CN107896398B - 多路led几何混光方法 - Google Patents
多路led几何混光方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107896398B CN107896398B CN201711098700.9A CN201711098700A CN107896398B CN 107896398 B CN107896398 B CN 107896398B CN 201711098700 A CN201711098700 A CN 201711098700A CN 107896398 B CN107896398 B CN 107896398B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- point
- light
- color
- led
- leds
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
- Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]
Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开了一种多路LED几何混光方法,所述的方法包括以下步骤:步骤一、选定四路LED后,在CIE色度坐标系中画出外接最大三角形,连接中间第4点与其中一个顶点,形成一条连接线;步骤二、在所述连接线上取一定点;步骤三、在坐标系中,根据各坐标点之间线段长度计算各点之间的比例关系,最终得出在混合某目标光色点的各路LED的光辐射功率比例。本方法能够在多路LED混光中,精确的设计出各路LED的功率比例,能够准确实现黑体辐射或太阳光曲线所要求的任意光色,满足设计要求,提高LED灯具照明质量。
Description
技术领域
本发明涉及LED灯具应用技术领域,具体涉及一种多路LED几何混光方法。
背景技术
随着LED灯具应用领域的持续扩展,对调光、调色LED灯具的需求越来越多。尤其在一些特殊场所,对LED灯具亮度、色温、显色性等光学参数提出了严格的要求。如,要求LED灯具能够模拟自然光光色的变化等。
在调光、调色LED灯具设计中,实现调光、调色的方式有多种。但大致原理相似,都采用多路不同色温的LED作为光源,按照不同比例进行混光,以使所混合出来的光色符合设计要求。原理虽然相似,但其配光设计却是关键。混合后的光色在色温符合设计要求的情况下,光谱功率分布千差万别,会导致最终显色性、光效不能满足要求。设计出来的光色偏离了CIE标准照明体,即偏离了黑体辐射曲线或者太阳光曲线。
现有的多路LED混光技术多是直接简单调节各路LED亮度,或是以经验比例进行设计。以往的多路LED混光设计是一种粗略的、模糊的设计,各路LED没有明确的相互关系。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足,提供一种多路LED几何混光方法。
为解决上述的技术问题,本发明采用以下技术方案:
一种多路LED几何混光方法,所述的方法包括以下步骤:
步骤一、选定四路LED后,在CIE色度坐标系中画出外接最大三角形,连接中间第4点与其中一个顶点,形成一条连接线;
步骤二、在所述连接线上取一定点;
步骤三、在坐标系中,根据各坐标点之间线段长度计算各点之间的比例关系,最终得出在混合某目标光色点的各路LED的光辐射功率比例。
更进一步的技术方案是所述的步骤一中顶点选择黑体曲线上方的顶点。
更进一步的技术方案是所述的步骤二中定点的位置选择由最终目标光色范围所决定。
更进一步的技术方案是所述的步骤一包括:设定红、绿、蓝、白四路LED坐标分别为R(xr,yr)、G(xg,yg)、B(xb,yb)、W(xw,yw),以典型日光5500K为目标光色,即M(xm,ym);设定参考点S,在点G和点W的连线上,即是由绿光和白光混合叠加而成的中间色,S点的位置由G、W占的比重决定,有关系式为:
更进一步的技术方案是所述的步骤二包括:当W、G确定后,点S就是W和G的光辐射功率之比的函数,根据式(1)得出点S的ys坐标,再由W、G之间的斜率得出点S的xs坐标;
同理,求出点S的坐标后,连接点S与点M,并延长与R、B连线相交于T点;所述T点由两条直线的相交点直接得出。
更进一步的技术方案是所述的步骤三包括:根据得出的T点得出R、B的光辐射功率之比,再由S、T混合叠加成目标点M,S、T之间的比率由各自与点M的距离确定;通过数学转换,目标点M确定了R、G、B、W四路LED的光辐射功率比例关系。
与现有技术相比,本发明实施例的有益效果之一是:本方法能够在多路LED混光中,精确的设计出各路LED的功率比例,能够准确实现黑体辐射或太阳光曲线所要求的任意光色,满足设计要求,提高LED灯具照明质量。
附图说明
图1为本发明一个实施例中多路LED混光三角图。
图2为本发明一个实施例中几何求解后的设计光谱功率分布图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
下面结合附图及实施例对本发明的具体实施方式进行详细描述。
