CN106535406B - 三基色led光源的亮度校正方法 - Google Patents

三基色led光源的亮度校正方法 Download PDF

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Abstract

三基色LED光源的亮度校正方法，包括：根据外部输入的数据计算目标混光颜色的标准色坐标(SMxm，SMym)和标准亮度SMYm；根据目标混光颜色的标准色坐标及各组三基色LED模块的红光、绿光和蓝光LED的实际色坐标和实际亮度，计算各组三基色LED模块的红光、绿光和蓝光LED的控制信号的占空比D1、D2和D3；计算各组三基色LED模块生成具有目标混光颜色的混光的亮度MYm；将各组三基色LED模块的红光、绿光和蓝光LED的控制信号的占空比分别校正为CD1、CD2和CD3，其中，CD1＝K*D1,CD2＝K*D2,CD3＝K*D3,K＝SMYm/MYm。本发明实现了不同的三基色LED模块在发出相同颜色的光时，亮度保持一致。

Description

三基色LED光源的亮度校正方法
技术领域
本发明涉及三基色LED光源的亮度校正方法。
背景技术
随着科技的发展，传统单色光源的LED已经不能够满足消费者的需求。而三基色LED光源的出现弥补了单色LED光源的不足，很好地实现了颜色的变化以及多样化。一个三基色LED光源通常由多组三基色LED模块组成，每组三基色LED模块由红光LED、绿光LED和蓝光LED组成。根据三基色的混光原理，由红、绿、蓝三种颜色的光源，可以混出色域空间内的颜色。在实际应用中，通常是先给定目标颜色的RGB值，而后根据该给定目标颜色的RGB值求出用于控制三基色LED的三路PWM信号，最后通过该三路PWM信号控制红光LED、绿光LED和蓝光LED发出不同亮度的光，混合出目标颜色。
表一示出了一个三基色LED模块的红光LED、绿光LED和蓝光LED的CIE1931色坐标、亮度值以及控制信号的占空比。
表一
表一中，Cx和Cy分别代表CIE1931色坐标的x坐标和y坐标，Cz＝1-Cx-Cy。对于红光LED而言，其所发出的红光的CIE1931色坐标为(x1，y1)，亮度为Y1，用于控制红光LED的LED驱动电路的PWM控制信号的占空比为D1，蓝光LED和绿光LED依此类推。红光LED、绿光LED和蓝光LED混光后的混光颜色(mixed color)的色坐标(Mxm，Mym)和混光的亮度MYm可以根据以下公式求出：
MYm＝Y1*D1+Y2*D2+Y3*D3 公式3
其中，m代表第m种混光颜色，1≤m≤16777216；m＝1表示第一种混光颜色，m＝2表示第二种混光颜色，(Mx1，My1)代表第一种混光颜色的CIE1931色坐标，Mz1＝1-Mx1-My1，MY1代表第一种混光颜色的亮度，依此类推。上述的公式1、公式2和公式3可以整合成矩阵一：
不同比例关系的D1、D2、D3可以获得不同的混光颜色。为了获得期望的目标混光颜色，则需要根据目标混光颜色的CIE1931色坐标(Mxm，Mym)以及红光LED的CIE1931色坐标(x1，y1)和亮度Y1、绿光LED的CIE1931色坐标(x2，y2)和亮度Y2、以及蓝光LED的CIE1931色坐标(x3，y3)和亮度Y3，逆向计算出红光LED、绿光LED和蓝光LED的控制信号的占空比，即对上述的矩阵一进行逆矩阵运算：
根据公式3可知，三基色LED模块发出的混光的亮度，随着用于产生LED三基色的控制信号的占空比的变化而变化，不同颜色的混光的亮度并不相等。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种三基色LED光源的亮度校正方法，其能使该三基色LED光源中的所有三基色LED模块在能够发出相同颜色的混光的同时，发光亮度也保持一致，且在实施时软件编程量小，资源占用量少，易于实施。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
三基色LED光源的亮度校正方法，该三基色LED光源包括多组三基色LED模块，其中，三基色LED光源的亮度校正方法包括以下步骤：
接收外部输入的红光LED的标准CIE1931色坐标(Sx1，Sy1)、绿光LED的标准CIE1931色坐标(Sx2，Sy2)、蓝光LED的标准CIE1931色坐标(Sx3，Sy3)、以及为达到目标混光颜色而用于分别控制红光LED、绿光LED和蓝光LED的PWM控制信号的标准占空比SD1、SD2和SD3；
根据所述的红光LED的标准CIE1931色坐标(Sx1，Sy1)和标准占空比SD1、绿光LED的标准CIE1931色坐标(Sx2，Sy2)和标准占空比SD2以及蓝光LED的标准CIE1931色坐标(Sx3，Sy3)和标准占空比SD3，计算出所述目标混光颜色的标准CIE1931色坐标(SMxm，SMym)和具有该目标混光颜色的混光的标准亮度SMYm，其中，m代表第m种目标混光颜色，1≤m≤16777216；
根据目标混光颜色的CIE1931色坐标(Mxm，Mym)以及各组三基色LED模块的红光LED、绿光LED和蓝光LED的实际CIE1931色坐标和实际亮度，计算出各组三基色LED模块的红光LED、绿光LED和蓝光LED的PWM控制信号的占空比D1、D2和D3；
计算各组三基色LED模块生成具有目标混光颜色的混光的亮度MYm；
将各组三基色LED模块的红光LED、绿光LED和蓝光LED的PWM控制信号的占空比分别校正为CD1、CD2和CD3，其中，CD1＝K*D1,CD2＝K*D2,CD3＝K*D3,K＝SMYm/MYm，用具有校正后的占空比的PWM控制信号控制各组三基色LED模块发光。
采用上述技术方案后，本发明至少具有以下技术效果：
1、根据本发明实施例的三基色LED光源的亮度校正方法使得具有不同三原色的三基色LED模块能够发出相同的颜色的混光的同时，发光亮度也保持一致，从而改善了三基色LED光源的发光效果，提升了用户的体验；同时，本发明可以针对不同的颜色，提供不同的亮度校正比例；
