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
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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