在下面的详细描述中,出于解释的目的描述了许多具体描述以便能够彻底理解所公开的实施方案,然而,很明显一个或多个实施方式可以在不使用这些具体描述的情况下实施,在其他实例中,示意性地显示已知结构和装置,以便简化附图。
根据本发明的一个实施例,本实施例公开一种多路LED光源的几何混光方法,基于CIE色度学,使用多路不同波长的LED光源,以纯几何学的方式得出各不同LED光源的功率比例,混合出目标光色。总结起来,本实施例方法就是在给定四路LED后,在1931CIE色度坐标系中画出外接最大三角形,连接中间第4点与其中一个顶点。为了计算工作更便捷,通常选择黑体曲线上方的顶点。然后在这条连线上取一定点,同样的,为了使计算更为简洁,该点的选择由最终目标光色范围所决定。即目标光色范围内的点与该点的连线延长线与黑体曲线下方三角形的底边总相交于三角形底边内。最后,在坐标系中,根据各坐标点之间线段长度可计算各点之间的比例关系,最终得出在混合某目标光色点的各路LED的光辐射功率比例。
具体的,如图1所示,本实施例多路LED光源的几何混光方法包括以下步骤:
首先选定多路LED光源,如图1中选定红、绿、蓝、白四路LED,坐标分别为R(xr,yr)、G(xg,yg)、B(xb,yb)、W(xw,yw),以典型日光5500K为目标光色,即M(xm,ym)。通过CIE色度学可以知道,一旦选定这四路LED,由其光辐射功率与光通量的确定其比例关系,即各LED之间的光辐射功率之比有确定的比例关系。根据CIE色度学混光原理,这些比例关系可在CIE色度学坐标系中转化为几何线段的比例。
图1中,点S为参考点,在点G和点W的连线上,即是由绿光和白光混合叠加而成的中间色,S点的位置由G、W占的比重决定,有关系式为:
CIE色度学混光原理,混合光在两原色中间连线上,且两原色的比重与两线段相联系,但并未说明两线段的比率与两原色的光辐射功率之间究竟存在什么样的关系。因此,本方法的重点就在于中明确了CIE色度学坐标系中的几何线段比率与各原色的光辐射功率、等光辐射功率时的光通量以及在等光辐射功率时和明度相关的y坐标存在唯一确定的关系。
当W、G确定后,点S就是W和G的光辐射功率之比的函数,可以根据式(1)得出点S的ys坐标,再由W、G之间的斜率可得出点S的xs坐标。同理,求出点S的坐标后,连接点S与点M,并延长与R、B连线相交于T点。T点可由两条直线的相交点直接得出,根据得出的T点可得出R、B的光辐射功率之比,再由S、T混合叠加成目标点M,S、T之间的比率由各自与点M的距离确定。由此,通过简单的数学转换,目标点M确定了R、G、B、W四路LED的光辐射功率比例关系。
根据CIE色度学原理,由光谱功率分布函数和三刺激值函数、显指系数等相加权,可得出x、y色坐标、光通量、色温和显色性等光学指标。因而,可根据光谱功率分布函数等求解四路LED的混合比例关系。但这一个过程,计算量很大,且需要较高色度学专业知识,不易掌握。
而本实施例方法的整个过程采用几何学进行求解,给多路LED混光设计工作带来了极大便捷,不需要使用光谱功率分布以及X、Y、Z三刺激值的方法进行大量计算。在选定四路LED时,只需测定各自的光辐射功率和光通量作为基准,以确定各自在CIE色度学坐标系中的几何比例关系。将求解四路LED相互比例关系的过程转化为纯数学的三角几何解答过程。
该方法理论上,可在黑体辐射曲线和典型日光曲线上混合出极高显色性的任意色温点。
如图2所示,图2是根据该方法基于三种色温点所得出的某四路LED混合后的光谱功率分布。三种色温点分别为黑体辐射曲线上的3600K和典型日光曲线上的5500K、7000K色温。由CIE规定了黑体辐射和日光的显色指数为100。
本实施例的方法所求解的比例可精确的混合出所需要的光色,其误差可控制在5%以内。最终测试结果,色温分别为3607K、5501K、6990K,三种色温点的显色指数分别为91.4、95.3、90.0。
从设计结果与测试结果可以看出,该方法所求解出的四路LED光辐射功率比例,可以精确的混合出符合黑体辐射或者典型日光的高显色性光色,提高人工照明质量。
在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等,指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说,结合任一个实施例描述一个具体特征、结构或者特点时,所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
尽管这里参照发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述,但是,应该理解,本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式,这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说,在本申请公开权利要求的范围内,可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外,对于本领域技术人员来说,其他的用途也将是明显的。
Claims (2)
1.一种多路LED几何混光方法,其特征在于:所述的方法包括以下步骤:
