果。\n[0074] 应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。