2、根据本发明实施例的三基色LED光源的亮度校正方法从外部接收红光LED的标准CIE1931色坐标(Sx1，Sy1)和标准占空比SD1、绿光LED的标准CIE1931色坐标(Sx2，Sy2)和标准占空比SD2以及蓝光LED的标准CIE1931色坐标(Sx3，Sy3)和标准占空比SD3，据此可以通过计算的方式获得想要达到的任何一种目标混光颜色的标准CIE1931色坐标(SMxm，SMym)以及具有该目标混光颜色的混光的标准亮度SMYm，无需事先存储过多的数据，具有软件编程量小、资源占用量少和易于实施的优点。
附图说明
图1示出了根据本发明三基色LED光源的亮度校正方法的一个实施例的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
根据本发明一实施例的三基色LED光源的亮度校正方法，其中，三基色LED光源包括多组三基色LED模块，该三基色LED光源的亮度校正方法包括以下步骤：
步骤a、接收外部输入的红光LED的标准CIE1931色坐标(Sx1，Sy1)、绿光LED的标准CIE1931色坐标(Sx2，Sy2)、蓝光LED的标准CIE1931色坐标(Sx3，Sy3)、以及为达到目标混光颜色而用于分别控制红光LED、绿光LED和蓝光LED的PWM控制信号的标准占空比SD1、SD2和SD3。
上述的外部输入例如可以是由外部的车身控制器输入。
步骤b、根据上述的红光LED的标准CIE1931色坐标(Sx1，Sy1)和标准占空比SD1、绿光LED的标准CIE1931色坐标(Sx2，Sy2)和标准占空比SD2以及蓝光LED的标准CIE1931色坐标(Sx3，Sy3)和标准占空比SD3，计算出目标混光颜色的标准CIE1931色坐标(SMxm，SMym)和具有该目标混光颜色的混光的标准亮度SMYm。计算的方式与记载在本申请说明书背景技术部分的公式1至公式3类似，在此不再赘述。
其中，m代表第m种目标混光颜色，1≤m≤16777216。(SMx1，SMy1)代表第一种目标混光颜色的标准CIE1931色坐标，SMY1代表具有第一种目标混光颜色的混光的标准亮度，(SMx1，SMy1)、SMY1为常量，(SMx2，SMy2)代表第二种目标混光颜色的标准CIE1931色坐标，SMY2代表具有第二种目标混光颜色的混光的标准亮度，(SMx2，SMy2)、SMY2为常量，依此类推。
步骤c、根据目标混光颜色的标准CIE1931色坐标(SMxm，SMym)以及各组三基色LED模块的红光LED、绿光LED和蓝光LED的实际CIE1931色坐标和实际亮度，计算出各组三基色LED模块的红光LED、绿光LED和蓝光LED的PWM控制信号的占空比D1、D2和D3。
如本说明书背景技术部分的表一所示，各组三基色LED模块的红光LED、绿光LED和蓝光LED的实际CIE1931色坐标和实际亮度是事先可以知道的参数，有些时候其由LED制造厂商提供，在LED制造厂商未提供时也可以通过光学测量设备测量获得。而目标混光颜色的标准CIE1931色坐标(SMxm，SMym)在此为已经设定好的常量。在知道了各组三基色LED模块的红光LED、绿光LED和蓝光LED的实际CIE1931色坐标和实际亮度、以及目标混光颜色的标准CIE1931色坐标后，可以通过本说明书背景技术部分所提到的逆矩阵运算方程求出各组三基色LED模块的红光LED、绿光LED和蓝光LED的PWM控制信号的占空比D1、D2和D3，计算公式如下：
步骤c中所计算出的占空比D1、D2和D3是亮度校正前的占空比数据，作为中间数据使用，并非用占空比分别为D1、D2和D3的三路PWM控制信号去控制红光LED、绿光LED和蓝光LED发光。由于每组三基色LED模块的红光LED、绿光LED和蓝光LED的色坐标存在着偏差，因此，所计算出的各组三基色LED模块的红光LED、绿光LED和蓝光LED的PWM控制信号的占空比D1、D2和D3也是不一样的。
步骤d、计算各组三基色LED模块生成具有目标混光颜色的混光的亮度MYm，MYm＝Y1*D1+Y2*D2+Y3*D3。其中，Y1、Y2、Y3为各组三基色LED模块的红光LED、绿光LED和蓝光LED的亮度。
步骤d所计算出的亮度MYm也是作为中间数据使用的，而并非是的三基色LED模块的最终实际发光亮度。
步骤e、将各组三基色LED模块的红光LED、绿光LED和蓝光LED的PWM控制信号的占空比分别校正为CD1、CD2和CD3，其中，CD1＝K*D1,CD2＝K*D2,CD3＝K*D3,K＝SMYm/MYm，用具有校正后的占空比的PWM控制信号控制各组三基色LED模块发光，如此，各组三基色LED模块将都会发出具有相同颜色的混光(目标混光颜色的色坐标均为(SMxm，SMym))，且混光的亮度均为标准亮度SMYm，从而实现了不同的三基色LED模块能够发出相同颜色的光时，且光的亮度也保持一致，进而不会让三基色LED光源的用户因为各组三基色LED模块发光的色度、明暗差异引起不适感，改进了发光效果。
最好是，目标混光颜色的混光的标准亮度SMYm为该目标混光颜色的混光的最大亮度，使得三基色LED模块在不同的颜色下都有最大的发光效率，不会因为部分低亮度颜色使得高亮度颜色也随之衰减。
本实施例的方法可通过单片机实现，由于是从外部接收红光LED的标准CIE1931色坐标(Sx1，Sy1)和标准占空比SD1、绿光LED的标准CIE1931色坐标(Sx2，Sy2)和标准占空比SD2以及蓝光LED的标准CIE1931色坐标(Sx3，Sy3)和标准占空比SD3，据此计算出想要达到的任何一种目标混光颜色的标准CIE1931色坐标(SMxm，SMym)以及具有该目标混光颜色的混光的标准亮度SMYm，从而无需事先存储过多的数据，因而具有代码量少、资源占用量少、易于实施的优点。

