CN109099392A - 使用滤色器系统提供对光束的色温校正的方法 - Google Patents

使用滤色器系统提供对光束的色温校正的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109099392A
CN109099392A CN201810637911.3A CN201810637911A CN109099392A CN 109099392 A CN109099392 A CN 109099392A CN 201810637911 A CN201810637911 A CN 201810637911A CN 109099392 A CN109099392 A CN 109099392A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
filter
color
colour filter
colour
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.)
Granted
Application number
CN201810637911.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109099392B (zh
Inventor
J.T.托夫特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Haman Professional Denmark Corp
Harman Professional Denmark ApS
Original Assignee
Haman Professional Denmark Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Haman Professional Denmark Corp filed Critical Haman Professional Denmark Corp
Publication of CN109099392A publication Critical patent/CN109099392A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109099392B publication Critical patent/CN109099392B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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]
    • H05B45/20—Controlling the colour of the light
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S10/00—Lighting devices or systems producing a varying lighting effect
    • F21S10/007—Lighting devices or systems producing a varying lighting effect using rotating transparent or colored disks, e.g. gobo wheels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S10/00—Lighting devices or systems producing a varying lighting effect
    • F21S10/02—Lighting devices or systems producing a varying lighting effect changing colors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V14/00—Controlling the distribution of the light emitted by adjustment of elements
    • F21V14/08—Controlling the distribution of the light emitted by adjustment of elements by movement of the screens or filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/08—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters for producing coloured light, e.g. monochromatic; for reducing intensity of light
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/30—Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source
    • F21V9/38—Combination of two or more photoluminescent elements of different materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/40—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters with provision for controlling spectral properties, e.g. colour, or intensity
    • F21V9/45—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters with provision for controlling spectral properties, e.g. colour, or intensity by adjustment of photoluminescent elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/007—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements the movable or deformable optical element controlling the colour, i.e. a spectral characteristic, of the light
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/22—Absorbing filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2131/00—Use or application of lighting devices or systems not provided for in codes F21W2102/00-F21W2121/00
    • F21W2131/40—Lighting for industrial, commercial, recreational or military use
    • F21W2131/406—Lighting for industrial, commercial, recreational or military use for theatres, stages or film studios
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

本发明提供一种控制灯具的方法，所述灯具包括一个光源、三个不同滤色器。所述滤色器可相对于彼此以及相对于光布置在许多位置中。所述方法包括以下步骤：接收与所述滤色器的位置相关的颜色参数以及与所述光的色温相关的色温参数；基于颜色参数、所述色温参数和所述滤光器的光谱特性来获得所得颜色；基于所述所得颜色、所述滤光器的所述光谱特性和所述光的光谱特性来获得指示所述滤光器的位置的滤色器位置参数；以及基于滤色器参数来相对于彼此以及相对于所述光布置所述滤色器。

