CN104300045B - 一种基于多个白光光源混出日光的方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于多个白光光源混出日光的方法，包括：选择三个以上的白光光源，该白光光源对应有色温值和坐标值；确定目标照明白光的色温和坐标参数；确定出混光组合，其步骤是：比较目标白光的X值位于哪两个白光光源所对应的X坐标之间，确定与目标白光邻近的白光光源Wx和Wy为混光组合光源；利用如下公式计算出Wx和Wy的混光比例Lwx：Lwy；所述的公式为：其中，Ywx为Wx白光光源的Y轴坐标值，Ywy为Wy白光光源的Y轴坐标值；根据计算得到的混光比例调节Wx和Wy白光光源出光量，得到所需要的照明白光。本方法能精确、简单的混合成标准照明光。

Description

一种基于多个白光光源混出日光的方法
技术领域
本发明涉及通过三个以上白光光源混出照明用白光的方法。
背景技术
目前，白光的合成途径大体上有三种。
如图1所示，第一种是通过红绿蓝合成白光，但这种方法主要的问题是绿光的转换效率低，现在红绿蓝LED的转换效率分别为30％、10％和25％，白光流明效率可达60lm/W。通过进一步提高蓝绿光LED的流明效率，则白光流明效率可达200lm/W。由于合成白光所要求的色温和显色指数不同，对合成白光的各色LED流明效率均有不同，因此会影响普通照明白光的效率、色温和显色指数。
第二种方法是用LED＋不同色光荧光粉，这种方式也包括几种不同的合成方式；（1）用紫外或紫光LED＋RGB荧光粉来合成白光LED，这种工作原理和日光灯是类似的，但是比日光灯性能要优越，令紫光LED的转换系数可达0.8，各色荧光粉的量子转换效率可达0.9；（2）用蓝光LED＋红绿荧光粉，蓝光LED效率60％，荧光粉效率70％；（3）蓝光LED＋黄色荧光粉和红色荧光粉来构成白光。
第三中方式是用单芯片形成白光。
对于普通照明来说，在中华人民共和国轻工行业标准QB/T4057-2010中规定，普通照明用LED的初始色度特性要求是额定相关色温在2700K-6500K之间，普通照明用LED在CIE1931色度图中的区域在黑体轨迹附近。现在，随着LED的普及，LED在照明领域中的应用越来越广泛，因此，现在也有很多人在研究通过何种方式能得到色温在2700K-6500K之间且与黑体轨迹相近的区域内的标准照明光，目前采用的方式有。
（1）采用上述第一种方式来实现，如上所述，这种方式的混光效率低。
（2）第二种方式是用RGB再加一个白光来实现。
（3）第三种方式是采用对应于色度图中照明标准区域的两个白光来实现，采用这种方式，则两个白光需要位于照明标准区域的两端，这样，不论怎么调节白光，则混合出来的白光基本在两白光所连接的直线上，但黑体轨迹为一弧线，因此，混出的光难以与黑体轨迹相近似，使得部分混光不属于标准照明光。
发明内容
为了能精确、简单的混合成标准照明光，本发明提供了一种基于多个白光光源混出日光的方法。
为达到上述目的，一种基于多个白光光源混出日光的方法包括：
（1）在色度图对应的照明区域的一端选择白光光源，该白光光源的色温为Tc1，该白光光源的坐标为（X1，Y1）；在色度图对应的照明区域的另一端选择另一白光光源，该白光光源的色温为Tc2，该白光光源的坐标为（X2，Y2）
（2）在色度图对应的照明区域的两端之间选择至少一白光光源，该白光光源的色温为Tcn，该白光光源的坐标为（Xn，Yn）；
（3）假设所需要的照明白光的参数是，色温为Tcm，坐标为（Xm，Ym）；
（4）确定出混光组合，其步骤是：比较Xm位于哪两个白光光源所对应的X坐标之间，设定比较出来的两个白光光源分别为Wx和Wy，确定Wx和Wy为混光组合的白光光源；
（5）利用如下公式计算出Wx和Wy的混光比例Lwx：Lwy；所述的公式为：，其中，Ywx为Wx白光光源的Y轴坐标值，Ywy为Wy白光光源的Y轴坐标值；
（6）根据计算得到的混光比例调节Wx和Wy白光光源出光量，得到所需要的照明白光。
进一步的，Tc1为2700K，Tc2为6500K。
本发明的有益效果是：在色度图中对应的标准照明区域的两端分别选择一白光光源，在色度图中对应的标准照明区域的两端之间选择至少一白光光源，这样，根据所需要的目标光源，则可确定应当选择哪两个白光光源作为混合光源，并根据公式计算白光光源的发光量比例，从而能使该混合光较为精确的位于标准照明区域内，而且该方法简单。
附图说明
图1为红绿蓝三种光很少的色度图。
图2为W1、W2和W3三种白光对应的色度图、黑体轨迹图和三种白光对应的比例。
图3为混光后的色度图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步详细说明。
一种基于多个白光光源混出日光的方法，包括。
（1）在色度图对应的照明区域的一端选择白光光源，该白光光源的色温为Tc1，该白光光源的坐标为（X1，Y1）；在色度图对应的照明区域的另一端选择另一白光光源，该白光光源的色温为Tc2，该白光光源的坐标为（X2，Y2）。
（2）在色度图对应的照明区域的两端之间选择至少一白光光源，该白光光源的色温为Tcn，该白光光源的坐标为（Xn，Yn）。
（3）假设所需要的照明白光的参数是，色温为Tcm，坐标为（Xm，Ym）。
（4）确定出混光组合，其步骤是：比较Xm位于哪两个白光光源所对应的X坐标之间，设定比较出来的两个白光光源分别为Wx和Wy，确定Wx和Wy为混光组合的白光光源。
（5）利用如下公式计算出Wx和Wy的混光比例Lwx：Lwy；所述的公式为：
，其中，Ywx为Wx白光光源的Y轴坐标值，Ywy为Wy白光光源的Y轴坐标值。
（6）根据计算得到的混光比例调节Wx和Wy白光光源出光量，得到所需要的照明白光。
在本实施方式中，以三个白光光源为例来具体说明本发明的混光方法。三个白光光源分别为W1、W2和W3。其中，如图2所示，三组白光光源的色品参数为：
W1 Tc1=6500k X1=0.313 Y1=0.337
W2 Tc2=4000k X2=0.380 Y2=0.380
W3 Tc3=2700k X3=0.463 Y3=0.420
上述Tc1、Tc2、Tc3分别为色温，X1、X2、X3分别为在CIE1931色度图中的X坐标，y1、y2、y3分别为在CIE1931色度图中的y坐标。
设定所需要的照明白光的目标参数为：
Wm Tcm=3500k Xm=0.409 Ym=0.394。
具体的方法是：
1）确定参与混光的白光光源。通过比较Wm与W1、W2、W3在CIE1931-xy色度图中x坐标的位置关系。具体方法是：采用交换排序、选择排序、合并排序等排序方法对Xm、X1、X2、X3数组进行排序，获得一递增或递减的序列，如，采用交换排序法得递增序列0.313（X1）＜0.380（X2）＜0.409（Xm）＜0.463（X3）。由排序后数组可知Xm介于X2与X3之间，进而判断出CIE1931-xy色度图x坐标的位置关系为：Wm介于W2和W3之间，因此，确定W2和W3为混光组合的白光光源。
2）如图3所示，将对应的参数代入到下述公式中计算出W2和W3的混光比例Lwx：Lwy；所述的公式为：
，其中，Ywx为W2白光光源的Y轴坐标值，Ywy为W3白光光源的Y轴坐标值。根据上述给定的参数计算Lwx：Lwy为1.68:1
3）根据计算得到的混光比例调节W2和W3白光光源出光量，得到所需要的照明白光。
在本实施方式中，在色度图中对应的标准照明区域的两端分别选择一白光光源，在色度图中对应的标准照明区域的两端之间选择至少一白光光源，这样，根据所需要的目标光源，则可确定应当选择哪两个白光光源作为混合光源，并根据公式计算白光光源的发光量比例，从而能使该混合光较为精确的位于标准照明区域内，而且该方法简单。

