光源的目标量调整方法和一种光源的制作方法
【专利摘要】本发明实施例公开了一种光源的目标量的调整方法，该光源包括三组发光元件，每组发光元件包括至少一种颜色发光元件，该三组发光元件一共包括至少四种颜色的发光元件，且同一颜色发光元件位于同一组发光元件内；包括步骤：获取光源的目标三刺激值；获取每组发光元件在最大光通量时的三刺激值；将每组发光元件当成一种颜色发光元件，根据目标三刺激值和三组各自的三刺激值计算出每组颜色发光元件的光通量的调整系数，并将该调整系数归一化；根据每组发光元件的调整系数对该组发光元件的光通量进行调整。本发明能够提供一种光源的目标量调整方法，旨在较简便地得到具有至少四种颜色发光元件的光源在达到预定色坐标时各颜色发光元件的光通量的唯一解。
【专利说明】光源的目标量调整方法和一种光源
【技术领域】
[0001]本发明涉及照明及显示【技术领域】，特别是涉及一种光源的目标量调整方法和一种 光源。
【背景技术】
[0002] LED白色光源对通常的照明市场具有主要的影响。较为常用的白色光源为采用R (Red,红色)，G (Green,绿色)，和B (Blue，蓝色）三基色LED所发光混合成白光。此白色 光源中，所有合成颜色都是通过分别控制R，G，和B三基色LH)的输入功率来实现颜色的配 t匕。因为采用三基色LH)直接发光，因而各单色光的颜色饱和度是非常高，相比基于荧光转 换的白色LED的白色光源比较满足舞台演出或其他场合中对颜色比较鲜艳的要求，而且色 温可调节以及可产生可变颜色光。
[0003] 如图1所示，图1为红色、绿色和蓝色LED的发光光谱示意图。由于大功率三基色 (R，G和B) LED光源的单色光光谱非常窄，饱和度高，因而在R，G，和B三基色LED合成白光 时，合光的光谱不连续，在可见光范围内缺失一些光谱成分，例如480nm和600nm之间有一 波谷。这导致光源的显色性较低，进而不能作为照明光源。为提高照明光源的显色性，弥补 R，G，和B三基色LED光源显色性不足，该白色光源中一般还加入至少一种其他颜色的LED (例如白色LED、黄色LED或琥珀色LED)，来避免光谱的波谷现象，提高光源的显色性。
[0004] 然而，在这样给定的一个具有至少四种颜色LED的白色光源中，要由多基色光合 成某一种特定颜色时，各种颜色发光元件所发光的光通量的配比有无数组解。而白色光源 内各LED的颜色越多，算法也就越复杂。
【发明内容】
[0005] 本发明主要解决的技术问题是提供一种光源的目标量调整方法，旨在较简便地得 到具有至少四种颜色发光元件的光源在达到预定色坐标时各颜色发光元件的光通量的唯 一解。
[0006] 本发明实施例提供一种光源的目标量的调整方法，其中该光源包括三组发光元 件，每一组发光元件包括至少一种颜色的发光元件，且每组发光元件内的不同颜色光的主 波长之间的距离不大于20nm，该三组发光元件一共包括至少四种不同颜色的发光元件，且 同一颜色发光元件位于同一组发光元件内，包括：
[0007] 步骤A :获取所述光源的目标色坐标（X。，y。），并计算该目标色坐标的三刺激值 (乂。，丫。，2。)，其中义。=丫。><(又。/；7。)，2。=￥。><[(11。-7。)八。]，且该目标色坐标位于预定范围内；
[0008] 步骤B:获取每组发光元件的三刺激值（\，1，ZP，其中i=l，2,3;使得
【权利要求】