Description

使用滤色器系统提供对光束的色温校正的方法
技术领域
本发明涉及一种灯具，其包括生成光束的至少一个光源，所述光束沿主光轴传播，并且其中多个滤色器被配置为逐渐移动到光束中以改变光束的颜色和色温。
背景技术
为了结合音乐会、现场表演、电视节目、体育赛事产生各种灯光效果和气氛照明或作为建筑安装的一部分，产生各种灯光效果的灯具正越来越多地在娱乐业中使用。通常，娱乐灯具产生具有波束宽度和发散度的光束并且可为例如产生相对较宽光束的染色/泛光灯具，或者其可为被配置为将图像投射到目标表面上的投射灯具。
通常，光束可例如通过使用加法混色或减法混色技术来产生大量颜色。在加法混色中，将来自发射不同颜色的光源的光混合在一起以便产生混合光束，其中可通过相对于彼此改变光源的强度来改变混合光束的颜色。在减法混色中，将许多滤色器插入到来自至少一个光源的光束中并且滤色器从所述光束减去若干光学波长以便产生特定颜色。因而，在减法混色中，经常使用发射白光的光源。
GB 629266公开一种彩色照明控制系统，其可结合任何类型的光源来采用。所述系统包括具有或没有光学反射和凝聚系统的光源，并且与之一起并入有一叠滤色器，其被布置为使得落在平台上的全部光都穿过这些滤光器。提供用于独立地将这些滤光器中的每一者相对于彼此并且相对于穿过其中的光束移动到许多不同位置中的装置。每个滤光器具有充足宽度以覆盖光束的孔径并且由玻璃、明胶、塑料或其它合适的透明或半透明有色介质构成。滤光器的一端在对应于光束孔径的区域上方为完全无色的，滤光器的相反端在同样区域上方为完全有色的。滤光器的在这两个区域之间的剩余部分为部分无色且部分有色的，以此方式使得有色区域与无色区域的比例从无色端向完全有色端逐渐增大。这个系统无法执行色温校正。
US 4602321公开一种可变光源，其包括投射白色光束的灯。三个滤光器组各自包括三个可枢转二向色滤光器元件。每个元件能够围绕垂直于光束的轴线旋转，以便改变入射角以改变光束的色调。滤光器元件的旋转还改变传输经过滤光器元件的白光以便改变光的饱和度。
US 5622426公开一种染色灯，其具有由反射器环绕的灯泡、具有固定孔径的视场光阑、用于固持着色/扩散/遮光面板的框架以及位于紧邻框架处的透镜。框架布置在视场光阑的下游、固持多个面板。面板34和三个其它面板为优选地具有青色、品红色和琥珀色的二向色滤光器，以及颜色校正C.T.O.滤光器。可变C.T.O.滤光器的使用给予较大范围的红色和粉红色，以及增强的蓝绿色性能。这还允许所述灯与标准白炽灯具一起使用，因为其可被颜色校正到3200开氏度。这四个面板和框架形成用于将光束色彩化的装置。所述面板通过相对于框架滑动来操作从而允许面板中的一个或多个移动到光束中并且从而改变其颜色。
WO0137032公开了减法三色激励混色系统的常见配置使用三个滤光器，即青色、品红色和黄色(CMY混色)。进一步完善可另外使用色温校正滤光器(CTC)，其可用于增大可用颜色的色域，但更特别用于改变白光输出的色温。任何一组原色可用于执行此类混色，然而，常规上，红色、绿色、蓝色滤色器(RGB)是实际上使用的对CMY的仅有替代物。下文中对CMYC滤光器的任何提及同样适用于任何一组原色滤光器(加上CTC)，并且认为此类替代物并入在所做出的任何权利要求中。WO0137032的图6示出呈紧凑构造的针对CMY使用三个具有有色梳状结构的滤光器组并且针对CTC使用一个组的混色系统的侧视图。
WO09114635公开一种用于灯具的变色系统，其具有一对青色滤光器、一对品红色滤光器、第三对黄色滤光器以及第四对，所述第四对提供色温校正(例如，以使得由金属卤化物灯泡所生成的光束看起来具有白炽灯泡的色温)。
WO WO0137032和WO09114635中所示的混色系统相对较大并且在灯具中占据很多空间。
灯设计者和程序员想要在照明设备中具有尽可能多的效果，因为这在创作灯光表演时向灯设计者和程序员给予许多选项。然而，难以提供具有许多效果的照明设备，因为每种灯光效果部件在照明设备中都占据空间。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有CMY混色和色温校正功能的紧凑灯具。如独立权利要求所定义的方法和灯具可实现这点。本发明的好处和优点在具体实施方式中公开并且由附图示出。附属权利要求定义本发明的不同实施方案。
附图说明
图1示出根据本发明的灯具的结构图；
图2示出根据本发明的方法的流程图；
图3a和3b示出通过模拟具有模拟光谱的光源来作为CIE颜色空间中的坐标获得所得颜色的方法的流程图；
图4示出通过获得根据颜色参数向光施加滤色器并且根据色温校正参数向光施加颜色校正滤光器的效果来作为CIE颜色空间中的坐标获得所得颜色的另一种方法的流程图；
图5示出基于所得颜色在CIE颜色空间中的坐标、滤色器的预定特性以及光的光谱特性来获得滤色器位置参数的方法的流程图；以及
图6a至6c示出第一、第二和第三滤色器的光谱特性；
图7a至7b示出模拟光源的光谱的示例；
图8示出模拟色温校正滤光器的示例；
图9示出由光源发射的光的光谱特性的示例。
具体实施方式
鉴于仅意在示出本发明的原理的示例性实施方案来描述本发明。技术人员将能够在权利要求书的范围内提供若干实施方案。在所示出的实施方案中，所示出的光束和光学部件仅用以示出本发明的原理而非示出精确且准确的光束和光学部件。贯穿所述描述，提供相似效果的相似元件的参考编号已经被给予相同的最后两个数字。
图1示出根据本发明的灯具101的结构图。所述灯具包括至少一个光源103、多个滤色器105和控制器107。
至少一个光源103生成至少一个源光束109(示出为虚线)，其沿主光轴111(示出为点划线箭头)传播。光收集器121被配置为收集来自光源的光并且将所收集的光转换为源光束。光收集器可为能够收集来自光源的光并且将所收集的光转换为源光束的任何光学部件，例如光学透镜、TIR透镜、光条、反射器等。应当理解，光收集器可被配置为收集来自任何正数数目的光源的光，并且光收集器可因此适于收集来自单个光源或多个光源的光。另外，可在一些实施方案中省略光收集器。在所示出的实施方案中，已经示出仅一个光源103和对应光收集器121，然而，应当注意，在替代实施方案中，可提供多个光源，其中每个光源提供源光束。另外，在一个实施方案中，源光束可被引导穿过光学门，其中光学门可由孔径限定；然而，应当理解，可省略物理孔径。光源被示出为LED(发光二极管)，然而，应当理解，光源可为任何种类的光源，诸如OLED(有机发光二极管)、PLED(聚合物发光二极管)、白炽灯泡、放电灯泡、等离子灯泡、基于被配置为将电磁辐射转换为其它光学波长的光转换材料的光源。
光源发射具有光谱特性(例如，图9所示的光谱特性)的光，图9示出由光源904发射的光的相对强度I，作为以nm为单位的波长λ的函数。在图9中，光源的相对强度I与发射具有对应于大致5800开氏度的色温的光的冷白色LED的相对强度I相对应，然而，应当理解，相对强度取决于所选光源。
控制器107被配置为控制照明灯具和照明灯具的部件。控制器包括处理器113和存储器115，并且被配置为基于输入信号117来控制照明灯具，所述输入信号117指示规定应当如何控制照明灯具的正数数目的光控制参数。光控制参数可指示颜色参数CP和色温CTP，其中所述颜色参数可指示光束应当具有的颜色并且所述色温参数指示光束应当具有的色温。然而，输入信号还可指示其它光控制参数，诸如选通、灯光效果、预定灯光效果函数、平摇/俯仰位置(在照明灯具是摇头灯具的情况下)或智能照明领域中已知的其它种类的光控制参数。
输入信号117可为能够传送参数的任何信号，并且可例如基于以下协议中的一者：USITT DMX 512；USITT DMX 512 1990；USITT DMX 512-A；DMX-512-A，包括ANSI E1.11和ANSI E1.20标准所涵盖的RDM；无线DMX；Artnet或ACN，其指定用于控制网络的架构；ANSIE1.17；E1.31。光控制参数还可从用户界面(未示出)生成，所述用户界面被实施为照明灯具的一部分或在外部控制器(未示出)上实施，所述用户界面通过输入信号117将光控制参数发送到照明灯具。控制参数还可从存储器115中预先存储的程序获得。
控制器被配置为通过通信线路119控制光源103并且可根据需要接通和断开光源。另外，控制器还可被配置为例如通过使用PWM、AM、FM、二进制信号、DC信号等来调节由光源发射的光的强度。技术人员将能够例如通过提供驱动器来提供控制器与光源之间的多种通信线路，所述驱动器基于来自控制器的控制信号来生成用于光源的激活信号。在具有多个光源的实施方案中，所述光源可连接到相同数据总线并且由控制器使用寻址通过数据总线控制。所述光源可基于来自控制器的相同控制信号来控制或由相同驱动器控制。在具有多个光源的实施方案中，所述光源可被布置为可独立控制的若干光源群组。
多个滤色器105布置在光源103前面，并且在所示出的实施方案中，所述多个滤色器被提供为三个不同滤色器123C、123M和123Y。所述三个不同滤色器中的每一者具有预定光谱滤光器特性，所述预定光谱滤光器特性跨滤色器逐渐增大，使得滤光器(颜色)的饱和度从0％饱和度变化到100％饱和度。
可相对于光移动三个不同滤色器以便将滤光器逐渐施加到源光束109中。致动器125C、125M和125Y因此被配置为相对于光移动滤色器。所述滤色器能够独立移动并且可通过对应致动器125C、125M和125Y相对于彼此并且相对于光束109布置在许多不同位置中。
