一种高亮度同时CCI、HUE、CTO、CTB可调的灯珠阵列及其方法技术

本发明专利技术公开了一种高亮度同时CCI、HUE、CTO、CTB可调的灯珠阵列，具有LED灯板，在所述LED灯板上混合排列设置有白色LED灯珠与多种的其他颜色灯珠，其中，所述白色LED灯珠的数量占灯珠总数量的75％以上，多种的所述其他颜色灯珠的数量之和占灯珠总量的25％以内；多种的所述其他颜色灯珠以相同颜色呈对称分布，且多种颜色之间依次交替排列；所述白色LED灯珠均匀分布在多种的所述其他颜色灯珠的周围，组合形成所述灯珠阵列。本发明专利技术可在不损失整机LED亮度输出的情况下，实现了较大范围的CCI、HUE、CTO、CTB调节，同时令输出光谱更完整，有助于提高输出的显色指数(CRI)。本发明专利技术也可应用于白光应用中，当CCI、HUE、CTO、CTB等参数随温度，角度，亮度的影响发生变化时的参数修正。亮度的影响发生变化时的参数修正。亮度的影响发生变化时的参数修正。

【技术实现步骤摘要】
一种高亮度同时CCI、HUE、CTO、CTB可调的灯珠阵列及其方法


[0001]本专利技术涉及光源
，具体涉及一种高亮度同时CCI、HUE、CTO、CTB可调的灯珠阵列及其方法。

技术介绍

[0002]针对LED舞台灯具在实际演出使用过程中，对高亮度Lux，高显色指数Ra和高红显色指数R9，同时色温CCT可调，色彩变化指数CCI可调的要求，各灯具设计厂商根据综合评估以上参数设计要求，结合各自的技术路线和优缺点取舍，目前市面上形成了两套设计方案：
[0003]第一种：
[0004]整机全部使用高显色指数Ra和高红显色指数R9的白光灯珠，此方案的优势在于可以最大程度的兼顾高显色指数Ra和高红显色指数R9的同时输出最高亮度Lux(补充说明：
①
白光灯珠的光效lm/W远高于绿光、蓝光、红光等其他颜色灯珠的光效lm/W，
②
在发光角度不变的情况下，高光通量lm越高意味着可以输出越高亮度Lux输出，二者此时是等价的，下文不在特别说明二者的联系)，但该设计方案已决定灯具在输出白光模式的情况下，色温CCT和色彩变化指数CCI无法调节，如果为了满足各种应用场景对CCT和CCI的要求，只能通过增加CTO色片或CMY色片的方式完成对CCT和CCI的调节，由于目前市面上CTO色片或CMY色片做的比较好的透光率也小于70％，因此亮度Lux损失巨大，同时CTO色片或CMY色片生产技术主要被国外垄断，价格昂贵且一致性差，色彩连续性差。同时该方案容易受灯脚温度、发光角度、灯具亮度等参数的变化产生CCI、CCT、Ra、R9参数的变化，由于无法通过设计方案实时调节CCT和CCI，导致灯具在相同编程方案的情况下，舞台光效时刻发生变化，客户满意度差。
[0005]第二种：
[0006]设计方案是整机全部使用RGB+白光灯珠，按照1：1的混合方式(也可能是RGB+白光的四合一灯珠)，该方案的优势是可以通过软件实现任意颜色组合，进而实现高显色指数Ra和高红显色指数R9，同时色温CCT可调，色彩变化指数CCI可调的要求，但由于其中的RGB灯珠分担了整机的LED灯珠功率，导致在相同整机功率水平的情况下，白光灯珠功率占比变小，导致整机光通量lm变低(补充说明：相同功率情况下绿光G可占白光光通量lm的80％，红光R可占白光光通量lm的40％，蓝光B可占白光光通量lm的15％)，相比于第一种方案，同等整机功率的情况下，第二种方案的光通量损失将达到40％以上，因此无法满足舞台灯具对高亮度日益增高的要求。