专利名称：：一种led调光装置的调光方法
技术领域：
：本发明涉及半导体照明
技术领域：
，具体为一种LED调光装置的调光方法。
背景技术：
：目前LED技术的快速发展，构成的晶片以及各种合成方案不断提高，发光效能不断提升。LED的亮度调光是通过改变LED的导通时间来改变亮度的，单位时间内LED的导通时间越长，亮度越高。实际应用中是通过改变占空比来控制的。现今LED灯具都采用数字信号控制亮度调光，如DMX512数字信号协议是现今舞台LED灯具普遍采纳的控制协议，而DMX512数字信号调光系统每通道数值只有0—255变化，这就决定了LED调光的灰度级数只有256级与调光系统的数值——对应。对于高亮度的大功率LED灯具来说，256级灰度调光是相当粗糙的，调光曲线呈现锯齿状阶梯波形，在低亮度时级跳突变非常明显，调光曲线平滑度非常差，亮度跳变对人眼视觉特别敏感，无法做到渐亮或渐暗的柔性效果。现有技术中，线性调光是一种普通的调光方式，通常灰度级数只有256级，灰度值与亮度值是一一对应关系。256级灰度的调光曲线虽然是线性递增的，但平滑度比较差，表面粗糙，光突变增幅比率比较大。如图l所示，这是一款大功率LED灯具的调光曲线，将每一个亮点连接起来就成为一条直线。LED调光曲线可以用亮度和灰度级数来表示，反映LED亮度变化率的参数光强增率D=dA/E*100%,D是光强增率，dA是亮度增幅，E是亮度，单位是勒克斯LX。由LED的光效率转换特性可知，在增加相同占空比的情况下，低灰度值时比高灰度值时亮度增加的幅度大，同时在低灰度值时，灰度值每变化一个小单位，光强增率D的值都是比较大的，人眼会感觉到，随着亮度增加，光强增率D减小，人眼对光变化敏感程度也减小。
发明内容本发明目的在于提供一种LED调光装置的调光方法，实现LED灯具调光的渐亮和渐暗，减小人眼对光变化的敏感程度，以营造一个理想的灯光环境，本发明适用于舞台灯光、建筑照明和景观照明等多个照明领域。为实现上述目的，一种LED调光装置，包括微控制器、PWM调光器件和绝缘栅型N沟道场效应三极管，所述微控制器的输出端与PWM调光器件的输入端相连接，所述PWM调光器件的输出端与绝缘栅型N沟道场效应三极管的栅极相连接。作为改进，所述微控制器为单片机或CPU。所述LED调光装置的LED调光曲线由亮度和灰度级数表示，所述LED调光装置的调光方法是a)由微控制器配合PWM调光器件对调光曲线进行灰度级数细分,灰度级数细分为1024级或1024级以上的级数；b)灰度级数细分为1024级或1024级以上的级数后，由微控制器配合PWM调光器件对LED调光曲线进行非线性处理，将灰度级数与亮度之间以阶梯函数/(;c:h[7^)("512)的方式变化，其中f(x)的为亮度，x为灰度级数；在阶梯函数f(x)中，fi(x)和f2(x)均为非线性函数，并且fl(X)和f2(X)均为单调增函数，并且f2(X)的增长速度快于f1(X)的增长速度。作为改进，所述调光方法在灰度级数小于512级时，灰度级数的级变速度为v,;在灰度级数大于512级时，灰度级数的级变速度为V2;v,小作为改进，在调光方法的步骤b)中，fi(x)为函数y;(;c)-y-i，其中1.20^"1.43。作为改进，在调光方法的步骤b)中，f2(x)为函数/20c)=V-512)+y;(;c)—l，其中l.50^6^5。作为改进，在调光方法的步骤b)中，f2(x)为函数/2(x)=t/(;c-511)2+yi(;c)-"其中5^c^l0。与现有技术相比，本发明将原有的LED的线性调光改变为非线性调光方式，以微控制器、PWM调光器件和绝缘栅型N沟道场效应三极管组成的调光装置实现非线性调光。所述的非线性调光方法在灰度级数小于512级时，其递增函数fi(x)的递增曲线是一段平緩的递增曲线，因而亮度增幅dA比较小，根据公式D-dA/E"00。/。，会使得光强增率D变小，人眼对光变化敏感程度也会减小；同时在灰度级数小于512级时，降低了LED灯具调光的级变速度，使灰度级数递增或递减的速度避开人眼敏感区。在灰度级数大于512级时，亮度E的值已经很大，根据公式D-dA/E"00%,光强增率D减小，人眼对光变化敏感程度较小，采用以非线性函数递增的方式，进一步保证了LED灯具调光的渐亮和渐暗效果。