滤色器可被提供为线性滤色器，其中滤光器特性跨滤色器逐渐增大，并且致动器接着被配置为将滤色器逐渐插入到光中。另外，滤色器可被提供为颜色轮盘，其中光谱滤光器特性围绕滤色器的中心逐渐增大，并且致动器接着被配置为围绕中心旋转滤色器以便将滤色器的不同部分定位在光中。
在所示出的实施方案中，滤色器123C、123M和123Y分别被提供为青色二向色滤光器、品红色二向色滤光器和黄色二向色滤光器。青色滤光器的光谱特性622C、品红色滤光器的光谱特性622M和黄色二向色滤光器的光谱特性622Y分别在图6a、6b和6c中示出。每个曲线图示出当滤光器被完全施加到光时的光通过滤光器的透射百分比T，作为以nm为单位的波长λ的函数。
应当理解，滤色器可具有其它滤波特性，并且可被提供为能够对光束109着色的任何滤光器；例如，二向色滤光器、有色凝胶或如娱乐照明领域中已知的其它着色装置。
控制器被配置为通过通信线路127C、127M和127Y控制致动器125C、125M和125Y，例如以便将滤色器123C、123M或123Y交互插入、移动到光，借此改变移动滤色器的对光的效果。
控制器107被配置为通过基于以下各项获得所得颜色来控制滤色器相对于光束的位置：
●与滤色器的位置相关的至少一个颜色参数；
●与光的色温相关的至少一个色温参数；
●滤色器的预定光谱滤光器特性；
并且接着基于以下各项相对于光布置滤色器：
●所得颜色；
●滤色器的预定光谱滤光器特性；以及
●由光源发射的光的预定光谱特性。
控制器通过通信线路127C、127M和127Y将对应控制信号发送到致动器125C、125M、125Y，借此滤色器被布置在光束中以便在色温参数所指示的色温下产生颜色参数所指示的颜色。
控制器可经由输入信号117从存储器或从灯具处的用户界面(未示出)接收颜色参数和色温参数。控制器可包括根据如下文所述的方法控制滤色器的位置的指令。
图2示出控制灯具的方法200的流程图，所述灯具包括发射具有光谱特性的光的至少一个光源、第一滤色器、第二滤色器和第三滤色器，其中每个滤色器具有跨所述滤色器逐渐增大的预定光谱滤光器特性，并且滤色器能够独立移动并且可相对于彼此以及相对于所述光布置在许多不同位置中。因此，所述方法可用于控制图1所示的灯具。
所述方法包括步骤230：接收至少一个颜色参数CP和色温参数CTP。颜色参数涉及滤色器相对于光束的位置，并且可例如指示每个滤色器所提供的颜色的饱和度百分比、滤色器相对于光束的位置或色图中的所需颜色。色温参数可例如指示光的所需色温、光的修改或色温、可被插入到光束中的虚拟温度校正滤光器的饱和度百分比或虚拟色温校正滤光器的位置。虚拟色温滤光器可模拟能够被插入到光中的真实色温滤光器的效果，其中真实色温滤光器被配置为在将真实色温滤光器插入到光束中后调整发射光的色温。颜色参数和色温参数可例如经由输入信号117从存储器或从灯具处的用户界面接收。
所述方法包括步骤240：基于颜色参数CP、色温参数CTP、滤色器的预定光谱滤光器特性FC、FM、FY来获得光的所得颜色CR。
所得颜色CR可在CIE颜色空间色度图中被提供为坐标(xT,yT)，并且指示当滤色器、虚拟色温滤光器已经被插入到光源所生成的光中时的光束的颜色。
滤色器的预定特性可被提供为光谱缩放函数FC、FM和FY，其中FC是针对可见光的频率的在从0％到100％的范围内的用于第一滤色器的光谱缩放。FM是针对可见光的频率的在从0％到100％的范围内的用于第二滤色器的光谱缩放，并且FY是针对可见光的频率的在从0％到100％的范围内的用于第三滤色器的光谱缩放。这些值可通过校准过程来获得并且存储在存储器115中。应当注意，滤色器的预定光谱滤光器特性可以任何格式来存储。
所述方法包括步骤250：基于所得颜色的坐标CR(xT,yT)、滤色器的预定特性FC、FM和FY以及由所述光源发射的光的光谱特性S来获得滤色器位置参数CPC、CPM、CPY。光源的预定光谱特性S将由光源发射的光表征为针对可见光的频率的在从0％到100％的范围内的光谱分布。这个光谱可通过校准过程来获得并且存储在存储器115中。还应当注意，光源的预定特性可以任何格式来存储。
滤色器位置参数CPC、CPM和CPY指示应当施加以产生光束的所得颜色CR的滤色器的百分比值。CPC因此指示表明第一滤色器应当插入到源光束中的量的在0％与100％之间的百分比。CPM指示表明第二滤色器应当插入到源光束中的量的在0％与100％之间的百分比。CPY指示表明第三滤色器应当插入到源光束中的量的在0％与100％之间的百分比。在所示出的示例中，存在三个不同滤色器，其可在源光束内部移动以便施加在0％到100％之间的滤波效果。然而，应当理解，可使用任何数目的滤色器，只要其至少覆盖颜色空间中的三角形色域。
所述方法包括步骤260：基于滤色器位置参数来将滤色器移动到源光束中。在源光束中定位滤色器可使用被配置为在光内部移动滤色器的致动器来执行。
因而，有可能模拟在仅包括常规滤色器的灯具中存在色温校正滤光器，从而使得用户能够独立于校正光束的颜色来校正光束的色温。这点得以实现是因为所述控制灯具的方法基于与没有色温校正的滤色器的位置相关的颜色参数、色温参数、滤色器的滤光器特性来确定滤色器的位置。因此，有可能提供具有较少量光学部件的灯具，因为可省略物理色温滤光器，并且因此有可能以更有吸引力的价格提供更紧凑灯具。另外，有可能在不需要更换物理色温滤光器的情况下向光束提供不同色温校正，这可通过将不同虚拟色温校正滤光器关联到所接收的色温参数来实现。例如，色温参数可提供朝向较暖光移位或朝向较冷光移位。
图3a示出基于颜色参数CP、色温参数CT和滤色器的预定光谱滤光器特性FC、FM、FY来获得光的所得颜色CR(xT,yT)的步骤240的一个实施方案，并且示出步骤240的流程图。
在这个实施方案中，通过模拟发射具有模拟光谱特性的模拟光的光源来获得所得颜色在CIE图中的坐标(xT,yT)。步骤341是通过模拟发射具有模拟光谱特性的模拟光的光源来模拟光源的步骤。
所述模拟光源可模拟具有任何光谱特性的任何种类的光源并且例如被提供为指示模拟光源发射的光的光谱分布的光谱。图7a示出模拟光源的光谱并且示出模拟光源706T所发射的光的相对强度I，作为以nm为单位的波长λ的函数。在图7b中，如所示出的模拟光的光谱对应于钨基光源的光谱。模拟光谱特性可因此基于任何种类的光源的光谱特性来确定并且在确定所得颜色CR(xT,yT)时使用。模拟光谱特性可例如基于色温参数来获得，所述色温参数例如可指示哪些类型的模拟光谱特性应当用于获得所得颜色CR(xT,yT)。这使得有可能提供大量模拟光源，借此灯具可模拟大量不同类型光源。
将在步骤230(在图2中示出)中接收的至少一个颜色参数CP和色温参数CTP提供作为步骤240的输入，并且接着基于颜色参数CP、模拟光的特性和滤色器的预定光谱滤光器特性来获得所得颜色CR。
在这个实施方案中，模拟光源的光谱EMU已经被预定并存储在存储器中，并且在步骤341中，从存储器获得光谱。
所述方法的步骤343基于颜色参数Cp、滤色器的预定光谱滤光器特性FC、FM和FY、在步骤341中获得的模拟光源的光谱来生成所得光谱。这通过根据颜色参数向模拟光施加滤色器来实现。
在步骤343中，使用卷积技术确定所得光谱，其中接连地向模拟光施加滤色器的基于颜色参数的对模拟光的效果。
在这个实施方案中，颜色参数CP是指示不同滤色器当中的滤色器施加到光的程度的缩放矩阵。
方程式1
其中CC指示第一滤色器施加到光的程度；CM指示第二滤色器施加到光的程度；并且CY指示第三滤色器施加到光的程度；
使用下式来得出第一滤色器对模拟光的效果：
方程式2 EMUC＝EMU*FC·CC+EMU·(1-CC)
其中EMUC是由第一滤色器减小的模拟光的光谱，EMU是步骤341中的模拟光源的光谱，FC是第一滤色器的预定光谱滤光器特性，并且CC是第一滤色器施加到光的程度，如上所述。
接着，通过下式得出第二滤色器对具有第一滤色器施加到其的效果的模拟光的效果：
方程式3 EMUCM＝EMUC*FM·CM+EMUC·(1-CM)
其中EMUCM是由第一滤色器和第二滤色器减小的模拟光的光谱，EMUC是通过方程式2得出的由第一滤色器减小的模拟光的光谱，FM是第二滤色器的预定光谱滤光器特性，并且CM是第二滤色器施加到光的程度。
此后，通过下式得出第三滤色器对具有第一滤色器和第二滤色器施加到其的效果的模拟光的效果：
方程式4 EMUCMY＝EMUCM*FY·CY+EMUCM·(1-CY)
其中EMUCMY是由第一滤色器、第二滤色器和第三滤色器减小的模拟光的光谱，EMUCM是通过方程式3得出的由第一滤色器和第二滤色器减小的模拟光的光谱，FY是第三滤色器的预定光谱滤光器特性，并且CY是第三滤色器施加到光的程度。
应注意，可以任何次序执行各种滤色器的光谱与模拟光的光谱的卷积的次序。
接着，在步骤345中使用具有滤色器FC、FM、FY以由CC、CM、CY指示的对应量施加到其的模拟光的光谱来用CIE颜色匹配函数获得其中滤色器施加到其的模拟光的X、Y和Z三色激励值。
可作为CIE颜色匹配函数的每个波长的X三色激励值乘以来自其中滤色器施加到其的模拟光的光谱的每个波长的值的总和得出所得光的X三色激励值：
方程式5
其中X是X三色激励值，λ是以纳米为单位的波长，并且EMUCMY是其中滤色器施加到其的模拟光的光谱并且用方程式4得出。
可作为CIE颜色匹配函数的每个波长的Y三色激励值乘以来自其中滤色器施加到其的模拟光的光谱的每个波长的值的总和得出其中滤色器施加到其的模拟光的所得Y三色激励值。
方程式6
其中Y是Y三色激励值，λ是以纳米为单位的波长，并且EMUCMY是其中滤色器施加到其的模拟光的光谱。
可作为CIE颜色匹配函数的每个波长的Y三色激励值乘以来自其中滤色器施加到其的模拟光的光谱的每个波长的值的总和得出其中滤色器施加到其的模拟光的所得Z三色激励值。