步骤一、选定四路LED后,在CIE色度坐标系中画出外接最大三角形,连接中间第4点与其中一个顶点,形成一条连接线,具体包括:设定红、绿、蓝、白四路LED坐标分别为R(xr,yr)、G(xg,yg)、B(xb,yb)、W(xw,yw),以典型日光5500K为目标光色,即M(xm,ym);设定定点S,在点G和点W的连线上,即是由绿光和白光混合叠加而成的中间色,有关系式为:
步骤二、在所述连接线上取一定点,定点的位置选择由最终目标光色范围所决定,具体包括:包括:当W、G确定后,点S就是W和G的光辐射功率之比的函数,根据式(1)得出点S的ys坐标,再由W、G之间的斜率得出点S的xs坐标;
同理,求出点S的坐标后,连接点S与点M,并延长与R、B连线相交于T点;所述T点由两条直线的相交点直接得出;
步骤三、在坐标系中,根据各坐标点之间线段长度计算各点之间的比例关系,最终得出在混合某目标光色点的各路LED的光辐射功率比例,具体包括:根据得出的T点得出R、B的光辐射功率之比,再由S、T混合叠加成目标点M,S、T之间的比率由各自与点M的距离确定;通过数学转换,目标点M确定了R、G、B、W四路LED的光辐射功率比例关系。
2.根据权利要求1所述的多路LED几何混光方法,其特征在于所述的步骤一中顶点选择黑体曲线上方的顶点。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201711098700.9A CN107896398B (zh) | 2017-11-09 | 2017-11-09 | 多路led几何混光方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201711098700.9A CN107896398B (zh) | 2017-11-09 | 2017-11-09 | 多路led几何混光方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107896398A CN107896398A (zh) | 2018-04-10 |
CN107896398B true CN107896398B (zh) | 2020-04-07 |
Family
ID=61804799
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201711098700.9A Active CN107896398B (zh) | 2017-11-09 | 2017-11-09 | 多路led几何混光方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107896398B (zh) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108800063B (zh) * | 2018-06-21 | 2021-01-05 | 四川九洲光电科技股份有限公司 | 一种led灯具调色方法 |
CN109587893B (zh) * | 2019-01-08 | 2022-06-03 | 青岛易来智能科技股份有限公司 | 一种调光方法及装置 |
US10874002B2 (en) | 2019-02-01 | 2020-12-22 | Dongguan Star Mount Trading Co., Ltd. | Method and apparatus for computing illumination mixed lights, computer device and storage medium |
CN112492720A (zh) * | 2019-09-10 | 2021-03-12 | 群燿光学股份有限公司 | 主动式色彩导航器及其导航方法 |
CN113739087B (zh) * | 2021-08-26 | 2022-10-11 | 复旦大学 | 一种可变色温全光谱led光源及灯具 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006001221A1 (en) * | 2004-06-29 | 2006-01-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Illumination source |
CN101422087A (zh) * | 2006-04-11 | 2009-04-29 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 用于调暗生成具有可变颜色的光的光生成***的方法 |
TW201344110A (zh) * | 2012-04-17 | 2013-11-01 | Delta Electronics Inc | 照明裝置及產生白光之方法 |
CN105392232A (zh) * | 2015-12-14 | 2016-03-09 | 江苏林洋照明科技有限公司 | Led多通道混色智能灯泡、智能照明***及多通道混色方法 |