图1为现有的舞台LED调光装置的调光曲线图图2为舞台LED调光装置的电路结构图图3为本发明的实施例一的调光曲线图图4为本发明的实施例二的调光曲线图具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。实施例一如图2和图3所示，一种舞台LED调光装置，包括微控制器l、PWM调光器件2和绝缘栅型N沟道场效应三极管3，所述微控制器1的输出端与PWM调光器件2的输入端相连接，所述PWM调光器件2的输出端与绝缘栅型N沟道场效应三极管3的栅极相连接，绝缘栅型N沟道场效应三极管3的漏极与LED组4连接。其中，微控制器1为单片机或CPU。所述LED灯具的LED调光曲线用亮度和灰度级数表示；其中所述LED调光曲线的Y轴表示亮度，单位为LX;其中所述LED调光曲线的X轴表示灰度级数，所述LED调光曲线为递增曲线，其调光方法是先由微控制器1配合PWM调光器件对调光曲线进行灰度级数细分，灰度级数细分为1024级或1024级以上的级数；灰度级数细分为1024级或1024级以上的级数后，由孩i控制器1配合PWM调光器件对LED调光曲线进行非线性处理，将灰度级数与亮度之间以阶梯函数^")=[^((:))((;tSS的方式变化，其中f(x)的为亮度，x为灰度级数。在阶梯函数f(x),中fl(x)为函数y;(x)-^-1，其中"=1.20;n(x)为函数/20)=6"-512)+,(jc)-1，其中6-1.50。fl(x)和f2(x)均为非线性函数，并且fl(x)和f2(x)均为单调增函数，并且f2(x)的增长速度快于f1(x)的增长速度。使用该种变化方式，适用于功率相对较小的舞台LED灯具，在灰度级数小于512级时，其递增函数,(;c—y-1("=1.20)的递增曲线是一段平緩的递增曲线，因而会使得光强增率D比较小，人眼对光变化敏感程度也会减小；在灰度级数大于512级时，随着亮度递增至高的亮度值，光强增率D减小，人眼对光变化敏感程度较小，采用以非线性函数/200=^-512)+/(力-1(6=1.50)的方式变化，进一步保证了LED灯具调光的渐亮和渐暗效果。并且调光方法在灰度级数小于512级时，灰度级数的级变速度为v,;在灰度级数大于512级时，灰度级数的级变速度为^;v,小于、。由于人眼视觉对光线的变化特别敏感，但人眼能察觉到光线的变化又局限于一定的速度范围，越出这一范围人眼很难察觉到。根据这一特性，在低亮度时降调整级变速度，使灰度级数递增或递减的速度避开人眼敏感区。实施例二如图2和图4所示，一种舞台LED调光装置，包括孩i控制器1、PWM调光器件2和绝缘栅型N沟道场效应三极管3，所述微控制器1的输出端与PWM调光器件2的输入端相连接，所述PWM调光器件2的输出端与绝缘栅型N沟道场效应三极管3的栅极相连接，绝缘栅型N沟道场效应三极管3的漏极与LED组4连接。其中，微控制器1为单片机或CPU。所述LED灯具的LED调光曲线用亮度和灰度级数表示；其中所述LED调光曲线的Y轴表示亮度，单位为LX;其中所述LED调光曲线的X轴表示灰度级数，所述LED调光曲线为递增曲线，其调光方法是先由微控制器1配合PWM调光器件对调光曲线进行灰度级数细分，灰度级数细分为1024级或1024级以上的级数；灰度级数细分为1024级或1024级以上的级数后，由微控制器1配合PWM调光器件对LED调光曲线进行非线性处理，将灰度级数与亮度之间以阶梯函数/W=<fC、==的方式变化，其中f(x)的为亮度，x为灰度级数。在阶梯函数f(x)，中f1(x)为函数,(x)=^—i,其中fl=l.43;f2(x)为函数/200=￡/&—511)2+/;(;c)-d,其中^/=10。fl(x)和f2(x)均为非线性函数，并且fl(x)和f2(x)均为单调增函数，并且f2(x)的增长速度快于fl(x)的增长速度。使用该种变化方式，适用于功率较大的舞台LED灯具，在灰度级数小于512级时，其递增函数,(jc)-^-l("=1.43)的递增曲线是一段较平緩的递增曲线，因而会使得光强增率D比较小，人眼对光变化敏感程度也会减小；在灰度级数大于512级时，随着亮度递增至高的亮度值，光强增率D减小，人眼对光变化敏感程度较小，采用以非线性函数/2(;C)-tf(;c-511)2(d=10)的方式变化，进一步保证了LED灯具调光的渐亮和渐暗效果。