光机的配比方法、装置、设备及介质与流程

1.本技术涉及光机光学设计的技术领域，尤其涉及一种光机的配比方法、光机的配比装置、光机的配比设备及计算机可读存储介质。


背景技术：

2.目前，在进行光机的光学设计时，例如ar/vr/投影机的光机设计，对光机的功耗及亮度要求非常严格，希望能在最低的功耗达到最高的亮度。这样的要求可拆分来看，一个是希望光学设计中光学效率越高越好；第二个便是在进行电流配比色坐标时亮度最优。
3.在指定功耗下，rgb电流配比会自由浮动，浮动下的电流要根据白场色坐标计算占空比，即根据浮动电流下的白场色坐标计算占空比时，由于电流是浮动的，所以根据白场色坐标计算得到的占空比也是浮动的，导致rgb占空比也是浮动的。目前的常规手段都是通过试算的方法手动配成指定功耗的电流计算占空比，发现占空比不合适再手动调配电流，以此循环直至电流功耗及色坐标配比均满足要求，得出当前的rgb电流及rgb占空比。但是这样做的问题就是一方面流程繁琐，另一方面是人工手动试出来的结果可能并不是指定功耗下的最大亮度最优解。


技术实现要素：

4.本技术的主要目的在于提供一种光机的配比方法、光机的配比装置、光机的配比设备及计算机可读存储介质，旨在解决难以高效准确确定光机在指定功耗最优亮度下的电流与占空比的配比的技术问题。
5.为实现上述目的，本技术提供一种光机的配比方法，所述方法包括：
6.确定目标函数以及非线性边界条件；其中，所述目标函数为rgb三色的总亮度，所述非线性边界条件包括rgb三色的功耗、根据rgb三色的光通量及占空比求解色坐标的函数、rgb三色的占空比以及电流与自定义变量上下限范围的大小关系；
7.基于所述目标函数和所述非线性边界条件，确定光机在最优功耗和最优亮度下电流与占空比的配比。
8.示例性的，所述确定目标函数的步骤，包括：
9.确定rgb三色的驱动电流；
10.确定不同所述驱动电流下led的发光效率；
11.确定光机中光学系统的rgb三色的光路总效率；
12.确定所述驱动电流所处白平衡下rgb三色的待定占空比；
13.基于所述驱动电流、所述发光效率、所述rgb光路总效率以及所述待定占空比，确定目标函数。
14.示例性的，所述确定所述驱动电流所处白平衡下rgb三色的待定占空比的步骤，包括：
15.rgb三色的待定占空比d(r/g/b)＝t(ψ(r/g/b))；
16.其中，ψ(r/g/b)为rgb三色的光通量，ψ(r/g/b)＝ф(r/g/b)*e(r/g/b)；
17.其中，ф(r/g/b)为rgb三色的发光效率，e(r/g/b)为rgb三色的光路总效率；
18.其中，t函数代表ψ(r/g/b)配比成目标色坐标(x，y)之后所需占空比的计算公式。
19.示例性的，所述确定所述驱动电流所处白平衡下rgb三色的待定占空比的步骤之前，包括：
20.确定rgb三色的色坐标分别为(xr，yr)，(xg，yg)，(xb，yb)；
21.确定rgb三色的亮度分别为ψ(r/g/b)；
22.确定rgb三色混色成所需的目标色坐标为(x,y)；
23.其中，
[0024][0025][0026]
lr＝ψr*dr；lg＝ψg*dg；lb＝ψb*db；
③
[0027]
dr+dg+db＝1；
④
[0028]
联立所述公式
①②③④
，确定rgb三色的待定占空比分别d(r/g/b)。
[0029]
示例性的，所述基于所述驱动电流、所述发光效率、所述rgb光路总效率以及所述待定占空比，确定目标函数的步骤，包括：
[0030]
目标函数max lm＝f2(ir)*er*dr+f2(ig)*eg*dg+f2(ib)*eb*db；
[0031]
其中，f2(ir)为r色的发光效率，ir为r色的驱动电流，er为r色的光路总效率，dr为r色的待定占空比；
[0032]
f2(ig)为g色的发光效率，ig为g色的驱动电流，eg为g色的光路总效率，dg为g色的待定占空比；
[0033]
f2(ib)为b色的发光效率，ib为b色的驱动电流，eb为b色的光路总效率，db为b色的待定占空比；
[0034]
其中，f2为发光效率与电流之间的对应关系。
[0035]
示例性的，所述基于所述驱动电流、所述发光效率、所述rgb光路总效率以及所述待定占空比，确定目标函数的步骤，包括：
[0036]
目标函数max lm＝f2(vr)*er*dr+f2(vg)*eg*dg+f2(vb)*eb*db；
[0037]
其中，f2(vr)为r色的发光效率，vr为r色的电压，er为r色的光路总效率，dr为r色的待定占空比；
[0038]
f2(vg)为g色的发光效率，vg为g色的驱动电流，eg为g色的光路总效率，dg为g色的待定占空比；