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的不足，本专利技术旨在提供一种高亮度同时CCI、HUE、CTO、CTB可调的灯珠阵列，实现色彩变化指数(Color ContributionIndex CCI)、色相(色调HUE)、色温校正(Color Temperature OrangeCTO、Color Temperature Blue CTB)可调，同时白光亮度不会因为灯具支持CCI、HUE、CTO、CTB等参数可调功能，而发生亮度损失的设计方案，以满足舞台对灯光效果日益提高的要求。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]一种高亮度同时CCI、HUE、CTO、CTB可调的灯珠阵列，具有LED灯板，在所述LED灯板上混合排列设置有白色LED灯珠与多种的其他颜色灯珠，其中，所述白色LED灯珠的数量占灯珠总数量的75％以上，多种的所述其他颜色灯珠的数量之和占灯珠总量的25％以内；多种的所述其他颜色灯珠以相同颜色呈对称分布，且多种颜色之间依次交替排列；所述白色LED灯珠均匀分布在多种的所述其他颜色灯珠的周围，组合形成所述灯珠阵列。
[0010]需要说明的是，多种的所述其他颜色灯珠至少包括绿光LED灯珠或蓝光LED灯珠或红光LED灯珠或黄光LED灯珠或草绿光LED灯珠。
[0011]基于LED灯珠的光参数容易受灯脚温度、发光角度、灯具亮度等参数影响的情况，为了更大限度的发挥本专利技术的优势作用，本专利技术还提供一种高亮度同时CCI、HUE、CTO、CTB可调的灯珠阵列的控制方法，所述方法包括：
[0012]S1获取灯具的不同设置状态，至少包括亮度，照射角度，缩放，调焦和灯板关键测温点的温度的多个参数；
[0013]S2利用步骤S1获得的多个参数调节灯的最佳匹配参数；
[0014]S3得到不同的调节系数Fx，并通过实验数据曲线拟合的方式，获取调节系数Fx与温度，亮度，照射角度，缩放，调焦等参数的关系，使用控制算法渐进拟合曲线；
[0015]S4最终实现目标照度变化
±
1％Lux，色温变化
±
50K的多项光学参数的要求，在调节之后，保证重要参数误差小于
±
1％的范围。
[0016]需要说明的是，通过检测灯脚温度T，灯具发光角度x，亮度L，缩放Z，调焦F及其他因素y的多个参数变化，组合成拟合曲线FW(T，X，L，z，f)，FR(T，X，L，z，f)，FG(T，X，L，z，f)，FB(T，X，L，z，f)。
[0017]需要说明的是，通过多次试验分别得出白光，红光，绿光和蓝光在出现灯脚温度T，灯具发光角度x，亮度L，缩放Z，调焦F的多个参数变化时，对整机光斑色温CCT，照度Lux，色彩变化指数CCI，显色指数Ra，红显色指数R9的参数的变化影响曲线，并根据变化曲线关系，最终得出补偿拟合曲线FW(T，X，L，z，f)，FR(T，X，L，z，f)，FG(T，X，L，z，f)，FB(T，X，L，z，f)，再根据拟合曲线FW/FR/FG/FB的参数分别补偿对应的白光，红光，绿光和蓝光，最终实现任意温度、任意角度、任意亮度调节时，CCI、HUE、CTO、CTB的参数恒定不变，或对CCI、HUE、CTO、CTB的参数进行调节。
[0018]需要说明的是，CCI参数调整范围为0.2M－0.6G，HUE参数调整范围为0.2M－0.6G，CTO/CTB参数调整范围为5000－7000K。
[0019]需要说明的是，本专利技术的方法还包括：
[0020]a在其他颜色灯珠不工作的情况下，固定测试距离和光斑直径，测试获取白光LED单独点亮的原始灯具的光学数据，主要参数为照度，显色指数，色温，CCI和DUV；
[0021]b在其他颜色灯珠不工作的情况下，按照步骤a固定测试距离，依次根据温度T，亮度L，调焦F，缩放Z的多个参数的设置值，使用单一变量法，开展测试，其中：
[0022]温度T的测试调节范围30度－80度，每隔5度测试1次数据；
[0023]亮度L的测试调节范围0－255，每隔5个值测试1次数据；
[0024]缩放Z的测试调节范围0－255，每隔5个值测试1次数据，其中调焦F配合缩放Z的变化而调节，确保光斑成像清晰；
[0025]最终获取白光LED单独点亮时灯具随温度T，亮度L，调焦F，缩放Z的多个参数变化的原始灯具光学数据，主要测试记录的参数为照度L本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高亮度同时CCI、HUE、CTO、CTB可调的灯珠阵列，具有LED灯板，其特征在于，在所述LED灯板上混合排列设置有白色LED灯珠与多种的其他颜色灯珠，其中，所述白色LED灯珠的数量占灯珠总数量的75％以上，多种的所述其他颜色灯珠的数量之和占灯珠总量的25％以内；多种的所述其他颜色灯珠以相同颜色呈对称分布，且多种颜色之间依次交替排列；所述白色LED灯珠均匀分布在多种的所述其他颜色灯珠的周围，组合形成所述灯珠阵列。2.根据权利要求1所述的高亮度同时CCI、HUE、CTO、CTB可调的灯珠阵列，其特征在于，多种的所述其他颜色灯珠至少包括绿光LED灯珠或蓝光LED灯珠或红光LED灯珠或黄光LED灯珠或草绿光LED灯珠。3.一种如权利要求1所述的高亮度同时CCI、HUE、CTO、CTB可调的灯珠阵列的控制方法，其特征在于，所述方法包括：S1获取灯具的不同设置状态，至少包括亮度，照射角度，缩放，调焦和灯板关键测温点的温度的多个参数；S2利用步骤S1获得的多个参数调节灯的最佳匹配参数；S3得到不同的调节系数Fx，并通过实验数据曲线拟合的方式，获取调节系数Fx与温度，亮度，照射角度，缩放，调焦等参数的关系，使用控制算法渐进拟合曲线；S4最终实现目标照度变化
±
1％Lux，色温变化
±
50K的多项光学参数的要求，在调节之后，保证重要参数误差小于
±
1％的范围。4.根据权利要求3所述的高亮度同时CCI、HUE、CTO、CTB可调的灯珠阵列的控制方法，其特征在于，通过检测灯脚温度T，灯具发光角度x，亮度L，缩放Z，调焦F及其他因素y的多个参数变化，组合成拟合曲线FW(T，X，L，z，f)，FR(T，X，L，z，f)，FG(T，X，L，z，f)，FB(T，X，L，z，f)。5.根据权利要求3或4所述的高亮度同时CCI、HUE、CTO、CTB可调的灯珠阵列的控制方法，其特征在于，通过多次试验分别得出白光，红光，绿光和蓝光在出现灯脚温度T，灯具发光角度x，亮度L，缩放Z，调焦F的多个参数变化时，对整机光斑色温CCT，照度Lux，色彩变化指数CCI，显色指数Ra，红显色指数R9的参数的变化影响曲线，并根据变化曲线关系，最终得出补偿拟合曲线FW(T，X，L，z，f)，FR(T，X，L，z，f)，FG(T，X，L，z，f)，FB(T，X，L，z，f)，再根据拟合曲线FW/FR/FG/FB的参数分别补偿对应的白光，红光，绿光和蓝光，最终实现任意温度、任意角度、任意亮度调节时，CCI、HUE、CTO、CTB的参数恒定不变，或对CCI、HUE、CTO、CTB的参数进行调节。6.根据权利要求5所述的高亮度同时CCI、HUE、CTO、CTB可调的灯珠阵列的控制方法，其特征在于，CCI参数调整范围为0.2M－0.6G，HUE参数调整范围为0.2M－0.6G，CTO/CTB参数调整范围为5000－7000K。7.根据权利要求5所述的高亮度同时CCI、HUE、CTO、CTB可调的灯珠阵列的控制方法，其特征在于，还包括：a在其他颜色灯珠不工作的情况下，固定测试距离和光斑直径，测试获取白光LED单独点亮的原始灯具的光学数据，主要参数为照度，显色指数，色温，CCI和DU...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈其佑，陈晓文，
申请(专利权)人：广东熠日照明科技有限公司，
类型：发明
国别省市：