方程式7
其中Z是Z三色激励值，λ是以纳米为单位的波长，并且EMUCMY是其中滤色器施加到其的模拟光的光谱。
在步骤347中，使用X、Y、Z三色激励值来获得CIE颜色空间中的所得颜色的坐标CR(xT,yT)，其中所得颜色是其中滤色器施加到其的模拟光的颜色。
参数xT和yT可使用下式来确定：
方程式8
方程式9
其中xT是CIE颜色空间色度图中的x坐标，yT是CIE颜色空间色度图中的y坐标，X是如所提到的在步骤345中通过方程式5获得的X三色激励值，Y是在步骤345中通过方程式6获得的Y三色激励值，并且Z是在步骤345中通过方程式7获得的Z三色激励值。
图3b示出基于颜色参数CP、色温参数CT和滤色器的预定光谱滤光器特性FC、FM、FY来获得光的所得颜色CR(xT,yT)的步骤240’的另一个实施方案，并且示出步骤240的流程图。在这个实施方案中，模拟光源的步骤341’包括模拟具有在色温参数CTP所指示的色温下的黑体辐射的光源的步骤。可通过下式获得模拟光源的黑体辐射：
方程式10
其中h是普朗克常数(6.626070040·10-34J·s)，kB是波尔兹曼常数(1.38064852·10-23J/K)，c是光在真空中的速度(299792458m/s)，λ是以米为单位的波长，并且T是以开氏度为单位的色温。色温参数CTP被提供作为输入T。
图7b示出模拟光源的光谱，其中模拟光被提供作为具有色温的黑体辐射。所述曲线图示出在各种色温下的黑体辐射的相对强度I，作为以nm为单位的波长λ的函数。虚线708[3500]对应于3500开氏度的色温，短划线708[4500]对应于4500开氏度的色温，并且实线708[5500]对应于5500开氏度的色温。
所述方法的步骤343’基于颜色参数CP、滤色器的预定光谱滤光器特性FC、FM和FY、在步骤341’中获得的模拟光源的光谱来生成所得光谱。这通过根据颜色参数向模拟光施加滤色器来实现。
在步骤343’中，使用卷积技术确定所得光谱，其中接连地向模拟光施加滤色器的基于颜色参数的对模拟光的效果。
在这个实施方案中，颜色参数CP是指示不同滤色器当中的滤色器施加到光的程度的缩放矩阵。
方程式11
其中CC指示第一滤色器施加到光的程度，CM指示第二滤色器施加到光的程度，并且CY指示第三滤色器施加到光的程度；
使用下式来得出第一滤色器对模拟光的效果：
方程式12 BC＝Bλ(T)*FC·CC+Bλ(T)·(1-CC)
其中BC是由第一滤色器减小的模拟光的光谱，Bλ(T)是在步骤341’中获得的模拟光源的黑体辐射，FC是第一滤色器的预定光谱滤光器特性，并且CC是第一滤色器施加到光的程度，如上所述。
接着，通过下式得出第二滤色器对具有第一滤色器施加到其的效果的模拟光的效果：
方程式13 SCM＝SC*FM·CM+SC·(1-CM)
其中BCM是由第一滤色器和第二滤色器减小的模拟光的光谱，SC是通过方程式12得出的由第一滤色器减小的模拟光的光谱，FM是第二滤色器的预定光谱滤光器特性，并且CM是第二滤色器施加到光的程度。
此后，通过下式得出第三滤色器对具有第一滤色器和第二滤色器施加到其的效果的模拟光的效果：
方程式14 BCMY＝BCM*FY·CY+BCM·(1-CY)
其中BCMY是由第一滤色器、第二滤色器和第三滤色器减小的模拟光的光谱，SCM是通过方程式13得出的由第一滤色器和第二滤色器减小的模拟光的光谱，FY是第三滤色器的预定光谱滤光器特性，并且CY是第三滤色器施加到光的程度。
应注意，可以任何次序执行各种滤色器的光谱与模拟光的光谱的卷积的次序。
接着在步骤345’中使用具有滤色器FC、FM、FY分别以CC、CM、CY所指示的量施加到其的具有在色温参数CTP所提供的色温下的黑体辐射的模拟光的光谱来使用CIE颜色匹配函数获得其中滤色器施加到其的模拟光的X、Y和Z三色激励值。
可作为CIE颜色匹配函数的每个波长的X三色激励值乘以来自其中滤色器施加到其的模拟光的光谱的每个波长的值的总和得出所得光的X三色激励值：
方程式15
其中X是X三色激励值，λ是以纳米为单位的波长，并且BCMY是其中滤色器施加到其的模拟光的光谱并且用方程式14得出。
可作为CIE颜色匹配函数的每个波长的Y三色激励值乘以来自其中滤色器施加到其的模拟光的光谱的每个波长的值的总和得出其中滤色器施加到其的模拟光的所得Y三色激励值。
方程式16
其中Y是Y三色激励值，λ是以纳米为单位的波长，并且BCMY是其中滤色器施加到其的模拟光的光谱。
可作为CIE颜色匹配函数的每个波长的Y三色激励值乘以来自其中滤色器施加到其的模拟光的光谱的每个波长的值的总和得出其中滤色器施加到其的模拟光的所得Z三色激励值。
方程式17
其中Z是Z三色激励值，λ是以纳米为单位的波长，并且BCMY是其中滤色器施加到其的模拟光的光谱。
在步骤347中，使用X、Y、Z三色激励值来使用以下各项获得所得颜色的坐标CR(xT,yT)
如先前描述的方程式8和方程式9，其使用在步骤345’中通过方程式15获得的X三色激励值、在步骤345’中通过方程式16获得的Y三色激励值和在步骤345’中通过方程式17获得的Z三色激励值。
步骤345’和347’将其中滤色器施加到其的模拟光的所得颜色提供为在CIE颜色空间中的坐标，然而，应当注意，还有可能使用诸如RGB、CMYK、YIQ、YUV、HSV(色调、饱和度、值)、HSL(色调、饱和度、明度/亮度)等任何其它颜色空间描述所得颜色的颜色。
图4示出基于颜色参数CP、色温参数CTP和滤色器的预定光谱滤光器特性FC、FM、FY来获得光的所得颜色CR(xT,yT)的步骤240’的另一个实施方案，并且示出步骤240’的流程图。
在这个实施方案中，基于实际光源的预定光谱特性S和模拟色温校正滤光器(CTF滤光器)的光谱滤光器特性FCTC来进一步获得所得颜色CR(xT,yT)。其中模拟色温校正滤光器的光谱滤光器特性可被提供为针对可见光的频率的在从0％到100％的范围内的光谱缩放函数FCTC。CTF滤光器822CTF的光谱特性在图8中示出，并且示出当滤光器被完全施加到光时的光通过CTF滤光器的透射百分比T，作为以nm为单位的波长λ的函数。所示出的CTF滤光器被配置为当被完全插入到光时将图9所示的光源的色温从大致5800开氏度减小到2700开氏度。应当理解，CTF滤光器的所示出的滤光器特性示出滤光器的一个示例并且可提供许多不同滤光器性质。
在这个实施方案中，颜色参数CP是指示如方程式11所提供的不同滤色器当中的滤色器施加到光的程度的缩放矩阵，并且色温参数CTP指示模拟色温校正滤光器施加到光的程度。
在步骤230(在图2中示出)中接收颜色参数CP和色温参数CTP并且将其提供作为步骤240’的输入。
步骤435是获得所得光的光谱的步骤，其通过将滤色器、模拟色温校正滤光器施加到由光源发射的光来发生。这通过使用卷积技术来实现，其中接连地向发射光的光谱施加基于颜色参数的滤色器对发射光的效果和基于色温参数的模拟色温校正滤光器对发射光的效果。
使用方程式18得出第一滤色器对发射光的效果，
接着在方程式19中将第二滤色器的效果施加到用方程式18得出的所得光谱；接着在方程式20中将第三滤色器的效果施加到用方程式19得出的所得光谱，并且接着在方程式21中将模拟色温校正滤光器的效果施加到用方程式20得出的所得光谱。
方程式18 SC＝S*FC·CC+S·(1-CC)
方程式19 SCM＝SC*FM·CM+SC·(1-CM)
方程式20 SCMY＝SCM*FY·CY+SCM·(1-CY)
方程式21 SCMY+CTC＝SCMY*FCTC·CCTC+SCMY·(1-CCTC)
其中S是发射光的光谱，SC是由第一滤色器减小的发射光的光谱，SCM是由第一滤色器和第二滤色器减小的发射光的光谱，SCMY是由第一滤色器、第二滤色器和第三滤色器减小的发射光的光谱；SCMY+CTC是由第一滤色器、第二滤色器、第三滤色器和模拟色温校正滤光器减小的模拟光的光谱，FC、FM和FY分别是第一、第二和第三滤色器的预定光谱滤光器特性，并且FCTC是模拟色温校正滤光器的光谱滤光器特性。
应注意，可以任何次序执行各种滤色器的光谱和模拟颜色校正滤光器的光谱与模拟光的光谱的卷积的次序。
接着在步骤445中通过使用CIE颜色匹配函数来获得具有滤色器和色温校正滤光器施加到其的发射光的X、Y和Z三色激励值，如先前结合步骤345所描述。因此分别使用方程式22、方程式23和方程式24来获得X、Y、Z三色激励值：
方程式22
方程式23
方程式24
其中X、Y和Z分别是发射光在已经穿过滤色器和模拟颜色校正滤光器之后将出现的X、Y、Z三色激励值；m是可见光的下部波长，
n是可见光的上部波长，并且SCMY+CTC是发射光源在已经穿过滤色器和模拟颜色校正滤光器之后的光谱。
如先前结合步骤347所描述，所得颜色的参数xT和yT可使用方程式8和方程式9来确定，其中X是如所提及的在步骤445中通过方程式22获得的X三色激励值，Y是在步骤445中通过方程式23获得的Y三色激励值，并且Z是在步骤445中通过方程式24获得的Z三色激励值。
图5示出基于所得颜色、滤色器的预定特性和由光源发射的光的光谱特性来获得指示滤色器相对于光的位置的滤色器位置参数的步骤250的实施方案。
在这个实施方案中，获得分别与第一、第二和第三滤色器的位置相关的滤色器位置参数CPC、CPM、CPY。滤色器位置参数由指示第一滤色器、第二滤色器和第三滤色器待施加到光以便提供具有颜色参数CP和CTP所指示的颜色和色温的光束的量的CPC、CPM和CPY定义。例如，CPC可指示界定第一滤色器应当被施加到光的程度的在范围0％到100％内的百分比值；CPM可指示界定第二滤色器应当被施加到光的程度的在范围0％到100％内的百分比值，并且CPY可指示界定第三滤色器应当被施加到光的程度的在范围0％到100％内的百分比值。