CN105578642A (zh) * | 2015-12-17 | 2016-05-11 | 广州市雅江光电设备有限公司 | 一种运用于led灯具里的恒功率配色算法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8950892B2 (en) * | 2011-03-17 | 2015-02-10 | Cree, Inc. | Methods for combining light emitting devices in a white light emitting apparatus that mimics incandescent dimming characteristics and solid state lighting apparatus for general illumination that mimic incandescent dimming characteristics |
-
2017
- 2017-11-09 CN CN201711098700.9A patent/CN107896398B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006001221A1 (en) * | 2004-06-29 | 2006-01-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Illumination source |
CN101422087A (zh) * | 2006-04-11 | 2009-04-29 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 用于调暗生成具有可变颜色的光的光生成***的方法 |
TW201344110A (zh) * | 2012-04-17 | 2013-11-01 | Delta Electronics Inc | 照明裝置及產生白光之方法 |
CN105392232A (zh) * | 2015-12-14 | 2016-03-09 | 江苏林洋照明科技有限公司 | Led多通道混色智能灯泡、智能照明***及多通道混色方法 |
CN105578642A (zh) * | 2015-12-17 | 2016-05-11 | 广州市雅江光电设备有限公司 | 一种运用于led灯具里的恒功率配色算法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107896398A (zh) | 2018-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107896398B (zh) | 多路led几何混光方法 | |
CN106817811B (zh) | 基于pwm四基色led实现全色域范围配光的方法 | |
CN106162981A (zh) | 基于三基色led的混光方法 | |
CN109819546B (zh) | 一种宽色域调光混光方法及氛围灯 | |
CN104540263B (zh) | 一种模拟日光变化的方法及装置 | |
CN112203377B (zh) | 一种色温调节方法、色温调节装置以及光源组件 | |
WO2020088687A1 (zh) | 一种彩色灯自动实现最大亮度配色方法、调色方法和*** | |
CN105163419B (zh) | 高色饱和度白光led照明***及其混色设计方法 | |
TWI557372B (zh) | 固態發光器件色溫調節方法及使用該方法的照明裝置 | |
CN105042365A (zh) | 高光色品质的白光led照明***及其设计方法 | |
CN104979436B (zh) | 高性能四芯片led光谱优化技术方法 | |
CN109862659B (zh) | 色温调节方法及灯具 | |
LT5918B (lt) | Daugiaspalviai kietakūniai šaltiniai, skirti apšviečiamų paviršių spalvos sodrio valdymui | |
CN101422080A (zh) | 对照明器的色温和色位控制 | |
CN106304527B (zh) | 一种照明控制***和照明控制方法 | |
CN105430790A (zh) | 一种用于led光源的混光方法及线性照明灯具 | |
CN109379813B (zh) | 色温可调的照明模组及照明模组的色温调节方法 | |
CN109982478B (zh) | 白光发光二极管的调光方法 | |
CN109948184A (zh) | 照明混光计算方法、装置、计算机设备及存储介质 | |
CN103925533B (zh) | 一种婴幼儿护眼光源配光方法及可调光婴幼儿护眼灯 | |
CN108495406A (zh) | 混合光源色温调节方法、***、存储介质及人机交互终端 | |
CN108401314B (zh) | 基于极坐标的无极调光调色方法 | |
KR20160107251A (ko) | Led 조명 디바이스들을 테스트하고 특징을 규정하는 시스템 및 방법들 | |
CN102548112A (zh) | 混合光实现方法 | |
CN104300045B (zh) | 一种基于多个白光光源混出日光的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |