CN116754072A - 光谱检测方法、系统、光源模块、终端设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请属于光谱检测技术领域，提供一种光谱检测方法、系统、光源模块、终端设备及存储介质，方法包括：在预设照明场景下，输出亮度控制信号和具有期望占空比的颜色控制信号至光源驱动模块，驱动光源模块在期望占空比下点亮；通过第一光传感模块检测光源信号在期望占空比下的强度，通过第二光传感模块检测环境光信号在期望占空比下的强度；根据光源信号在期望占空比下的强度和环境光信号在期望占空比下的强度之间的差值，以及第一对应关系，得到颜色控制信号的实际占空比；根据实际占空比和光源模块的满载光谱，得到光源模块在期望占空比下的光谱和光谱参数，并输出至用户模块进行显示。本申请可以快速检测光源模块的光谱和光谱参数，检测效率高。
Description
技术领域
本申请属于光谱检测技术领域，尤其涉及一种光谱检测方法、系统、光源模块、终端设备及存储介质。
背景技术
目前，为实现对光源性能的预测和光源品质的把控，通常借助光谱传感器实现对光源性能和光源品质的检测和调节，通常是利用机器学习方法对光谱传感器各通道的响应信号进行机器学习，来获取光源的光谱，然后基于光谱实现对光源性能和光源品质的检测和调节，需要耗费较多的时间成本。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供一种光谱检测方法、系统、光源模块、终端设备及存储介质，以解决现有的利用机器学习方法对光谱传感器各通道的响应信号进行机器学习，来获取光源的光谱，需要耗费较多的时间成本的问题。
本申请实施例的第一方面提供一种光谱检测方法，包括：
在预设照明场景下，输出亮度控制信号和具有期望占空比的颜色控制信号至光源驱动模块，控制所述光源驱动模块驱动光源模块在期望占空比下点亮；
当所述光源模块在期望占空比下点亮时，通过第一光传感模块检测光源信号在期望占空比下的强度，通过第二光传感模块检测环境光信号在期望占空比下的强度；
根据所述光源信号在期望占空比下的强度和所述环境光信号在期望占空比下的强度之间的差值，以及第一对应关系，得到所述颜色控制信号的实际占空比；其中，所述第一对应关系为所述光源信号的强度和所述环境光信号的强度之间的差值与占空比之间的对应关系；
根据所述实际占空比和所述光源模块的满载光谱，得到所述光源模块在期望占空比下的光谱和光谱参数；
将所述光谱和所述光谱参数输出至用户模块进行显示。
本申请实施例的第二方面提供一种光谱检测系统，包括光源驱动模块、第一光传感模块、第二光传感模块、计算模块及用户模块；
所述光源驱动模块与所述用户模块连接，所述光源驱动模块、所述第一光传感模块、所述第二光传感模块及所述用户模块分别与所述计算模块连接；
所述计算模块用于执行第一方面提供的光谱检测方法。
本申请实施例的第三方面提供一种光源模块，应用于第一方面提供的光谱检测方法或者第二方面提供的光谱检测系统；
所述光源模块包括：
蓝光光源，所述蓝光光源的峰值波长为455nm±15nm，在CIExyY色度图中的色坐标在(0.1474,0.0330)的七步麦克亚当椭圆范围内；
绿光光源，所述绿光光源的峰值波长为530nm±20nm，半波宽大于50nm，色纯度大于50％，在CIExyY色度图中的色坐标在(0.3899,0.5381)的七步麦克亚当椭圆范围内；
红光光源，所述红光光源的峰值波长为630nm±20nm，半波宽大于60nm，色纯度大于80％，在CIExyY色度图中的色坐标在(0.6328,0.3192)的七步麦克亚当椭圆范围内；
或者，青色光源、低色温的全光谱光源及高色温的全光谱光源；
或者，低色温全光谱光源、中色温全光谱光源及高色温全光谱光源。
本申请实施例的第四方面提供一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现第一方面提供的光谱检测方法的步骤。
本申请实施例的第五方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面提供的光谱检测方法的步骤。
本申请实施例的第一方面提供的光谱检测方法，通过在预设照明场景下，输出亮度控制信号和具有期望占空比的颜色控制信号至光源驱动模块，控制光源驱动模块驱动光源模块在期望占空比下点亮，然后通过第一光传感模块检测光源信号在期望占空比下的强度，通过第二光传感模块检测环境光信号在期望占空比下的强度，再根据光源信号在期望占空比下的强度和环境光信号在期望占空比下的强度之间的差值，以及第一对应关系，得到颜色控制信号的实际占空比，最后根据实际占空比和光源模块的满载光谱，得到光源模块在期望占空比下的光谱和光谱参数并输出至用户模块进行显示，无需使用复杂的机器学习方法，仅根据预先确定的光源信号的强度和环境光信号的强度之间的差值与占空比之间的对应关系，即可快速得到颜色控制信号的实际占空比，并根据实际占空比和光源模块的满载光谱，快速得到光源模块在期望占空比下的光谱和光谱参数并输出至用户模块进行显示，光谱检测效率高。