步骤250可被细分为一系列步骤，其以将滤色器位置参数CPC、CPM或CPY中的至少一者设定为零的步骤551开始，其中零指示对应滤色器不被施加到光。例如，通过指示欲将滤色器定位在光外部。
在下文中，将第三滤色器位置参数CPY设定为零，然而，应当理解，滤色器位置参数中的任一者可被选择为设定为零的滤色器位置参数。还应当注意到，还可基于所接收的颜色参数CP、所接收的色温参数CTP和/或所得颜色CR来选择被设定为零的滤色器位置参数，所述所得颜色CR例如由所得颜色CR的X、Y和Z三色激励值或CIE颜色空间中的所得颜色的坐标CR(xT,yT)指示。
由于CIE颜色空间色度图是二维的，所以仅需要两个滤色器以便调整光的颜色和色温，这意味着控制器可确定需要哪两个滤色器来获得所得颜色CR。
在步骤553中获得另外两个滤光器位置参数中的滤色器位置参数，因此获得尚未被设定为零的滤光器位置参数。在这个示例中，这是分别与第一和第二滤色器相关的滤色器位置参数CPC和CPM。
确定具有大于0的滤色器位置参数CPC和CPM的两个滤色器对光源的效果：
方程式25：SPC＝S*(CPC(FC-1)+1)
方程式26：SPCM＝SPC*(CPM(FM-1)+1)
其中S是光源的预定特性，SPC是由根据第一滤色器位置参数CPC施加的第一滤色器减小的光的特性，FC是第一滤色器的预定特性；SPCM是由根据第一滤色器位置参数CPC施加的第一滤色器和根据第二滤色器位置参数CPM施加的第二滤色器减小的光的特性，FM是第二滤色器的预定特性。
接着组合方程式25和方程式26：
方程式27：
SPcM＝S*(1+CPC(FC-1)+CPM(FM-D+CPcCPM(FC-1)(FM-1))
设定包括方程式27的已知和未知变量的两个向量：
方程式28：PCM＝[1 FC-1 FM-1 (FC-1) (FM-1)]
方程式29：
其中PCM包括方程式27的已知变量，并且V包括方程式27的未知变量。使用这些向量，方程式27可被写为：
方程式30：SPCM＝S·PCM·VCM
可通过下式得出由根据第一滤色器位置参数CPC施加的第一滤色器和根据第二滤色器位置参数CPM施加的第二滤色器减小的光SPCM的X、Y和Z三色激励值：
方程式31：
方程式32：
方程式33：
其中X、Y和Z分别为发射光的X、Y、Z三色激励值；m是可见光的下部波长，n是可见光的上部波长。
在考虑到V仅含有1、均为常数的CPC、CPM、CPC CPM的事实的情况下将方程式30插入到方程式31、方程式32和方程式33中得到：
方程式34：
方程式35：
方程式36：
为了简化随后计算，值XCM、YCM和ZCM被定义为用于第一和第二滤色器所提供的X、Y和Z三色激励值的组合光谱。
方程式37：
方程式38：
方程式39：
利用如本领域中已知的CIE颜色空间中的颜色坐标与三色激励值之间的相关性：
方程式40：0＝x(X+Y+Z)-X
方程式41：0＝y(X+Y+Z)-Y
其中x是CIE颜色空间色度图中的x坐标，y是CIE颜色空间色度图中的y坐标，X是光的X三色激励值，Y是光的Y三色激励值，并且Z是光的Z三色激励值。
先前已经获得所得颜色CR(xT,yT)的在CIE颜色空间色度图中的x和y坐标，并且通过将方程式34到方程式39代入到方程式40和方程式41中：
方程式42：0＝xT(XCMVCM+YCMVCM+ZCMVCM)-XCMVCM
方程式43：0＝yT(XCMVCM+YCMVCM+ZCMVCM)-YCMVCM
由于V在每项中为常数，所以可将其分离：
方程式44：0＝(xT(XCM+YCM+ZCM)-XCM)VCM
方程式45：0＝(yT(XCM+YCM+ZCM)-YCM)VCM
为了简化随后计算，使用Tx,CM和Ty,CM来描述光源的预定特性与第一和第二滤色器的预定特性组合的效果，其中：
方程式46：Tx，CM＝[xTXCM xTYCM xTZCM -XCM]
方程式47：Ty，CM＝[yTXCM yTYCM yTZCM -YCM]
因此，方程式44和方程式45可被写为：
方程式48：0＝VCM·Tx，CM
方程式49：0＝VCM·Ty，CM
或写为：
方程式50：
0＝Tx，CM[1]+CPCTx，CM[2]+CPMTx，CM[3]+CPCCPMTx，CM[4]
方程式51：
0＝Ty，CM[1]+CPCTy，CM[2]+CPMTy，CM[3]+CPCCPMTy，CM[4]
其中Tx,CM[n]是n×1矩阵Tx,CM中的第n个位置，并且Ty,CM[n]是n×1矩阵Ty,CM中的第n个位置。
Tn[1]表示没有任何滤色器的光源，Tn[2]表示具有基于滤色器位置参数CPC的第一滤色器的影响的光源，Tn[3]表示具有基于滤色器位置参数CPM的第二滤色器的影响的光源，并且Tn[4]表示具有基于滤色器位置参数CPC和CPM的第一和第二滤色器的组合影响的光源。
组合方程式50和方程式51以消除CPC得到：
方程式52：
其中可作为二次方程式来求解CPM，其中a、b和c被定义为：
方程式53：
aCM＝Tx，CM[3]Ty，CM[4]-Tx，CM[4]Tx，CM[3]
方程式54：
bCM＝Tx，CM[3]Tx，CM[2]+Tx，CM[1]Ty，CM[4]-Tx，CM[2]Tx，CM[3]-Tx，CM[4]Ty，CM[1]
方程式55：
cCM＝Tx，CM[1]Ty，CM[2]-Tx，CM[2]Ty，CM[1]
使用方程式53、方程式54、方程式55，可得出CPM：
方程式56：
并且接着可使用下式得出CPC：
方程式57：
方程式56提供CPM的两个解，并且因此，所述对滤光器位置参数CPM和CPC的两个解满足方程式。
颜色位置参数CPC指示界定第一滤色器应当施加到光的程度的在范围0％到100％内的百分比值，并且CPM指示界定第二滤色器应当施加到光的程度的在范围0％到100％中的百分比值。因此，CPC和CPM的值均必须在0与1之间以便提供解，其中可使用第一和第二滤色器提供所得颜色。
基于所得颜色的坐标CR(xT,yT)来获得与第一、第二和第三滤色器的位置相关的滤色器位置参数CPC、CPM、CPY的步骤250因此包括确定所获得的滤光器位置参数(其尚未被设定为零)是否物理可实现的步骤。
这在步骤555中进行，其中确定CPM和CPC两者是否指示有效滤色器位置参数。其是物理可实现的位置并且满足：
方程式58：0≤CPM≤1
方程式59：0≤CPC≤1
如果所获得的滤色器位置参数(其先前尚未被设定为零)CPM和CPC是物理可实现的，则方法进行到基于滤色器位置参数来相对于彼此以及相对于光布置滤色器的步骤。因此，如果针对所述对颜色位置参数CPM和CPC均满足方程式58和方程式59，则将在步骤260中将滤色器施加到光。
在所获得的滤光器位置参数(其先前尚未被设定为零)中的至少一者不是物理可实现的情况下，则不然。接着，通过将不同滤光器位置参数设定为零来重复将所述第一、第二或第三滤光器位置参数中的一者设定为零的步骤，并且使用不同对其它滤光器位置参数来重复获得另外两个滤光器位置参数的步骤。
因此，通过将不同滤色器位置参数设定为零(例如通过将CPM设定为零)来再次执行步骤551，并且接着在步骤553中，使用类似方程式确定滤光器位置参数CPC和CPY，如先前所述。替代地，可将CPC设定为零，并且可接着在步骤553中获得滤色器位置参数CPM和CPY。
作为示例，在步骤555中，将CPM设定为零，因此CPM＝0，并且接着在步骤553中获得滤色器位置参数CPC和CPY，如下文所述。
确定具有大于0的滤色器位置参数CPC和CPY的两个滤色器对光的效果：
方程式25：SPC＝S*(CPC(FC-1)+1)
方程式60：SPCY＝SPC*(CPY(FY-1)+1)
其中S是光源的预定特性；SPC是由根据第一滤色器位置参数CPC施加的第一滤色器减小的光的特性；FC是第一滤色器的预定特性；SPCY是由根据第一滤色器位置参数CPC施加的第一滤色器和根据第三滤色器位置参数CPY施加的第三滤色器减小的光的特性；FY是第二滤色器的预定特性。
接着组合方程式25和方程式60：
方程式61：
SPCY＝S*(1+CPC(FC-1)+CPY(FY-1)+CPCCPY(FC-1)(FY-1))
设定包括方程式27的已知和未知变量的两个向量：
方程式62：PCY＝[1 FC-1 FY-1 (FC-1) (FY-1)]
方程式63：
其中PCY包括方程式62的已知变量，并且VCY包括方程式62的未知变量。因此，方程式62可接着被写为：
方程式64：SPCY＝S·PCY·VCY
可通过下式得出由根据第一滤色器位置参数CPC施加的第一滤色器和根据第二滤色器位置参数CPY施加的第二滤色器减小的光SPCY的X、Y和Z三色激励值：
方程式65：
方程式66：
方程式67：
其中X、Y和Z分别为发射光的X、Y、Z三色激励值；m是可见光的下部波长，n是可见光的上部波长。
为了简化随后计算，值XCY、YCY和ZCY被定义为用于第一和第二滤色器所提供的X、Y和Z三色激励值的组合光谱。
方程式68：
方程式69：
方程式70：
利用如本领域中已知并且如方程式40和方程式41中所定义的CIE颜色空间中的颜色坐标与三色激励值之间的相关性；将方程式65至方程式70代入方程式40和方程式41中；插入所得颜色的坐标CR(xT,yT)并且分离VCY：
方程式71：0＝(xT(XCY+YCY+ZCY)-XCY)VCY