1. 一种光源的目标量的调整方法，其中该光源包括三组发光元件，每一组发光元件包 括至少一种颜色的发光元件，且每组发光元件内的不同颜色光的主波长之间的距离不大于 20nm，该三组发光元件一共包括至少四种不同颜色的发光元件，且同一颜色发光元件位于 同一组发光元件内，其特征在于，包括 ： 步骤A :获取所述光源的目标色坐标（X(l，％)，并计算该目标色坐标的三刺激值（\，Y。， z0)，其中X〇=Y〇X (x〇/y〇)，Z〇=Y〇X[(l-x〇-y〇)/x〇]，且该目标色坐标位于预定范围内； 步骤B :获取每组发光元件的三刺激值（X,.，Y,_，Z,.)，其中i=l，2,3 ;使得
其中为第i组内 第j种颜色发光元件在其光通量最大的蓝原色刺激量，为第i组内第j种颜色发光元件 在其光通量最大时的绿原色刺激量，为第i组内第j种颜色发光元件在其光通量最大时 的红原色刺激量，叫为第i组内发光元件的颜色数量，为第i组内第j种颜色发光元件 的实际光通量与其最大光通量的比值，称为调整系数，且h的初始值为1 ; 步骤C :获取第一、第二和第三组发光元件的调整系数组（Kp K2、K3)，其中
按预定比例将I、Κ2、Κ3缩小或放大，使得该三个值最大的一个大于或等于0. 8且小于 或等于1 ; 步骤D :调整每种颜色发光元件的实际光通量，使得每种颜色发光元件的实际光通量 为其最大光通量Xl^.XKi。
2. 根据权利要求1所述的光源的目标量调整方法，其特征在于，所述步骤C和步骤D之 间还包括： 步骤E :获取所有调整系数不为1的组中各颜色发光元件对所述光源的目标量的影响 因子，称该所有调整系数不为1的组为待调整组； 步骤F :将至少一个影响因子大于0的颜色发光元件的调整系数减小至少一个预定步 长，并重复步骤B与步骤C，计算出每组发光元件的最终调整系数I。
3. 根据权利要求2所述的光源的目标量的调整方法，其特征在于，所述步骤E包括： 步骤E1 :获取经调整系数组（Κρ K2、K3)的初始值调整后的光源的目标量，记为M0 ; 步骤Ε2 :将待调整组中的其中一种颜色发光元件的调整系数减小一个预定步长(例 如0. 1或者0. 01)，然后重复步骤S22和步骤S23,再根据步骤S23获取到的三组发光元件 的新调整系数组重新计算当前的光源的目标量，记为Mi，计算AM=Mi -M0 ;重复该步骤，以 将待调整组中每种颜色发光元件对应的ΔΜ计算出来； 步骤E3 :将待调整组中所有颜色发光元件对应的Λ Μ从大到小排序，该排序为待调整 组中所有颜色发光元件的影响因子，其中ΛΜ大于0的颜色发光元件的影响因子大于0 ;将 待调整组中每种颜色发光元件的调整系数h增加一个步长。
4. 根据权利要求2所述的光源的目标量的调整方法，其特征在于，所述步骤F为： 将待调整组中影响因子最大的颜色发光元件的调整系数依次减小预定步长，直到光源 的目标量停止增长，并重复步骤B与步骤C，计算出每组发光元件的最终调整系数。
5. 根据权利要求4所述的光源的目标量的调整方法，其特征在于，所述步骤F包括： 步骤Fa:获取由所述步骤C计算出的调整系数组（1、1( 2、1(3)，并计算由该调整系数组调 整后的光源的目标量，记为第一目标量； 步骤Fb :查找所述步骤E中获取到的待调整组中的影响因子最大的颜色发光元件，将 其调整系数1?减小第一预定步长Λ kl ; 步骤Fc :重复所述步骤B和步骤C以获取所述三组发光元件的新调整系数组，并根据 该三个新调整系数计算光源所发光的新目标量，记为第二目标量； 步骤Fd :计算第二目标量与第一目标量的差值；若该差值大于0,则使得第一目标量等 于第二目标量，并重复步骤Fb至步骤Fd ;若该差值小于0,则继续步骤D。
