白色LED灯的颜色控制制造技术

本发明专利技术涉及一种方法和系统，其用于将优选以ＣＩＥ比例给出的三数值颜色空间信号转化成ｎ原色空间信号，ｎ为大于等于４的整数。这种方式提供关于最大ＣＲＩ和最大发光效率的包含彩色发光二极管阵列的白色光源的颜色控制。一种利用以二维空间表示的色度图转化三数值颜色空间信号的方法，其中二维表示三数值颜色空间的第一数值和第二数值，色度图包括分别对应一种原色的ｎ点Ｐ↓［１］至Ｐ↓［ｎ］，所述方法包括：在色度图上绘制至少一个点Ｐ↓［０］，点Ｐ↓［０］表示一种颜色并处于具有角点Ｐ↓［１］至Ｐ↓［ｎ］的多边形内，在色度图上绘制ｎ三角形区域，每个三角形区域具有作为其角点的点Ｐ↓［０］和从点Ｐ↓［１］至Ｐ↓［ｎ］中选出的两个相邻点，在色度图上绘制三数值颜色空间信号作为点Ｐ↓［ｘ］，确定点Ｐ↓［ｘ］位于哪一个三角形内，所述三角形由点Ｐ↓［０］和点Ｐ↓［１］至Ｐ↓［ｎ］中的两个点所形成，利用形成三角形的三种颜色产生附加线性组合，通过表示颜色Ｐ↓［０］对ｎ原色空间信号的作用以及通过表示两个其他点的颜色对ｎ原色空间信号的作用解决附加线性组合，关于存储数据中的最大ＣＲＩ和最大发光效率选择Ｐ↓［０］的优化线性组合，将对Ｐ↓［０］的优化线性组合的所有作用以及两种其他点颜色对ｎ原色空间信号的作用与常数因子相乘，以产生表示三数值颜色空间的第三数值的确定亮度，通过表示点Ｐ↓［１］至Ｐ↓［ｎ］颜色的相乘后的作用显示所得到的Ｐ↓［ｘ］优化线性组合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种方法和系统，其用于将优选以CIE比例(CIE scale) 给出的三数值颜色空间信号转化成n原色空间信号，n为大于等于4的 整数。这种方式提供包含彩色发光二极管阵列的白色光源的颜色控制。
技术介绍
期望LED (发光二极管)白色光源对通常的照明市场具有主要的影 响。基于附加颜色混合的白色LED灯相比于基于荧光转换的白色LED 灯具有明显的优点更高的发光功效和更高的发光效率，通常量化为较 高CRI (彩色再现指数)的更好的彩色再现性能，可调节的颜色温度， 产生可变颜色光的可能性。这些LED灯必须被优化以找出通常量化为大发光功效或大的发光 效率的大系统效率与通常量化为大CRI的良好彩色再现性能之间的最 大可能的折衷。在此情况下产生高质量白光的可能性对于基于附加颜色 混合的任何白色LED灯具有最大的重要性。表示为流明/瓦的发光功效 是灯发出的总光通量和灯发射的总光能之间的比值。也表示为流明/瓦的 发光效率是灯发出的总光通量和灯的总功率输入之间的比值。发光效率 等于发光功效乘以电功率转换成光功率的效率。根据本专利技术的灯的高发 光效率意指以较低的功耗获得特定量的光。最终目标在于高的发光效 率。可是，量化电功率转换成光功率的效率是冗长的并且对其以近似方 式考虑是必要和足够的。CRI是CIE (国际照明委员会)比例，其用于 相比于相同颜色温度的参考源表示光源的彩色再现准确度，并且是8个 标准颜色的平均，Ra8。根据1到100比例的表示，IOO数值表示没有失 真。低CRI等级表示目标的颜色根据特定光源呈现失真。混合三种以上 的颜色需要达到大于大约80的彩色再现指数。特别对于白色LED灯， 良好彩色再现性能的其他定量特性是可能的并可同样良好地运用。公知的颜色控制算法限于混合两种或三种颜色或者不能优化发光 效率和/或CRI。