方程式72：0＝(yT(XCY+YCY+ZCY)-YCY)VCY
为了简化随后计算，使用Tx,CY和Ty,CY来描述光源的预定特性与第一和第二滤色器的预定特性组合的效果，其中：
方程式73：Tx，CY＝[xTXCY xTYCY xTZCY -XCY]
方程式74：Ty，CY＝[yTXCY yTYCY yTZCY -YCY]
因此，方程式71和方程式72可被写为：
方程式75：0＝VCY·Tx，CY
方程式76：0＝VCY·Ty，CY
组合方程式75和方程式76以消除CPC得到：
方程式77：
其中Tx,CY[n]是n×1矩阵Tx,CY中的第n个位置，并且Ty,CY[n]是n×1矩阵Ty,CY中的第n个位置。Tn[1]表示没有任何滤色器的光源，Tn[2]表示具有基于滤色器位置参数CPC的第一滤色器的影响的光源，Tn[3]表示具有基于滤色器位置参数CPY的第三滤色器的影响的光源，并且Tn[4]表示具有基于滤色器位置参数CPC和CPY的第一和第三滤色器的组合影响的光源。
可作为二次方程式来求解CPY，其中a、b和c被定义为：
方程式78：
aCY＝Tx，CY[3]Ty，CY[4]-Tx，CY[4]Tx，CY[3]
方程式79：
bCY＝Tx，CY[3]Tx，CY[2]+Tx，CY[1]Ty，CY[4]-Tx，CY[2]Tx，CY[3]-Tx，CY[4]Ty，CY[1]
方程式80：
cCY＝Tx，CY[1]Ty，CY[2]-Tx，CY[2]Tx，CY[1]
使用方程式78、方程式79和方程式80，可得出CPY：
方程式81：
并且接着可使用下式得出CPC：
方程式82：
方程式81提供CPY的两个解，并且因此，所述对滤光器位置参数CPY和CPC的两个解满足方程式。
CPC指示界定第一滤色器应当施加到光的程度的在范围0％到100％内的百分比值，并且CPY指示界定第二滤色器应当施加到光的程度的在范围0％到100％内的百分比值。因此，CPC和CPY的值均必须在0与1之间以便提供解，其中可使用第一和第二滤色器提供所得颜色。
因此，如先前在步骤555中描述，使用下式检验CPC和CPY是否满足物理要求(注意到参考图5示出了方程式58和59，然而为此CPm由CPY代替)：
方程式83：0≤CPY≤1
方程式84：0≤CPC≤1
如果所获得的滤色器位置参数(其先前尚未被设定为零)CPC和CPY是物理可实现的，则所述方法进行到基于滤色器位置参数来相对于彼此以及相对于光布置滤色器的步骤。因此，如果针对所述对颜色位置参数CPY和CPC均满足方程式59和方程式84，则将相应地将滤色器施加到光。
在所获得的滤光器位置参数(其先前尚未被设定为零)中的至少一者不是物理可实现的情况下，则不然。接着，通过将不同滤光器位置参数设定为零来重复将所述第一、第二或第三滤光器位置参数中的一者设定为零的步骤，并且使用不同对其它滤光器位置参数来重复获得另外两个滤光器位置参数的步骤。
在这个示例中，如果在步骤555中所执行的第二测试接着在步骤551中失败，则将CPC设定为零，因此CPC＝0，并且接着在步骤553中获得滤色器位置参数CPM和CPY，如下文所述。
确定具有大于0的滤色器位置参数CPM和CPY的两个滤色器对光源的效果：
方程式85：SPM＝S*(CPM(FM-1)+1)
方程式86：SPMY＝SPM*(CPY(FY-1)+1)
其中S是光源的预定特性；SPM是由根据第二滤色器位置参数CPM施加的第二滤色器减小的光的特性；FM是第二滤色器的预定特性；SPMY是由根据第二滤色器位置参数CPM施加的第二滤色器和根据第三滤色器位置参数CPY施加的第三滤色器减小的光的特性；FY是第二滤色器的预定特性。
接着组合方程式85和方程式86：
方程式87：
SPMY＝S*(1+CPM(FM-1)+CPY(FY-1)+CPMCPY(FM-1)(FY-1))
设定包括方程式27的已知和未知变量的两个向量
方程式88：PMY＝[1 FM-1 FY-1 (FM-1) (FY-1)]
方程式89：
其中PMY含有方程式87的已知变量且VMY含有方程式87的未知变量，并且方程式87可接着被写为：
方程式90：SPMY＝S·PMY·VMY
可通过下式得出由根据第二滤色器位置参数CPM施加的第二滤色器和根据第三滤色器位置参数CPY施加的第三滤色器减小的光SPMY的X、Y和Z三色激励值：
方程式91：
方程式92：
方程式93：
其中X、Y和Z分别为发射光的X、Y、Z三色激励值；m是可见光的下部波长，n是可见光的上部波长。
为了简化随后计算，值XMY、YMY和ZMY被定义为用于第一和第二滤色器所提供的X、Y和Z三色激励值的组合光谱。
方程式94：
方程式95：
方程式96：
利用如本领域中已知并且如方程式40和方程式41中所定义的CIE颜色空间中的颜色坐标与三色激励值之间的相关性，将方程式91至方程式96代入方程式40和方程式41中；插入所得颜色的坐标CR(xT,yT)并且分离VMY：
方程式97：0＝(xT(XMY+YMY+ZMY)-XMY)VMY
方程式98：0＝(yT(XMY+YMY+ZMY)-YMY)VMY
为了简化随后计算，使用Tx,MY和Ty,MY来描述光源的预定特性与第一和第二滤色器的预定特性组合的效果，其中：
方程式99：Tx，MY＝[xTXMY xTYMY xTZMY -XMY]
方程式100：Ty，MY＝[yTXMY yTYMY yTZMY-YMY]
因此，方程式97和方程式98可接着被写为：
方程式101：0＝VMY·Tx，MY
方程式102：0＝VMY·Ty，MY
组合方程式101和方程式102以消除CPM得到：
方程式103：
其中Tx,MY[n]是n×1矩阵Tx,MY中的第n个位置，并且Ty,MY[n]是n×1矩阵Ty,MY中的第n个位置。Tn[1]表示没有任何滤色器的光源，Tn[2]表示具有基于第二滤色器位置参数CPM的第二滤色器的影响的光源，Tn[3]表示具有基于滤色器位置参数CPY的第三滤色器的影响的光源，并且Tn[4]表示具有基于滤色器位置参数CPM和CPY的第二和第三滤色器的组合影响的光源。
可作为二次方程式来求解CPY，其中a、b和c被定义为：
方程式104：
aMY＝Tx，MY[3]Ty，MY[4]-Tx，MY[4]Tx，MY[3]
方程式105：
bMY＝Tx，MY[3]Tx，MY[2]+Tx，MY[1]Ty，MY[4]-Tx，MY[2]Tx，MY[3]-Tx，MY[4]Ty，MY[1]
方程式106：
cMY＝Tx，MY[1]Ty，MY[2]-Tx，MY[2]Ty，MY[1]
使用方程式104、方程式105和方程式106，可得出CPY：
方程式107：
并且接着可使用下式得出CPC：
方程式108：
方程式107提供CPY的两个解，并且因此，用于所述对滤光器位置参数CPY和CPM的两个解满足方程式。
CPM指示界定第二滤色器应当施加到光的程度的在范围0％到100％内的百分比值，并且CPY指示界定第三滤色器应当施加到光的程度的在范围0％到100％内的百分比值。因此，CPM和CPY的值均必须在0与1之间以便提供解，其中可使用第二和第三滤色器提供所得颜色。
因此，如先前在步骤中描述，使用下式检验CPM和CPY是否满足物理要求：
方程式109：0≤CPY≤1
方程式110：0≤CPM≤1
如果所获得的滤色器位置参数(其先前尚未被设定为零)CPM和CPY是物理可实现的，则方法进行到基于滤色器位置参数来相对于彼此以及相对于光布置滤色器的步骤。因此，如果针对所述对颜色位置参数CPY和CPM均满足方程式59和方程式110，则将相应地将滤色器施加到光。
应预期，将在重复步骤551、553和555三次之后得出物理可能解，否则在步骤230中所接收的接收颜色参数和接收色温参数指示无法使用光源和滤色器的组合产生的颜色和色温。
在此类情形中，所述方法可包括调整接收颜色参数和接收色温参数的步骤，例如通过调整接收颜色参数和接收色温校正参数使得其反映能够通过光源和滤色器实现的颜色和色温参数。替代地，所述方法可包括调整所得颜色的坐标CR(xT,yT)使得在CIE颜色空间中位于色域内的坐标反映能够通过滤色器和光源的组合做出的颜色的步骤。例如，通过识别色域内部的最靠近所得颜色的坐标CR(xT,yT)的坐标并且在获得滤色器位置时使用经调整的所得颜色CR’(xT’,yT’)。
所述方法的步骤239是基于先前所获得的滤色器位置参数来在源光束宽度内部定位滤色器。这可例如通过利用致动器来实现，所述致动器可相对于光束移动对应滤光器并且从而相应地将滤色器定位在光束中。
应注意，方程式37、方程式38和方程式39中所定义的并且形成方程式46和方程式47中所定义的Tx,CM和TY,CM的一部分的XCM、YCM、ZCM为常数，并且可被计算出并存储在存储器中，借此其可被提供作为获得颜色位置参数的步骤553的输入。可基于第一和第二滤色器的光谱特性以及光的光谱特性来获得XCM、YCM、ZCM。
方程式68、方程式69、方程式70中所定义的并且形成方程式73和方程式74中所定义的Tx,CY和TY,CY的一部分的类似XCY、YCY、ZCY为常数，并且可被计算出并存储在存储器中，借此其可被提供作为获得颜色位置参数的步骤553的输入。可基于第一和第三滤色器的光谱特性以及光的光谱特性来获得XCY、YCY、ZCY。
方程式94、方程式95和方程式96中所定义的并且形成方程式99和方程式100中所定义的Tx,MY和TY,MY的一部分的类似XMY、YMY、ZMY为常数，并且可被计算出并存储在存储器中，借此其可被提供作为获得颜色位置参数的步骤553的输入。可基于第二和第三滤色器的光谱特性以及光的光谱特性来获得XMY、YMY、ZMY。