本申请实施例的第三方面提供的光源模块，应用于第一方面提供的光谱检测方法或者第二方面提供的光谱检测系统，通过驱动光源模块发光并检测光源模块的光谱和光谱参数，在光源模块的光谱参数与预设照明场景下的标准光谱参数之间的差值不符合预设差值条件时，调整输出至光源驱动模块的期望占空比，以使得调整之后的光源模块的光谱参数与预设照明场景下的标准光谱参数之间的差值符合预设差值条件，能够满足高品质视觉光或高品质非视觉光的需求。
可以理解的是，上述第二方面、第四方面及第五方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图得到其他的附图。
图1是本申请实施例提供的光谱检测系统的结构示意图；
图2是本申请实施例提供的光谱检测方法的第一种流程示意图；
图3是本申请实施例提供的光谱检测方法的第二种流程示意图；
图4是本申请实施例提供的RGB传感器的灵敏度曲线的示意图；
图5是本申请实施例提供的光谱检测方法的第三种流程示意图；
图6是本申请实施例提供的光谱检测方法的第四种流程示意图；
图7是本申请实施例提供的第一种光源模块的光谱示意图；
图8是本申请实施例提供的第二种光源模块的光谱示意图；
图9是本申请实施例提供的终端设备的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。属于“多个”表示“两个以上”。
本申请实施例提供一种光谱检测方法，可以应用于具有光源驱动、光谱检测、光谱校正、数据处理及数据输入、输出功能的光谱检测系统或终端设备。
如图1所示，本申请实施例提供一种光谱检测系统100，包括光源驱动模块1、第一光传感模块2、第二光传感模块3、计算模块4及用户模块5；
所述光源驱动模块1与所述用户模块5连接，所述光源驱动模块1、所述第一光传感模块2、所述第二光传感模块3及所述用户模块5分别与所述计算模块4连接；
所述计算模块4用于执行光谱检测方法，以检测和校正光源模块200的光谱和光谱参数。
在应用中，光谱检测系统可以包括但不限于光源驱动模块、第一光传感模块、第二光传感模块、计算模块及用户模块；
其中，光源驱动模块可以是光源驱动器(例如，光源模块基于发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)实现时，光源驱动器可以是LED驱动器)；
光源模块可以包括任意路数的光源(例如，(红(Red，R)光光源、绿(Green，G)光光源、蓝(Blue，B)光光源)、青色光源、全光谱光源等中的一路或多路，这些光源可以是LED)；
第一光传感模块和第二光传感模块的积分响应时间已知，并且都可以通过颜色传感器，或者，光谱传感器，或者，滤光片和光电传感器(例如，光电二极管)的组合实现。第一光传感模块和第二光传感模块的通道数都大于或等于光源模块所包括的单色光源的数量；
光源模块所包括的单色光源的数量为多个时，第一光传感模块和第二光传感模块可以通过多组滤光片和光电传感器的组合实现，一个滤光片对应一个光电传感器，不同的滤光片在可见光波长范围380nm-780nm内的透过率曲线互不相同；
每组滤光片和光电传感器的组合之前可以设置一个聚光透镜，用于增强每组滤光片和光电传感器的组合对每路单色光源发出的光源信号的收集能力；
计算模块可以是处理器；
用户模块包括数据输入单元和数据输出单元，数据输入单元可以包括线控器、遥控器、键盘、旋钮、按钮、开关、触控屏等中的至少一种，数据输出单元至少包括显示屏，数据输出单元还可以包括指示灯、语音播放器等中的至少一种，触控屏和显示屏可以组合为触控显示屏。
在应用中，光谱检测系统可以是用于对任意的光源模块进行光源驱动、光谱检测、光谱校正、光谱输出的光谱测试系统或光源控制系统。光谱检测系统中的各模块可以根据实际需要集成设置或独立设置。计算模块、用户模块及终端设备都可以是手机、平板电脑、可穿戴设备、车载设备、增强现实(Augmented Reality，AR)设备、虚拟现实(VirtualReality，VR)设备、笔记本电脑、超级移动个人计算机(Ultra-Mobile Personal Computer，UMPC)、上网本、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、桌上型计算机等计算设备。计算模块和用户模块可以通过同一个计算设备实现。计算模块和用户模块通过同一个计算设备实现时，计算设备即为终端设备。本申请实施例对光谱检测系统和终端设备的具体类型不作任何限制。
如图2所示，本申请实施例提供的光谱检测方法，包括如下步骤S101至S105：
步骤S101、在预设照明场景下，输出亮度控制信号和具有期望占空比的颜色控制信号至光源驱动模块，控制所述光源驱动模块驱动光源模块在期望占空比下点亮，进入步骤S102。
