CN111132415A - 一种改善灯具光线的方法 - Google Patents

Abstract

一种改善灯具光线的方法，它具有一个可在手动调光时发生作用的迟滞时间参数，这个参数可以由某个指定的DMX512通道来控制。LED灯具每过一个迟滞时间，就会将LED的PWM占空比朝着调光目标值增加或者减少一个较小增量，直到最终PWM占空比达到预定的调光目标值为止。而较小增量的值可以是固定的，也可以是随着亮度值的变化而改变的。本发明可以明显改善LED灯具调光曲线的平滑性，并且可以用来进行非线性调光。

Description

一种改善灯具光线的方法

技术领域

本发明涉及一种LED灯具的软件控制方法，具体来说，是涉及一种改善LED灯具调光曲线的方法。

背景技术

LED技术蓬勃发展，利用LED光源取代传统的钨丝光源，成为舞台照明的趋势。目前的市场上已有的LED灯具，在使用DMX512控制台进行手动调光时，往往会产生亮度闪烁，这是由于亮度跳变所造成的。

传统的LED控制技术，是接收DMX512信号，然后将对应通道的数据，直接转换为控制LED驱动电流大小的PWM占空比，来控制 LED的发光亮度。一般来说，PWM的周期固定为255个时间单位，以所接收的DMX512数据作为分子，以255作为分母，这个比值就是 PWM的占空比。DMX512数据在0-255之间变化，那么LED驱动电流的PWM占空比，就在0-100％之间变化，相应的，LED灯的亮度也在最大亮度的0-100％之间变化。由于DMX512协议最多允许1秒钟内发送44场不同数据，那么，当控制台的数据在1秒钟内从0变为 255时，LED灯具所接收到的数据不是连续变化的，而是间断性的，跳跃性的。因为0-255这256个亮度值，控制台只能发送出44个亮度值，其余的亮度值都会被跳过。这样，LED灯具根据所接收到的44 个间断的亮度值进行亮度控制时，其PWM占空比的变化将是跳跃性的，而不是连续的。LED光源的发光，其亮度变化和驱动电流的变化几乎是同步的，这是LED的即时输出特性。因此，LED灯具也将跳跃性的改变亮度。这就会产生亮度闪烁。从调光曲线上看，就是曲线的锯齿很大，很粗糙。可见，主要是由于DMX512协议对于数据更新速度的限制，导致LED灯具亮度产生闪烁。即使灯光师操作调光推杆的时候能够保证匀速运动，也无法消除LED灯的亮度闪烁。

如果选择在LED驱动回路上增加电感，将会平滑LED灯的调光曲线，但是，这样做一会增加硬件成本，二会削弱LED灯在快速切光应用上的固有优势。

如果利用DMX512控制台的FADE功能，固然也可以平滑LED 灯的调光曲线，使之不至于亮度突变。但是FADE功能是针对所有被控LED灯具同时起作用的，它将所有通道的数据，每延迟一定时间就朝着目标值增1或者减1。如果说在同一场输出中，某些灯需要快速切光，某些灯需要缓慢而平滑的切光，那么，用控制台的FADE功能就不合适。而且，如果要使LED灯具达到以1为增量的调光平滑度，由于DMX512协议允许每秒最多发送44场数据，那么从亮度0变化为亮度255，就需要255÷44≈6秒钟的时间。这样的调光速度对于许多应用都显得过慢。

所以，目前的LED灯具控制方法存在弊端。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种LED灯具的软件控制方法，来改善 LED灯具的调光曲线。

具体方法如下：

首先，定义一个可在手动调光时发生作用的迟滞时间参数，这个参数由某个指定的DMX512通道来控制，称为调光迟滞时间通道。当此通道的数值低于某个阕值时，LED灯具仍然按照传统的方式进行控制，也就是接收到多大的调光目标值，就直接将其转化为LED灯具的占空比来控制出光量，调光过程是一步到位的。当调光迟滞时间通道值高于某个阕值时，且当前操作模式是手动调光时，LED灯具将根据调光迟滞时间通道值和一组对应关系，来获得一个调光迟滞时间。这个调光迟滞时间可以是由通道数据唯一确定的，也可以是根据其他参数(如当前的亮度值等)的变化而改变的。LED灯具每过一个调光迟滞时间，就会将LED的PWM占空比朝着目标值增加或者减少一个较小增量，直到最终PWM占空比达到预定的调光目标值为止。比如，当前的亮度值是0，在一场数据中接收到调光目标值是35，设调光的较小增量固定为1，则每过一个调光迟滞时间，LED灯具将亮度值增加1，经过35个中间步骤，最终达到亮度值为35。如果目标亮度值比当前亮度值要小，则将亮度值以1为增量递减。由于调光增量比较小，可以看到LED灯具的调光曲线明显改善，锯齿变小了，曲线变平滑了。调光增量一般为选择1，但是也可以选用其他比1大的增量来作为调光增量，比如2或者3，等等。但是，显然选择1为增量则调光曲线更为平滑。调光增量可以是固定的，也可以是随着当前亮度值的改变而变化的。比如，当前亮度低于20，则调光增量为3；高于19而由低于80，则调光增量为2；高于79则调光增两为1。这样可以实现非线性调光。

特别需要说明的是，所谓手动调光是指没有宏发生作用的调光。即使调光数据编成了场景或者程序，只要再其中没有宏频闪、自动变色等宏，那么同样算手动调光。

另外，随着LED灯具亮度的增加，8BIT的调光分辨率将越来越不适应灯具亮度的提高，因为PWM占空比每变化1/255，LED灯具的亮度就可能会有很大的改变。为了提高调光的精细度，16BIT或者更高分别率的PWM控制器将会被普及。而DMX512调光台将也需要使用多个通道来控制一种基色的亮度。对于更高分辨率的亮度控制，本发明同样适应。本方法的实质是在当前亮度值与目标亮度值之间插入若干个中间值，化整为零，化大步为细步，以此来平滑调光曲线。一旦LED的PWM控制精度升级为16BIT以上，即使DMX512控制台仍然使用8BIT的单一通道来传输调光数据，使用本发明也可以有效平滑调光曲线，只要将通道数值乘以255来作为16BIT的目标亮度值就可以了。

本发明的有益效果是：首先，它可以控制指定的LED灯具的出光量的改变，是以较小增量来连续改变的，而不是以较大增量跳跃式改变的，这样，就可以确保明显改善调光曲线的平滑性，不至于产生亮度闪烁。其次，通过控制台调整迟滞时间通道的数值，可以很方便地控制LED灯具出光量的变化速度，从而摆脱对于灯光师手感的依赖。第三，它可以保有LED灯具原有的即时输出特性，从而拓展LED灯具的应用范围。

Claims (4)

1.一种改善灯具光线的方法，其特征在于：定义了一个可以在手动调光的时候发生作用的调光迟滞时间参数，LED灯具根据调光迟滞时间参数，每过一段时间就将需要改变的PWM占空比增加或者减少一个较小增量，直到到达预定的目标占空比为止。

2.根据权利要求1所述的一种改善灯具光线的方法，其特征在于：调光迟滞时间参数可以是固定的，也可以被指定的DMX512 通道来进行控制和调整。

3.根据权利要求2所述的一种改善灯具光线的方法，其特征在于：当DMX512指定通道的数据低于某个阕值，LED灯具将按照传统的调光方法，将调光控制数据直接转换为PWM的占空比。

4.根据权利要求2所述的一种改善灯具光线的方法，其特征在于：当DMX512指定通道的数据高于某个阕值，LED灯具将依据一组转换关系，把指定通道的数据转换为调光迟滞时间参数。