Claims (16)

1.一种控制灯具的方法，所述灯具包括发射具有光谱特性的光的至少一个光源、第一滤色器、第二滤色器和第三滤色器，每个滤色器具有跨所述滤色器逐渐增大的预定光谱滤光器特性，所述滤色器能够独立移动并且能够相对于彼此以及相对于所述光布置在许多不同位置中，所述方法包括以下步骤：
-接收(230)与所述滤色器的位置相关的至少一个颜色参数和与由所述光源发射的所述光的色温相关的至少一个色温参数；
-基于所述颜色参数、所述色温参数和所述滤色器的所述预定光谱滤光器特性来获得(240)所述光的所得颜色；
-基于所述所得颜色、所述滤色器的所述预定特性和由所述光源发射的所述光的所述光谱特性来获得(250)指示所述滤色器相对于所述光的位置的滤色器位置参数；
-基于滤色器参数来相对于彼此以及相对于所述光布置(260)所述滤色器。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述获得所述所得颜色的步骤包括以下步骤：
-模拟(341)发射具有模拟光谱特性的模拟光的光源；
-通过根据所述颜色参数将所述滤色器施加到所述模拟光谱特性来生成(343)所得光谱；以及
-基于所述所得光谱来获得(345、347)所述所得颜色。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于生成所述所得光谱的步骤(343)包括基于所述颜色参数将所述模拟光谱特性与所述滤色器的所述预定光谱滤光器特性进行卷积的步骤。
4.根据权利要求2至3中任一项所述的方法，其特征在于所述模拟光谱特性对应于具有色温的黑体辐射，其中基于所述色温参数来获得所述黑体辐射的所述色温。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于基于由所述光源发射的所述光的所述预定光谱特性和模拟颜色校正滤光器的预定光谱滤光器特性来进一步获得所述所得颜色，并且获得所述所得颜色的步骤包括以下步骤：
-通过根据所述颜色参数将所述滤色器施加到由所述光源发射的所述光并且根据所述色温参数将所述模拟颜色校正滤光器施加到由所述光源发射的所述光来生成(443)所得光谱；
-基于所得光谱来获得(445、347)所述所得颜色。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于生成所述所得光谱的步骤(443)包括基于所述颜色参数将由所述光源发射的所述光的所述光谱与所述滤色器的所述预定光谱滤光器特性进行卷积，并且将由所述光源发射的所述光的所述光谱与所述模拟颜色校正滤光器的所述光谱滤光器特性进行卷积的步骤(445)。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的方法，其特征在于获得所述所得颜色的步骤包括获得具有所述所得光谱的光的三色激励值的步骤(345)。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于获得所述所得颜色的步骤包括基于所述三色激励值来获得所述所得颜色在CIE颜色空间色度图中的坐标的步骤(347)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于获得(250)指示所述滤色器相对于所述光的位置的滤色器位置参数的步骤包括以下步骤：
-将所述第一、第二或第三滤光器位置参数中的一者设定(551)为零；
-基于所述所得颜色、所述滤色器的所述预定光谱滤光器特性以及由所述光源发射的所述光的所述预定光谱特性来获得(553)另外两个滤光器位置参数；
-确定(555)所述所获得的另外两个滤光器位置参数是否为物理可实现的；
以及
-如果所获得的另外两个滤光器位置参数为物理可实现的，则进行到相对于彼此以及相对于所述光布置所述滤色器的步骤；或
-如果所获得的另外两个滤光器位置参数中的至少一者不是物理可实现的，则通过将不同滤光器位置参数设定为零来重复所述将所述第一、第二或第三滤光器位置参数中的一者设定为零的步骤，并且使用不同对其它滤光器位置参数来重复所述获得另外两个滤光器位置参数的步骤。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于所述方法包括确定所得颜色是否能够由所述光源和所述滤色器产生的步骤。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于所述方法包括将所述所得颜色调整为能够由所述光源和所述滤色器产生的经调整的所得颜色的步骤。
12.一种灯具，其包括：
-至少一个光源，其发射光；
-第一滤色器、第二滤色器和第三滤色器，其中每个滤色器具有跨所述滤色器逐渐增大的预定光谱滤光器特性，所述滤色器能够通过对应致动器独立移动并且能够相对于彼此以及相对于所述光布置在许多不同位置中；
-控制单元，其被配置为相对于彼此以及相对于所述光布置所述滤色器；
其特征在于所述控制单元被配置为基于根据权利要求1至10中任一项所述的方法来相对于彼此以及相对于所述光布置所述滤色器。
13.根据权利要求12所述的灯具，其特征在于所述控制单元被配置为针对所述致动器中的每一者生成激活信号，其中所述激活信号中的每一者指示所述滤色器相对于所述光的位置并且其中基于所述获得滤色器位置参数来生成所述激活信号。
14.根据权利要求12至13中任一项所述的灯具，其特征在于所述控制单元包括处理器和存储器，其中所述存储器包括指示所述滤色器的所述预定光谱滤光器特性的数据、指示所述光源的所述预定光谱特性的数据以及致使所述处理器执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法的所述步骤的指令集。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的灯具，其特征在于所述灯具包括接收器，所述接收器被配置为接收指示所述颜色参数和所述色温参数的输入信号。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的灯具，其特征在于所述第一滤色器是体现为允许所述光的青色区中的光通过的光谱带通滤光器的青色滤色器，所述第二滤色器是体现为允许所述光的品红色区中的光通过的光谱带通滤光器的品红色滤色器，并且所述第三滤色器是体现为允许所述光的黄色区中的光通过的光谱带通滤光器的黄色滤色器。
CN201810637911.3A 2017-06-20 2018-06-20 使用滤色器系统提供对光束的色温校正的方法 Active CN109099392B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DKPA201770480 2017-06-20
DKPA201770480 2017-06-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109099392A true CN109099392A (zh) 2018-12-28
CN109099392B CN109099392B (zh) 2021-12-28