6. 根据权利要求4所述的光源的目标量的调整方法，其特征在于，所述步骤F包括： 步骤F1 :获取由所述步骤C计算出的调整系数组（1、1(2、1(3)，并计算由该调整系数组调 整后的光源的目标量，记为第一目标量； 步骤F2 :查找步骤E中获取到的待调整组中的影响因子最大的颜色发光元件，将其调 整系数1?减小第一预定步长Λ kl ; 步骤F3 :重复步骤B和步骤C以获取所述三组发光元件的新调整系数组，并根据该三 个新调整系数计算光源所发光的新目标量，记为第二目标量； 步骤F4 :计算第二目标量与第一目标量的差值；若该差值大于0,则使得第一目标量等 于第二目标量，并重复步骤F2至步骤F4 ;若该差值小于0,执行以下步骤： 步骤F41 :使得第一目标量等于第二目标量； 步骤F42 :查找由步骤E中获取到的待调整组中的影响因子最大的颜色发光元件，将其 调整系数减小第二预定步长Δ k2,其中该Δ k2小于Δ kl ; 步骤F43 :重复步骤B和步骤C以获取三组发光元件的新调整系数组，并根据该三个新 调整系数计算光源所发光的新目标量，记为第二目标量； 步骤F44 :计算第二目标量与第一目标量的差值；若该差值大于0,则重复步骤F41至 步骤F44 ;若该差值小于0,则继续步骤D。
7. 根据权利要求1所述的光源的目标量的调整方法，其特征在于，所述步骤C中将I、 K2、K3归一化，所述步骤C和步骤D之间还包括： 步骤G:判断&是否为1， 若I不为1 :判断K2是否为1或者K3是否为1，若是，则继续步骤D ;若否，则对第二、 第三组中调整系数不为1的组中的色坐标距离光源的目标色坐标最远的颜色发光元件的 调整系数按预定步长逐次调小，直到该组的调整系数大于预定阈值时，继续步骤D ; 若1为1，获取第二组和第三组中每个颜色发光元件的影响因子，将至少一个影响因子 大于〇的颜色发光元件的调整系数逐次减小预定步长，直到该颜色发光元件的调整系数为 〇或者第二或第三组的调整系数为1时，继续步骤D。
8. 根据权利要求1至7任一项所述的光源的目标量的调整方法，其特征在于，所述步骤 D包括： 获取当前各发光元件的温度，确定每种颜色发光元件的光通量的最终调整系数 kijXKi，从第一映射表内获取当前温度下每种颜色发光元件的与其光通量调整系数 相对应的输入功率的调整系数； 第一映射表保存有不同温度下每种颜色发光元件的光通量调整系数与输入功率的调 整系数的对应关系。
9. 根据权利要求1至7任一项所述的光源的目标量的调整方法，其特征在于， 每种颜色光在其最大光通量时的三刺激值预先存储在存储单元内；所述步骤B中从该 存储单元获取各三刺激值； 每隔预定时间，对每种颜色光的最大光通量进行探测，根据该探测到的最大光通量从 第二映射表中获取与该最大光通量相对应的三刺激值并对所述存储单元内的三刺激值进 行更新； 第二映射表保存有不同光通量和与其相对应的三刺激值。
10. -种光源，其特征在于，包括： 发光装置，包括三组发光元件，每一组发光元件包括至少一种颜色的发光元件，且每组 发光元件内的不同颜色光的主波长之间的距离不大于20nm，该三组发光元件一共包括至少 四种不同颜色的发光兀件，且同一颜色发光兀件位于同一组发光兀件内； 控制装置，用于获取所述光源的目标色坐标（x〇, y。)，并计算该目标色坐标的三刺激值 (XQ, YQ, ZQ),其中XQ=YQX (xQ/yQ), ZQ=YQX [(l-Xd-y^/xJ,且该目标色坐标位于预定范围 内；获取每组发光元件的三刺激值（Xi，Yi，ZP，其中i=l，2,3 ;使得