在US5，851,063中4皮露了 一种用于混合四个LED光的方 法，其通过每个LED波长的适当选择来获得至少Ra8>85的CRI。上述方法对于例如物体的适当照明是有用的。可是，由于LED波长的大的制 造范围，使得它们很难实际应用。在US2002/0097000中，披露了一种 利用三原色的照明系统，其用于为LED光源提供功率来产生所需颜色。 提供流明输出的估算以及利用存储表格产生所需光的色度坐标。从使用 至少四种原色的WO01/95544中可以获知颜色的扩展色域显示。产生图 表或曲线，其包括显示器中使用的原色并另外包括一种或多种中间点， 其允许三数值颜色空间信号转化成原色空间信号。可是，这对于照明是不充足的，因为除使光具有所需颜色坐标和亮 度外，同时具有良好的彩色再现和高发光效率是同样重要的。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种用于混合四种或更多种颜色光 以产生具有良好彩色再现性能和高发光效率的光的算法。根据本专利技术的用于将优选以CIE比例给出的三数值颜色空间信号转 化成n (n为大于等于4的整数)原色空间信号的方法，使用以二维空 间表示的色度图，其中二维表示三数值颜色空间的第 一数值和第二数 值，色度图包括分别对应一种原色的n点Pi至Pn。所述方法包括在色度图上绘制至少一个点P0,点Po表示一种颜色并处于具有角 点Pi至Pn的多边形内，在色度图上绘制n三角形区域，每个三角形区 域具有作为其角点的点Po和从点Pi至Pn中选出的两个相邻点，在色度 图上绘制三数值颜色空间信号作为点Px,确定点Px位于哪一个三角形内，所述三角形由点Po和点Pi至Pn中的两个点所形成，利用形成三角形的三种颜色产生附加线性组合，通过表示颜色Po对n原色空间信号的 作用以及通过两个其他点的颜色对n原色空间信号的作用解决附加线'性 组合，关于存储数据中的最大CRI和最大发光效率选择PQ的优化线性 组合，将对Po的优化线性组合的所有作用以及两种其他点颜色对n原色 空间信号的作用与常数因子相乘，以产生表示三数值颜色空间的笫三数 值的确定亮度，通过表示点Pi至Pn的颜色的乘后作用显示所得到的Px 优化线性组合。虽然在混合三种颜色时最多89的CRI是切实可行的，但是混合四 种颜色对于85和98之间的CRI数值是非常有效的，这符合常规照明的 大多数需求。混合五种颜色仅产生略大的CRI数值。因此，混合四种颜色，即n= 4,是最适合产生白光的。根据本专利技术的优选实施例，产生白光的不同颜色LED的强度设置 以及大CRI被预先计算并存储在查询表中，所述白光具有大发光效率的 黑体线上或其附近的色度坐标。这通过下述方法予以实现，即这些强度 可借助例如插入法对于任何颜色温度或相关颜色温度重新获得。对于按 照这种方法能混合的颜色数量实际上没有限制，因为可以离线执行这些 计算。为了产生具有其他色度坐标的光，选择表示黑体线上或其附近的 辅助颜色的一个点和两种原色，以形成包含所需颜色的CIE色度图中的 三角形。随后对该三角形使用用于混合三种颜色公知的算法。通过利用 两种辅助颜色和一种原色或三种辅助颜色而不是一种辅助颜色和两种 原色，能够修改用于将三数值颜色空间信号转化成n原色空间信号的方 法。关于白色LED灯规定CIE色度图中的颜色坐标x和y以及要产生 的光的亮度。如果混合三种颜色并固定其波长(或颜色坐标)，则其强 度随后清楚地被确定并可根据坐标x和y与要产生光的亮度立即计算出。利用混合四种或更多颜色的算法，至少一种辅助颜色的强度用作用 于构建颜色控制算法的参数。