Family

ID=62814803

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810637911.3A Active CN109099392B (zh) 2017-06-20 2018-06-20 使用滤色器系统提供对光束的色温校正的方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10880963B2 (zh)
EP (2) EP3418624B1 (zh)
CN (1) CN109099392B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110260214A (zh) * 2019-04-30 2019-09-20 天津中创天地科技发展有限公司 一种博物馆展品专用投光灯

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3911124B1 (en) 2020-05-13 2024-05-01 Harman Professional Denmark ApS Color control in subtractive color mixing system
US11428384B2 (en) * 2021-01-15 2022-08-30 Robe Lighting S.R.O. Duv control of luminaire beam color
US20230151947A1 (en) * 2021-11-12 2023-05-18 Harman Professional Denmark Aps Color control in light fixture with subtractive color mixing system and additional filter

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5515254A (en) * 1995-03-07 1996-05-07 High End Systems, Inc. Automated color mixing wash luminaire
WO2001037032A2 (en) * 1999-11-18 2001-05-25 Martin Professional A/S An optical system for creating coloured fields of light and components therefor
US20050018423A1 (en) * 2003-07-21 2005-01-27 Warnecke Russell A. Color changing apparatus,and associated method, for a light assembly
WO2009092013A1 (en) * 2008-01-18 2009-07-23 Omnicolor, L.P. Pattern generator for a light fixture
US20090231854A1 (en) * 2008-03-11 2009-09-17 Robe Show Lighting S.R.O. Color change mechanism
US20120176063A1 (en) * 2011-01-12 2012-07-12 Electronic Theatre Controls, Inc. Systems and methods for controlling an output of a light fixture
CN103002623A (zh) * 2011-09-09 2013-03-27 湖南明和光电设备有限公司 白光led灯具显色指数及色温校正装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB629266A (en) 1946-08-10 1949-09-15 James Eldred Skewes Improvements in colour filters and projection apparatus for using such filters
US4602321A (en) 1985-02-28 1986-07-22 Vari-Lite, Inc. Light source having automatically variable hue, saturation and beam divergence
US5622426A (en) 1994-11-29 1997-04-22 Romano; Richard J. Wash light and method
US6796683B2 (en) 2003-05-09 2004-09-28 High End Systems, Inc. Color mixing apparatus for theatrical ellipsoidal spotlights
US7226188B2 (en) 2004-11-19 2007-06-05 Whiterock Design, Llc Stage lighting methods and apparatus
US8596824B2 (en) 2005-05-24 2013-12-03 Syncrolite, L.P. Method and apparatus for a scrollable modifier for a light fixture
US8723450B2 (en) 2011-01-12 2014-05-13 Electronics Theatre Controls, Inc. System and method for controlling the spectral content of an output of a light fixture

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5515254A (en) * 1995-03-07 1996-05-07 High End Systems, Inc. Automated color mixing wash luminaire
WO2001037032A2 (en) * 1999-11-18 2001-05-25 Martin Professional A/S An optical system for creating coloured fields of light and components therefor
US20050018423A1 (en) * 2003-07-21 2005-01-27 Warnecke Russell A. Color changing apparatus,and associated method, for a light assembly
WO2009092013A1 (en) * 2008-01-18 2009-07-23 Omnicolor, L.P. Pattern generator for a light fixture
US20090231854A1 (en) * 2008-03-11 2009-09-17 Robe Show Lighting S.R.O. Color change mechanism
US20120176063A1 (en) * 2011-01-12 2012-07-12 Electronic Theatre Controls, Inc. Systems and methods for controlling an output of a light fixture
CN103002623A (zh) * 2011-09-09 2013-03-27 湖南明和光电设备有限公司 白光led灯具显色指数及色温校正装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110260214A (zh) * 2019-04-30 2019-09-20 天津中创天地科技发展有限公司 一种博物馆展品专用投光灯

Also Published As

Publication number Publication date
EP3587901A1 (en) 2020-01-01
EP3587901B1 (en) 2020-06-10
CN109099392B (zh) 2021-12-28
US10880963B2 (en) 2020-12-29
EP3418624B1 (en) 2019-11-13
EP3418624A1 (en) 2018-12-26
US20180368217A1 (en) 2018-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109099392A (zh) 使用滤色器系统提供对光束的色温校正的方法
CN103999553B (zh) 选择性地提供关联的亮度和颜色控制的固态照明开关和照明装置及其操作方法
ES2253274T3 (es) Sistema y procedimiento de generacion y modulacion de condiciones de iluminacion.
US7387405B2 (en) Methods and apparatus for generating prescribed spectrums of light
US7959320B2 (en) Methods and apparatus for generating and modulating white light illumination conditions
US9565737B2 (en) Device for generating light with a variable color
CN103270550B (zh) 用于控制固态照明装置的系统和方法以及结合这样的系统和/或方法的照明设备
US20100097406A1 (en) Color generation using multiple illuminant types
EP1495658A1 (en) Apparatus for producing a beam of light having a controlled luminous flux spectrum
CN106304527B (zh) 一种照明控制系统和照明控制方法
US20140146318A1 (en) Illumination apparatus and method for optimal vision
CN109862659A (zh) 色温调节方法及灯具
WO2003024269A1 (en) Methods and apparatus for generating and modulating white light illumination conditions
US20170257922A1 (en) Lighting apparatus
US11363689B2 (en) Method for generating light spectra and corresponding device
JP2020167063A (ja) 照明装置
CN109856894A (zh) 高显led影视拍摄灯及其色温调节方法
RavindraKumar et al. A Tunable LED Daylight Luminaire for Textile and Printing Light Booth Application with Optimum LEDs
CN212228725U (zh) 多光谱测试光源装置及其多光谱调节与监控装置

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