在应用中，预设照明场景为用户根据实际需要，采用用户模块所支持的数据输入方式设置的照明场景，例如，白光照明场景、彩光照明场景、单色光照明场景等。
在应用中，用户可以根据实际需要，采用用户模块所支持的数据输入方式输入控制指令至用户模块，使得用户模块可以输出亮度控制信号和具有期望占空比的颜色控制信号至光源驱动模块，控制光源驱动模块驱动光源模块点亮；或者，计算模块可以在启动后即根据默认设置，输出亮度控制信号和具有期望占空比的颜色控制信号至光源驱动模块，控制光源驱动模块驱动光源模块点亮。具有期望占空比的颜色控制信号可以包括至少一路用于调节颜色的子颜色控制信号，子颜色控制信号的路数与光源模块所包括的光源的路数相同，每一路光源对应一路子颜色控制信号，不同的光源对应的子颜色控制信号的占空比可以相同或不同。亮度控制信号的占空比可以是(0,100％]中的任意值。光源模块仅包括一路光源时，颜色控制信号也仅包括一路子颜色控制信号，也即颜色控制信号即为子颜色控制信号，颜色控制信号的占空比可以是(0,100％]中的任意值；光源模块包括多路光源时，每一路光源对应的子颜色控制信号的占空比可以是(0,100％]中的任意值，多路光源对应的子颜色控制信号的占空比之和等于100％。
步骤S102、当所述光源模块在期望占空比下点亮时，通过第一光传感模块检测光源信号在期望占空比下的强度，通过第二光传感模块检测环境光信号在期望占空比下的强度，进入步骤S103。
在应用中，第一光传感模块和第二光传感器模块的通道数都大于或等于光源模块所包括的光源的路数。第一光传感模块朝向(例如，正对)光源模块的发光面设置。第二光传感模块背离光源模块的发光面设置(例如，设置于光源模块的背面)。
步骤S103、根据所述光源信号在期望占空比下的强度和所述环境光信号在期望占空比下的强度之间的差值，以及第一对应关系，得到所述颜色控制信号的实际占空比，进入步骤S104。
在应用中，第一对应关系为预先建立的光源信号的强度和环境光信号的强度之间的差值与占空比之间的对应关系。具有期望占空比的颜色控制信号为期望计算模块输出至光源驱动模块的理想颜色控制信号，光源驱动模块根据理想颜色控制信号驱动光源模块点亮时，能够使得光源模块发射具有第一期望强度的光源信号，并使得光源模块照射下的环境具有第二期望强度的环境光信号。然而，在实际情况中，由于各种来自于用户模块、计算模块、光源驱动模块、光源模块或者环境产生的不可抗性因素，导致理想颜色控制信号不能被准确的作用于光源驱动模块，进而无法准确的作用于光源模块，导致光源模块发射的光源信号的强度与第一期望强度有偏差、光源模块照射下的环境光信号的强度也与第二期望强度有偏差，因此，需要根据第一光传感模块实际检测到的光源信号的强度和第二光传感模块实际检测到环境光信号的强度之间的差值，结合预先建立的第一对应关系，来确定作用于光源驱动模块的颜色控制信号的实际占空比。
如图3所示，在一个实施例中，步骤S103之前包括如下步骤S201至S203：
步骤S201、根据光源模块的满载光谱，得到所述光源模块在不同的占空比下的光谱，进入步骤S202。
在应用中，光源模块的满载光谱包括光源模块中每路光源的满载光谱。在通过具有100％占空比的子颜色控制信号，控制光源驱动模块驱动光源模块中的每路光源点亮时，计算第一光传感模块检测的每路光源的光源信号的强度和每路光源单独点亮时第二光传感模块检测的环境光信号的强度之间的差值，得到每路光源的满载光谱。
在一个实施例中，所述光源模块包括n路光源时，所述光源模块在任一占空比下的光谱的表达式如下：
其中，S(λ)表示所述光源模块在任一占空比下的光谱，xi表示所述光源模块的第i路光源对应的一路子颜色控制信号的子占空比，所述任一占空比包括x1～xn共n个子占空比，Si(λ)表示所述第i路光源的满载光谱。
在应用中，第i路光源的满载光谱即为通过具有100％占空比的子颜色控制信号控制光源驱动模块驱动第i路光源单独点亮时，第一光传感模块检测的第i路光源信号的强度和第二光传感模块检测的环境光信号的强度之间的差值。表达式一中的xi为100％时，S(λ)表示光源模块的满载光谱。
步骤S202、根据所述第一光传感模块的灵敏度曲线、所述第二光传感模块的灵敏度曲线以及所述光源模块在不同的占空比下的光谱，得到所述光源信号在不同的占空比下的强度和所述环境光信号在不同的占空比下的强度，进入步骤S203。
在应用中，第一光传感模块的灵敏度曲线和第二光传感模块的灵敏度曲线已知，根据第一光传感模块的灵敏度曲线和光源模块在每个占空比下的光谱，可以计算出光源信号在每个占空比下的强度(也即第一光传感模块的读数)，同理，根据第二光传感模块的灵敏度曲线和光源模块在每个占空比下的光谱，可以计算出环境光信号在每个占空比下的强度(也即第二光传感模块的读数)。
如图4所示，示例性的示出了一种RGB传感器的灵敏度曲线的示意图。
步骤S203、根据所述光源信号在不同的占空比下的强度和所述环境光信号在不同的占空比下的强度之间的差值的变化量，以及所述不同的占空比之间的变化量，建立所述光源信号的强度和所述环境光信号的强度之间的差值与占空比之间的对应关系。