通过混合原始LED色的光获得具有预定颜 色点的辅助颜色。LED颜色点形成包含辅助颜色的颜色点的多边形。根 据辅助颜色点的颜色坐标与对于产生具有良好彩色再现性能和高发光 效率的光的需求，明确地确定关于LED颜色点的颜色相对强度。这些绝 对强度与辅助颜色点的颜色强度成比例。辅助颜色点的选择基于最后想 要产生的光的颜色点。被产生来混合可获得的原色光的每种颜色在辅助 颜色和两种原色形成的一个三角形内具有色度坐标。随后对该三角形使 用用于混合三种颜色的公知算法。实施实时算法要求一些计算工作量。这借助数字信号处理器和微控 制器是切实可行的。可是，根据实际考虑，优选使用具有较低计算功率 和更多存储器的处理器来代替。这包含进行一些离线计算并将其结果存 储在查询表中。至今为止已知的算法不是很好地适于上述程序。如果要 混合多于三种的颜色，则上述算法产生的计算工作量是不实际的。根据本专利技术的系统，用于将优选以CIE比例给出的三数值颜色空间 信号转化成n (n为大于等于4的整数)原色空间信号，使用以二维空间表示的色度图，其中二维表示三数值颜色空间的第 一数值和第二数值，色度图包括分别对应一种原色的n点P!至Pn，所述系统包括用于存储关于原色光的至少一个附加线性组合的CRI和发光效率 数据的数据存储装置，所述原色光具有颜色点Pi至Pn，关于色度图上 至少一个点P。产生具有颜色点P。的光，点P。表示一种颜色并处于角点P!至Pn的多边形内，用于确定表示三数值颜色空间信号的点Px位于哪 一个三角形内的控制器，三角形由点Po和Pi至Pn中的两个点所形成并产生颜色Po对n原色空间信号的作用以及两个其他点颜色对n原色空间 信号的作用的附加线性组合，利用来自数据存储装置的存储数据关于最 大CRI和最大发光效本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于利用以二维空间表示的色度图将优选以ＣＩＥ比例给出的三数值颜色空间信号转化成ｎ原色空间信号的方法，ｎ为大于等于４的整数，其中二维表示三数值颜色空间的第一数值和第二数值，色度图包括分别对应一种原色的ｎ点Ｐ↓［１］至Ｐ↓［ｎ］，所述方法包括：在色度图上绘制至少一个点Ｐ↓［０］，点Ｐ↓［０］表示一种颜色并处于具有角点Ｐ↓［１］至Ｐ↓［ｎ］的多边形内，在色度图上绘制ｎ三角形区域，每个三角形区域具有作为其角点的点Ｐ↓［０］和从点Ｐ↓［１］至Ｐ↓［ｎ］中选出的两个相 邻点，在色度图上绘制三数值颜色空间信号作为点Ｐ↓［ｘ］，确定点Ｐ↓［ｘ］位于哪一个三角形内，所述三角形由点Ｐ↓［０］和点Ｐ↓［１］至Ｐ↓［ｎ］中的两个点所形成，利用形成三角形的三种颜色产生附加线性组合，通过表 示颜色Ｐ↓［０］对ｎ原色空间信号的作用以及通过两个其他点的颜色对ｎ原色空间信号的作用解决附加线性组合，关于存储数据中的最大ＣＲＩ和最大发光效率选择Ｐ↓［０］的优化线性组合，将对Ｐ↓［０］的优化线性组合的所有作用以及两种其他点 颜色对ｎ原色空间信号的作用与常数因子相乘，以产生表示三数值颜色空间的第三数值的确定亮度，通过表示点Ｐ↓［１］至Ｐ↓［ｎ］颜色的相乘后的作用显示所得到的Ｐ↓［ｘ］优化线性组合。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：B阿克曼，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]