Claims (2)

1.三基色LED光源的亮度校正方法，所述三基色LED光源包括多组三基色LED模块，其特征在于，所述三基色LED光源的亮度校正方法包括以下步骤：
接收外部输入的红光LED的标准CIE1931色坐标(Sx1，Sy1)、绿光LED的标准CIE1931色坐标(Sx2，Sy2)、蓝光LED的标准CIE1931色坐标(Sx3，Sy3)、以及为达到目标混光颜色而用于分别控制红光LED、绿光LED和蓝光LED的PWM控制信号的标准占空比SD1、SD2和SD3；
根据所述的红光LED的标准CIE1931色坐标(Sx1，Sy1)和标准占空比SD1、绿光LED的标准CIE1931色坐标(Sx2，Sy2)和标准占空比SD2以及蓝光LED的标准CIE1931色坐标(Sx3，Sy3)和标准占空比SD3，计算出所述目标混光颜色的标准CIE1931色坐标(SMxm，SMym)和具有该目标混光颜色的混光的标准亮度SMYm，其中，m代表第m种目标混光颜色，1≤m≤16777216；
根据目标混光颜色的标准CIE1931色坐标(SMxm，SMym)以及各组三基色LED模块的红光LED、绿光LED和蓝光LED的实际CIE1931色坐标和实际亮度，计算出各组三基色LED模块的红光LED、绿光LED和蓝光LED的PWM控制信号的占空比D1、D2和D3；
计算各组三基色LED模块生成具有目标混光颜色的混光的亮度MYm；
将各组三基色LED模块的红光LED、绿光LED和蓝光LED的PWM控制信号的占空比分别校正为CD1、CD2和CD3，其中，CD1＝K*D1,CD2＝K*D2,CD3＝K*D3,K＝SMYm/MYm，用具有校正后的占空比的PWM控制信号控制各组三基色LED模块发光。
2.根据权利要求1所述的三基色LED光源的亮度校正方法，其特征在于，所述目标混光颜色的混光的标准亮度SMYm为该目标混光颜色的混光的最大亮度。
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