在应用中，由于第一光传感模块的灵敏度曲线和第二光传感模块的灵敏度曲线已知且不变，因此，光源信号的强度和环境光信号的强度仅随光源模块的光谱变化，而光源模块的光谱是跟随颜色控制信号的占空比变化，由此可知，光源信号的强度和环境光信号的强度实际上是跟随颜色控制信号的占空比变化，如此，根据光源信号在不同的占空比下的强度和环境光信号在不同的占空比下的强度之间的差值的变化量，结合不同的占空比之间的变化量，进行求解即可确定光源信号的强度和环境光信号的强度之间的差值与占空比之间的对应关系。
在一个实施例中，所述光源模块包括n路光源时，所述光源模块的第i路光源对应的子占空比变化时对所述第一光传感模块的第j通道检测到的第j路光源的强度(也即所述第一光传感模块的第j通道的读数)和所述第二光传感模块的第j通道检测到的环境光信号的强度(也即第二光传感模块的第j通道的读数)之间的差值的变化量的影响函数的表达式如下：
y′ij＝f(xi)，i∈[1，n]，j∈[1，n] (表达式二)
其中，y′ij表示所述第i路光源对应的子占空比变化时、对所述第一光传感模块的第j通道检测到的第j路光源的强度和所述第二光传感模块的第j通道检测到的环境光信号的强度之间的差值的变化量的影响量，xi表示所述光源模块的第i路光源对应的一路子颜色控制信号的子占空比，f(xi)表示关于xi的函数。
在应用中，第一光传感模块的第j通道用于检测第j路光源信号的强度，第二光传感模块的第j通道用于检测第j路光源点亮时环境光信号的强度。
在一个实施例中，基于表达式二，所述光源模块的占空比与所述第一光传感模块的第j通道检测到的第j路光源的强度和所述第二光传感模块的第j通道检测到的环境光信号的强度之间的差值的关系函数的表达式如下：
其中，Yj表示所述第一光传感模块的第j通道检测到的第j路光源的强度和所述第二光传感模块的第j通道检测到的环境光信号的强度之间的差值。
在应用中，基于表达式三，联立求解关系函数……、即可计算得到光源信号的强度和环境光信号的强度之间的差值与占空比之间的第一对应关系函数，基于第一关系函数即可确定第一对应关系。
在一个实施例中，步骤S201之前包括：
输出亮度控制信号和具有100％占空比的颜色控制信号至光源驱动模块，控制所述光源驱动模块驱动光源模块在满载状态下点亮；
当所述光源模块在满载状态下点亮时，通过第一光传感模块检测光源信号的满载强度，通过第二光传感模块检测环境光信号的满载强度；
根据所述光源信号的满载强度和所述环境光信号的满载强度之间的差值，以及所述第一光传感模块的灵敏度曲线和所述第二光传感模块的灵敏度曲线，得到所述光源模块的满载光谱。
步骤S104、根据所述实际占空比和所述光源模块的满载光谱，得到所述光源模块在期望占空比下的光谱和光谱参数，进入步骤S105。
在应用中，在确定作用于光源驱动模块的颜色控制信号的实际占空比之后，即可根据实际占空比、光源模块的满载光谱及第一对应关系(具体可以是表达式一)，计算得到光源模块在期望占空比下的光谱，然后基于光谱计算得到对应的光谱参数，光谱参数包括但不限于色温(CCT)、显色指数(CRI)、照明偏好指数(LPI)、类太阳拟合度(GFC)、褪黑素照度(MP)、色坐标(x,y)、特殊显色指数R1～R15等。
步骤S105、将所述光谱和所述光谱参数输出至用户模块进行显示。
在应用中，在得到光源模块在期望占空比下的光谱和光谱参数之后，即输出至用户模块显示给用户查看，光谱检测系统为光谱测试系统时，用户可以是测试人员、研发人员，光谱检测系统为光源控制系统时，用户可以是消费者。
如图5所示，在一个实施例中，步骤S104之后，还包括如下步骤S301至S302：
步骤S301、获取所述光源模块在期望占空比下的光谱参数与预设照明场景下的标准光谱参数之间的差值，得到所述期望占空比对应的光谱参数差值，进入步骤S302。
在应用中，标准光谱参数符合预设照明场景下的光谱参数范围要求，将光源模块在期望占空比下的光谱参数与预设照明场景下的标准光谱参数之间的偏差，定义为与期望占空比对应的光谱参数差值。
步骤S302、若已建立第二对应关系，则检测光谱参数差值是否符合预设差值条件，进入步骤S303；
步骤S303、若所述光谱参数差值不符合预设差值条件，则根据所述第二对应关系调整所述期望占空比，并返回执行步骤S101，以使调整之后的所述期望占空比对应的光谱参数差值符合预设差值条件。
在应用中，第二对应关系为事先确定的光源模块在预设照明场景下的占空比与光谱参数差值之间的对应关系，基于第二对应关系可以快速的确定符合预设差值条件的光谱参数差值对应的目标占空比，然后将期望占空比调整为目标占空比，并返回执行步骤S101，如此，即可快速的将输出至光源模块的颜色控制信号的期望占空比调整为符合要求的目标占空比，以使得光源模块在期望占空比下的光谱参数与标准光谱参数之间的差值符合预设差值条件。
如图6所示，在一个实施例中，步骤S301之后，还包括如下步骤S401至S403：
步骤S401、若未建立第二对应关系，则将所述期望占空比与对应的光谱参数差值作为一组样本数据存储至预设数据集，进入步骤S402；
步骤S402、若所述预设数据集中样本数据的组数未达到预设数量，则调整所述期望占空比，并返回执行步骤S101。
在应用中，若事先未建立第二对应关系，则需要获取足够多的期望占空比与对应的光谱参数差值作为样本数据，用来建立第二对应关系。可以事先建立一个预设数据集用来存储这些样本数据，每获取一组样本数据，则判断预设数据集中的样本数据是否达到足够建立第二对应关系的预设数量，若不足够，则继续获取期望占空比与对应的光谱参数差值并存储至预设数据集。
步骤S403、若所述预设数据集中样本数据的组数已达到预设数量，则对所述预设数据集中的所有样本数据进行多元线性回归处理，建立所述光源模块在预设照明场景下的占空比与光谱参数差值之间的对应关系。
在应用中，在步骤S302之前需要先基于不同的期望占空比和光源模块在不同的期望占空比下的光谱参数差值，采用多元线性回归方法进行处理，计算得到第二对应关系函数，基于第二关系函数即可确定第二对应关系。
在一个实施例中，所述第二对应关系的函数表达式(也即第二关系函数)如下：
ΔZ＝g(PWM) (表达式四)
其中，ΔZ表示所述光谱参数差值，PWM表示所述光源模块在预设照明场景下的占空比，所述光源模块包括n路光源时，PWM包括与n路光源对应的n路子颜色控制信号的子占空比PWM1，PWM2，...，PWMn共n个子占空比，也即ΔZ＝g(PWM1，PWM2，...，PWMn)，g(PWM)是关于n个子占空比的函数。
在应用中，根据已建立的第二对应关系的函数表达式(也即表达式四)，可以快速计算得到符合预设差值条件的光谱参数差值对应的目标占空比，然后将期望占空比调整为目标占空比，并返回执行步骤S101，如此，即可快速的将输出至光源模块的颜色控制信号的期望占空比调整为符合要求的目标占空比，以使得光源模块在期望占空比下的光谱参数与标准光谱参数之间的差值符合预设差值条件。
在一个实施例中，所述光谱参数包括色坐标，所述期望占空比对应的光谱参数差值包括色坐标偏移量，所述色坐标偏移量包括所述光源模块在期望占空比下的色坐标与预设照明场景下的标准色坐标之间的横坐标偏移量和纵坐标偏移量，所述预设差值条件包括色坐标偏移范围，所述第二对应关系的函数表达式包括：
ΔX＝gX(PWM)
ΔY＝gY(PWM)
SDCM≤a
其中，ΔX表示所述横坐标偏移量，ΔY表示所述纵坐标偏移量，PWM表示所述光源模块在预设照明场景下的占空比，gX(PWM)和gY(PWM)都是关于n个子占空比的函数，SDCM≤a表示所述色坐标偏移范围，SDCM表示基于ΔX和ΔY计算得到的色容差，a表示所述色坐标偏移范围的上限值。
在应用中，根据已建立的光源模块在预设照明场景下的占空比与色坐标偏移量之间的对应关系函数的表达式，以及预设差值条件，可以快速计算得到符合预设差值条件的色坐标偏移量对应的目标占空比，然后将期望占空比调整为目标占空比，并返回执行步骤S101，如此，即可快速的将输出至光源模块的颜色控制信号的期望占空比调整为符合要求的目标占空比，以使得光源模块在期望占空比下的色坐标与标准色坐标之间的差值在色坐标偏移范围内。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
本申请实施例还提供光源模块，应用于上述实施例中的光谱检测系统，由光谱检测系统根据上述实施例中的光谱检测方法来驱动光源模块点亮，并检测光源模块的光谱和光谱参数，在光源模块的光谱参数与预设照明场景下的标准光谱参数之间的差值不符合预设差值条件时，调整输出至光源驱动模块的期望占空比，以使得调整之后的光源模块的光谱参数与预设照明场景下的标准光谱参数之间的差值符合预设差值条件，能够满足高品质视觉光或高品质非视觉光的需求。
如表一所示，示例性的示出了光源模块的光谱参数：
表一
| CCT | CRI | LPI |
| 1800K | ≥90 | ≥90 |
| 2700K | ≥90 | ≥100 |
| 3000K | ≥90 | ≥100 |
| 4000K | ≥90 | ≥100 |
| 5000K | ≥90 | ≥100 |
| 5700K | ≥90 | ≥95 |
| 6500K | ≥90 | ≥100 |
本申请实施例提供的第一种光源模块，包括：
蓝光光源，所述蓝光光源的峰值波长为455nm±15nm，在CIExyY色度图中的色坐标在(0.1474,0.0330)的七步麦克亚当椭圆范围内；
绿光光源，所述绿光光源的峰值波长为530nm±20nm，半波宽大于50nm，色纯度大于50％，在CIExyY色度图中的色坐标在(0.3899,0.5381)的七步麦克亚当椭圆范围内；
红光光源，所述红光光源的峰值波长为630nm±20nm，半波宽大于60nm，色纯度大于80％，在CIExyY色度图中的色坐标在(0.6328,0.3192)的七步麦克亚当椭圆范围内；
所述光源模块用于发射色温在1800K～7000K范围内、显色指数大于90、色容差小于7SDCM的高品质视觉光。
在应用中，蓝光光源、绿光光源及蓝光光源可以分别基于蓝光芯片、绿光芯片及红光芯片实现，红光芯片、绿光芯片及蓝光芯片可以为发光二极管(Light Emitting Diode，LED)、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)或量子点发光二极管(Quantum Dot Light Emitting Diodes，QLED)等。
在一个实施例中，绿光光源包括峰值波长为400nm-460nm的第一蓝光芯片，第一蓝光芯片表面覆盖有基于绿光转化材料制作的第一封装胶水层。
在应用中，绿光光源也可以基于绿光芯片实现，绿光光源基于蓝光芯片和在蓝光芯片表面覆盖的绿光转化材料制作的封装胶水层实现时，绿光转化材料可以是铝酸盐绿色荧光粉等。
在一个实施例中，红光光源包括峰值波长为400nm-460nm的第二蓝光芯片，第二蓝光芯片表面覆盖有基于红光转化材料制作的第二封装胶水层。
在应用中，红光光源也可以基于红光芯片实现，红光光源基于蓝光芯片和在蓝光芯片表面覆盖的红光转化材料制作的封装胶水层实现时，红光转化材料可以是氟硅酸钾(KSF)红色荧光粉、铝酸盐红色荧光粉等。
如表二所示，示例性的示出了第一种光源模块的设计方案：
表二
| 光源模块 | 色坐标X | 色坐标Y | 峰值波长 | 半波宽 |
| 红光光源 | 0.6328 | 0.3192 | 630nm | 77nm |
| 绿光光源 | 0.3899 | 0.5381 | 536nm | 59nm |
| 蓝光光源 | 0.1474 | 0.0330 | 453nm | 14nm |
如图7所示，示例性的示出了第一种光源模块的光谱示意图。
在一个实施例中，基于表二中的第一种光源模块的设计方案，第一对应关系函数包括如下表达式：
YR＝0.03660xR+0.02602xG+0.00121xB+6.94×10-18
YG＝0.00448xR+0.03930xG+0.01774xB-6.38×10-16
YB＝0.00505xR+0.01430xG+0.07360xB+1.28×10-15
其中，YR表示所述第一光传感模块的红光通道检测到的红光光源的强度和所述第二光传感模块的红光通道检测到的环境光信号的强度之间的差值，YG表示所述第一光传感模块的绿光通道检测到的绿光光源的强度和所述第二光传感模块的绿光通道检测到的环境光信号的强度之间的差值，YB表示所述第一光传感模块的蓝光通道检测到的蓝光光源的强度和所述第二光传感模块的蓝光通道检测到的环境光信号的强度之间的差值，xR表示所述光源模块的红光光源对应的一路子颜色控制信号的子占空比，xG表示所述光源模块的绿光光源对应的一路子颜色控制信号的子占空比，xB表示所述光源模块的蓝光光源对应的一路子颜色控制信号的子占空比。
如表三至表六所示，示例性的示出了第一种光源模块的光谱参数：
表三
表四
表五
表六
在应用中，通过在对第一种光源模块的各路光源的峰值波长、半波宽及在CIExyY色度图中的色坐标进行特殊设计的基础上，基于上述光谱检测方法进一步地对第一种光源模块的光谱参数进行检测和校正，最大检测误差为0.03，能够很好的评估第一种光源模块的发光品质，使得校正之后的第一种光源模块可以发射色温范围在1800K至7000K范围内、显色指数大于90、色容差小于7SDCM的高品质视觉白光。
本申请实施例提供的第二种光源模块，包括：
青色光源、低色温的全光谱光源及高色温的全光谱光源；
或者，低色温全光谱光源、中色温全光谱光源及高色温全光谱光源；
所述光源模块用于发射色温在1800K～7000K范围内、显色指数大于90、类太阳拟合度大于0.98、色容差小于3SDCM的高品质视觉光或非视觉光。
如图8所示，示例性的示出了第二种光源模块包括青色光源、2700K色温的全光谱光源及5000K色温的全光谱光源时的光谱示意图。
在一个实施例中，第二种光源模块包括青色光源、2700K色温的全光谱光源及5000K色温的全光谱光源时，第一对应关系函数包括如下表达式：
YR＝0.0294xR+0.8773xG+0.7366xB+3.63×10-10
YG＝0.8316xR+0.5412xG+0.7582xB-4.15×10-10
YB＝2.01xR+0.3452xG+0.6616xB+5.16×10-7
其中，YR表示所述第一光传感模块的红光通道检测到的红光光源的强度和所述第二光传感模块的红光通道检测到的环境光信号的强度之间的差值，YG表示所述第一光传感模块的绿光通道检测到的绿光光源的强度和所述第二光传感模块的绿光通道检测到的环境光信号的强度之间的差值，YB表示所述第一光传感模块的蓝光通道检测到的蓝光光源的强度和所述第二光传感模块的蓝光通道检测到的环境光信号的强度之间的差值，xR表示所述光源模块的5000K色温的全光谱光源对应的一路子颜色控制信号的子占空比，xG表示所述光源模块的2700K色温的全光谱光源对应的一路子颜色控制信号的子占空比，xB表示所述光源模块的青色光源对应的一路子颜色控制信号的子占空比。