并且调光方法在灰度级数小于512级时，灰度级数的级变速度为巧；在灰度级数大于512级时，灰度级数的级变速度为^;v,小于、。由于人眼视觉对光线的变化特别敏感，但人眼能察觉到光线的变化又局限于一定的速度范围，越出这一范围人眼很难察觉到。根据这一特性，在低亮度时降调整级变速度，使灰度级数递增或递减的速度避开人眼敏感区。权利要求1、一种LED调光装置的调光方法，所述LED调光装置设置有微控制器、PWM调光器件和绝缘栅型N沟道场效应三极管；所述微控制器的输出端与PWM调光器件的输入端相连接，所述PWM调光器件的输出端与绝缘栅型N沟道场效应三极管的栅极相连接；所述LED调光装置的LED调光曲线由亮度和灰度级数表示，其特征在于a)由微控制器配合PWM调光器件进行灰度级数细分，灰度级数细分为1024级或1024级以上的级数；b)灰度级数细分为1024级或1024级以上的级数后，由微控制器配合PWM调光器件对LED调光曲线进行非线性处理，将灰度级数与亮度之间以阶梯函数<mathsid="math0001"num="0001"><math><![CDATA[<mrow><mi>f</mi><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfencedopen='{'close=''><mtable><mtr><mtd><msub><mi>f</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>)</mo></mrow></mtd><mtd><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>≤</mo><mn>512</mn><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>f</mi><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>)</mo></mrow></mtd><mtd><mrow><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>≥</mo><mn>512</mn><mo>)</mo></mrow></mtd></mtr></mtable></mfenced></mrow>]]></math>id="icf0001"file="A2008101983320002C1.tif"wi="48"he="11"top="123"left="92"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/></maths>的方式变化，其中f(x)的为亮度，x为灰度级数；在阶梯函数f(x)中，f1(x)和f2(x)均为非线性函数，并且f1(x)和f2(x)均为单调增函数，并且f2(x)的增长速度快于f1(x)的增长速度。2、根据权利要求1所述的LED调光装置的调光方法，其特征在于所述调光方法在灰度级数小于512级时，灰度级数的级变速度为v,;在灰度级数大于512级时，灰度级数的级变速度为V2;v卜于v2。3、根据权利要求2所述的LED调光装置的调光方法，其特征在于在调光方法的步骤b)中，fi(x)为函数,00=^—1,其中1.2(k"1.4304、根据权利要求3所述的LED调光装置的调光方法，其特征在于在调光方法的步骤b)中，f2(x)为函数/2(力=6"-512)+,(;c)-l，其中1.50s"5。5、根据权利要求4所述的LED调光装置的调光方法，其特征在于在调光方法的步骤b)中，f2(x)为函数/2(;c):^(jc-5ll)2+y;0c)-^其中5^6^10。全文摘要一种LED调光装置的调光方法，以微控制器、PWM调光器件和绝缘栅型N沟道场效应三极管组成的调光装置通过细分灰度级数和非线性调光，实现LED灯具调光的渐亮和渐暗，减小人眼对光变化的敏感程度，以营造一个理想的灯光环境，本发明适用于舞台灯光、建筑照明和景观照明等多个照明领域。文档编号H05B37/02GK101360378SQ20081019833公开日2009年2月4日申请日期2008年9月5日优先权日2008年9月5日发明者陈家强申请人:广州市雅江光电设备有限公司