Claims (2)

1.一种基于多个白光光源混出日光的方法，其特征在于包括：
（1）在色度图对应的照明区域的一端选择白光光源，该白光光源的色温为Tc1，该白光光源的坐标为（X1，Y1）；在色度图对应的照明区域的另一端选择另一白光光源，该白光光源的色温为Tc2，该白光光源的坐标为（X2，Y2）；
（2）在色度图对应的照明区域的两端之间选择至少一白光光源，该白光光源的色温为Tcn，该白光光源的坐标为（Xn，Yn）；
（3）假设所需要的照明白光的参数是，色温为Tcm，坐标为（Xm，Ym）；
（4）确定出混光组合，其步骤是：比较Xm位于哪两个白光光源所对应的X坐标之间，设定比较出来的两个白光光源分别为Wx和Wy，确定Wx和Wy为混光组合的白光光源；
（5）利用如下公式计算出Wx和Wy的混光比例Lwx：Lwy；所述的公式为：，其中，Ywx为Wx白光光源的Y轴坐标值，Ywy为Wy白光光源的Y轴坐标值；
（6）根据计算得到的混光比例调节Wx和Wy白光光源出光量，得到所需要的照明白光。
2.根据权利要求1所述的基于多个白光光源混出日光的方法，其特征在于：Tc1为2700K，Tc2为6500K。
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