如表七至表十所示，示例性的示出了第二种光源模块的光谱参数：
表七
表八
表九
表十
在应用中，通过在对第而种光源模块的各路光源的颜色和色温进行特殊设计的基础上，基于上述光谱检测方法进一步地对第二种光源模块的光谱参数进行检测和校正，最大检测误差为0.39，能够很好的评估第二光源模块的发光品质，使得校正之后的第二种光源模块可以发射色温在1800K～7000K范围内、显色指数大于90、类太阳拟合度大于0.98、色容差小于3SDCM的高品质视觉光或非视觉光。
如图9所示，本申请实施例还提供一种终端设备300包括：至少一个处理器301(图9中仅示出一个处理器)、存储器302以及存储在存储器302中并可在至少一个处理器301上运行的计算机程序303，处理器301执行计算机程序303时实现上述各个光谱检测方法实施例中的步骤。
在应用中，终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，图9仅仅是终端设备的举例，并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件。
在应用中，处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
在应用中，存储器在一些实施例中可以是终端设备的内部存储单元，例如终端设备的硬盘或内存。存储器在另一些实施例中也可以是终端设备的外部存储设备，例如终端设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(SecureDigital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器还可以既包括终端设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器用于存储操作系统、应用程序、引导装载程序(BootLoader)、数据以及其他程序等，例如计算机程序的程序代码等。存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
需要说明的是，上述装置/模块之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本申请方法实施例基于同一构思，其具体功能及带来的技术效果，具体可参见方法实施例部分，此处不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中，上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。另外，各功能模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现可实现上述各个光谱检测方法实施例中的步骤。
本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在终端设备上运行时，使得终端设备执行时实现可实现上述各个光谱检测方法实施例中的步骤。
所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质至少可以包括：能够将计算机程序代码携带到拍照终端设备的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质。例如U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种光谱检测方法，其特征在于，包括：
在预设照明场景下，输出亮度控制信号和具有期望占空比的颜色控制信号至光源驱动模块，控制所述光源驱动模块驱动光源模块在期望占空比下点亮；
当所述光源模块在期望占空比下点亮时，通过第一光传感模块检测光源信号在期望占空比下的强度，通过第二光传感模块检测环境光信号在期望占空比下的强度；
根据所述光源信号在期望占空比下的强度和所述环境光信号在期望占空比下的强度之间的差值，以及第一对应关系，得到所述颜色控制信号的实际占空比；其中，所述第一对应关系为所述光源信号的强度和所述环境光信号的强度之间的差值与占空比之间的对应关系；
根据所述实际占空比和所述光源模块的满载光谱，得到所述光源模块在期望占空比下的光谱和光谱参数；
将所述光谱和所述光谱参数输出至用户模块进行显示。
2.如权利要求1所述的光谱检测方法，其特征在于，所述在预设照明场景下，输出亮度控制信号和具有期望占空比的颜色控制信号至光源驱动模块，控制所述光源驱动模块驱动光源模块在期望占空比下点亮之前，包括：
根据光源模块的满载光谱，得到所述光源模块在不同的占空比下的光谱；