其中Xu为第i组内第j种颜色发光元件 在其光通量最大的蓝原色刺激量，L为第i组内第j种颜色发光元件在其光通量最大 时的绿原色刺激量，为第i组内第j种颜色发光元件在其光通量最大时的红原色刺 激量，h为第i组内发光元件的颜色数量，1?为第i组内第j种颜色发光元件的调整系 数，且1?的初始值为1 ;获取第一、第二和第三组发光元件的调整系数组（Kp K2、K3)，其中
并按预定比例将Ki、K2、K3缩小或放大，使得该三个值最 大的一个大于或等于〇. 8且小于或等于1 ;并调整每种颜色发光元件的实际光通量，使得每 种颜色发光元件的实际光通量为其最大光通量Xl^.XKi。
11. 根据权利要求10所述的光源，其特征在于，所述控制装置在获取每组发光元件的 调整系数后调整每种颜色发光元件的实际光通量之前，还用于获取所有调整系数不为1的 组中各颜色发光元件对所述光源的目标量的影响因子，称该所有调整系数不为1的组为待 调整组；然后将至少一个影响因子大于0的颜色发光元件的调整系数按预定步长减小，并 重新计算出每组发光元件的最终调整系数Ki。
12. 根据权利要求10或11所述的光源，其特征在于，所述第一组发光元件包括蓝色和 深蓝色发光元件中的至少一种； 第二组发光元件包括红色、橙色和琥珀色发光元件的至少一种； 第三组发光元件包括青色、绿色和黄色发光元件中的至少一种； 所述光源包括以上八种颜色发光元件中的至少四种。
13. 根据权利要求12所述的光源，其特征在于，所述控制装置在获取每组发光元件的 调整系数后调整每种颜色发光元件的实际光通量之前，还用于判断I是否为1， 若I不为1 :判断K2是否为1或者K3是否为1，若是，则结束；若否，则对第二、第三组 中调整系数不为1的组中的色坐标距离光源的目标色坐标最远的颜色发光元件的调整系 数按预定步长逐次调小，直到该组的调整系数大于预定阈值时，结束该循环； 若1为1，获取第二组和第三组中每个颜色发光元件的影响因子，将至少一个影响因子 大于〇的颜色发光元件的调整系数逐次减小预定步长，直到该颜色发光元件的调整系数为 〇或者第二组或第三组的调整系数为1时，结束该循环。
14. 根据权利要求10所述的光源，其特征在于，所述光源还包括第一探测装置，用于探 测所述每种颜色发光元件的温度，并将该温度发送至所述控制装置； 所述控制装置根据获取到的温度以及每种颜色发光元件的光通量最终调整系数 Ι^ΧΚρ从第一映射表内获取每种颜色发光元件在当前温度下与其光通量调整系数 相对应的输入功率的调整系数，并调整每种颜色发光元件的输入功率，使得每种颜色发光 元件的实际输入功率为其最大输入功率X输入功率的调整系数； 所述第一映射表保存有每种颜色发光元件不同温度下的光通量调整系数与输入功率 的调整系数的对应关系。
15. 根据权利要求10所述的光源，其特征在于， 所述控制装置预先存储好每种颜色光在其最大光通量时的三刺激值； 所述光源还包括第二探测装置，用于每隔预定时间对每种颜色光的最大光通量进行探 测，并根据该探测到的各最大光通量从第二映射表中获取与该最大光通量相对应的三刺激 值，且对所述控制装置内存好的每种颜色光在其最大光通量时的三刺激值进行更新； 第二映射表保存有每种颜色发光元件的不同光通量和与其相对应的三刺激值。
【文档编号】F21Y101/02GK104298838SQ201310296599
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2013年7月15日 优先权日:2013年7月15日
【发明者】张权 申请人:深圳市绎立锐光科技开发有限公司