根据所述第一光传感模块的灵敏度曲线、所述第二光传感模块的灵敏度曲线以及所述光源模块在不同的占空比下的光谱，得到所述光源信号在不同的占空比下的强度和所述环境光信号在不同的占空比下的强度；
根据所述光源信号在不同的占空比下的强度和所述环境光信号在不同的占空比下的强度之间的差值的变化量，以及所述不同的占空比之间的变化量，建立所述光源信号的强度和所述环境光信号的强度之间的差值与占空比之间的对应关系。
3.如权利要求2所述的光谱检测方法，其特征在于，所述光源模块包括n路光源，所述光源模块在任一占空比下的光谱的表达式如下：
其中，S(λ)表示所述光源模块在任一占空比下的光谱，xi表示所述光源模块的第i路光源对应的一路子颜色控制信号的子占空比，所述任一占空比包括x1～xn共n个子占空比，Si(λ)表示所述第i路光源的满载光谱。
4.如权利要求2所述的光谱检测方法，其特征在于，所述根据光源模块的满载光谱，得到所述光源模块在不同的占空比下的光谱之前，包括：
输出亮度控制信号和具有100％占空比的颜色控制信号至光源驱动模块，控制所述光源驱动模块驱动光源模块在满载状态下点亮；
当所述光源模块在满载状态下点亮时，通过第一光传感模块检测光源信号的满载强度，通过第二光传感模块检测环境光信号的满载强度；
根据所述光源信号的满载强度和所述环境光信号的满载强度之间的差值，以及所述第一光传感模块的灵敏度曲线和所述第二光传感模块的灵敏度曲线，得到所述光源模块的满载光谱。
5.如权利要求1至4任一项所述的光谱检测方法，其特征在于，所述根据所述实际占空比和所述光源模块的满载光谱，得到所述光源模块在期望占空比下的光谱和光谱参数之后，还包括：
获取所述光源模块在期望占空比下的光谱参数与预设照明场景下的标准光谱参数之间的差值，得到所述期望占空比对应的光谱参数差值；
若已建立第二对应关系，则检测光谱参数差值是否符合预设差值条件；其中，所述第二对应关系为所述光源模块在预设照明场景下的占空比与光谱参数差值之间的对应关系；
若所述光谱参数差值不符合预设差值条件，则根据所述第二对应关系调整所述期望占空比，并返回执行所述在预设照明场景下，输出亮度控制信号和具有期望占空比的颜色控制信号至光源驱动模块，控制所述光源驱动模块驱动光源模块在期望占空比下点亮的步骤，以使调整之后的所述期望占空比对应的光谱参数差值符合预设差值条件。
6.如权利要求5所述的光谱检测方法，其特征在于，所述获取所述光源模块在期望占空比下的光谱参数与预设照明场景下的标准光谱参数之间的差值，得到所述期望占空比对应的光谱参数差值之后，还包括：
若未建立第二对应关系，则将所述期望占空比与对应的光谱参数差值作为一组样本数据存储至预设数据集；
若所述预设数据集中样本数据的组数未达到预设数量，则调整所述期望占空比，并返回执行所述在预设照明场景下，输出亮度控制信号和具有期望占空比的颜色控制信号至光源驱动模块，控制所述光源驱动模块驱动光源模块在期望占空比下点亮的步骤；
若所述预设数据集中样本数据的组数已达到预设数量，则对所述预设数据集中的所有样本数据进行多元线性回归处理，建立所述光源模块在预设照明场景下的占空比与光谱参数差值之间的对应关系。
7.一种光谱检测系统，其特征在于，包括光源驱动模块、第一光传感模块、第二光传感模块、计算模块及用户模块；
所述光源驱动模块与所述用户模块连接，所述光源驱动模块、所述第一光传感模块、所述第二光传感模块及所述用户模块分别与所述计算模块连接；
所述计算模块用于执行如权利要求1至6任一项所述的光谱检测方法。
8.一种光源模块，其特征在于，应用于如权利要求1至6任一项所述的光谱检测方法或者如权利要求7所述的光谱检测系统；
所述光源模块包括：
蓝光光源，所述蓝光光源的峰值波长为455nm±15nm，在CIExyY色度图中的色坐标在(0.1474,0.0330)的七步麦克亚当椭圆范围内；
绿光光源，所述绿光光源的峰值波长为530nm±20nm，半波宽大于50nm，色纯度大于50％，在CIExyY色度图中的色坐标在(0.3899,0.5381)的七步麦克亚当椭圆范围内；
红光光源，所述红光光源的峰值波长为630nm±20nm，半波宽大于60nm，色纯度大于80％，在CIExyY色度图中的色坐标在(0.6328,0.3192)的七步麦克亚当椭圆范围内；
或者，青色光源、低色温的全光谱光源及高色温的全光谱光源；
或者，低色温全光谱光源、中色温全光谱光源及高色温全光谱光源。
9.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述的光谱检测方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的光谱检测方法的步骤。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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