[0039]
f2(vb)为b色的发光效率，vb为b色的驱动电流，eb为b色的光路总效率，db为b色的待定占空比；
[0040]
其中，f2为发光效率与电流之间的对应关系；
[0041]
其中，vr＝f1(ir)，vg＝f1(ig)，vb＝f1(ib)，f1为led的电流与电压之间的对应关系。
[0042]
示例性的，所述确定非线性边界条件的步骤，包括：
[0043]
确定非线性边界条件为：
[0044]
i(r)*f1(i(r))*d(r)+i(g)*f1(i(g))*d(g)+i(b)*f1(i(b))*d(b)＝w；
[0045]
t-1
(f2(i(r/g/b)),d(r/g/b))＝(x,y)；
[0046]
d(r)+d(g)+d(b)＝1；
[0047]
p≤s；
[0048]
其中，i(r/g/b)为rgb三色的驱动电流，f1为led的电流与电压之间的对应关系，d(r/g/b)为rgb三色的待定占空比，w为rgb三色的功耗，(x,y)为目标色坐标，t为根据rgb三色的光通量及占空比求解色坐标的函数，p≤s为电流与自定义变量上下限范围s之间的大小关系。
[0049]
本技术还提供一种光机的配比装置，所述装置包括：
[0050]
第一确定模块，用于确定目标函数以及非线性边界条件；其中，所述目标函数为rgb三色的总亮度，所述非线性边界条件包括rgb三色的功耗、根据rgb三色的光通量及占空比求解色坐标的函数、rgb三色的占空比以及电流与自定义变量上下限范围的大小关系；
[0051]
第二确定模块，用于基于所述目标函数和所述非线性边界条件，确定光机在最优功耗和最优亮度下电流与占空比的配比。
[0052]
本技术还提供一种光机的配比设备，所述光机的配比设备包括：存储器、处理器、及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的光机的配比方法的步骤。
[0053]
本技术还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的光机的配比方法的步骤。
[0054]
本技术实施例提出的一种光机的配比方法、光机的配比装置、光机的配比设备及计算机可读存储介质,确定目标函数以及非线性边界条件；其中，所述目标函数为rgb三色的总亮度，所述非线性边界条件包括rgb三色的功耗、根据rgb三色的光通量及占空比求解色坐标的函数、rgb三色的占空比以及电流与自定义变量上下限范围的大小关系；基于所述目标函数和所述非线性边界条件，确定光机在最优功耗和最优亮度下电流与占空比的配比。
[0055]
在本技术中提出一种数学模型方案，将高效准确确定光机在指定功耗最优亮度下的电流与占空比的配比的问题，视为带有约束条件的非线性规划的求解问题进行解决，目的是寻求电流及占空比在目标色坐标下的配比问题：1.以求解系统亮度最大为目标；2.以非线性规划为解决方案目标函数为亮度最大；3.满足边界条件；4.通过限定电流及占空比的变化区间调整所求最大亮度值。从而，准确且高效的计算得到光机指定功耗最优亮度下的电流与占空比的配比。
附图说明
[0056]
图1是本技术实施例方案涉及的硬件运行环境的运行设备的结构示意图；
[0057]
图2为本技术实施例方案涉及的光机的配比方法一实施例的流程示意图；
[0058]
图3为本技术实施例方案涉及的马蹄图1931的示意图；
[0059]
图4为本技术实施例方案涉及的调节模式的示意图；
[0060]
图5为本技术实施例方案涉及的光机的配比装置的示意图。
[0061]
本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0062]
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0063]
参照图1，图1为本技术实施例方案涉及的硬件运行环境的运行设备结构示意图。
[0064]
如图1所示，该运行设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器(central processing unit，cpu)，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(display)、输入单元比如键盘(keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真(wireless-fidelity，wi-fi)接口)。存储器1005可以是高速的随机存取存储器(random access memory，ram)存储器，也可以是稳定的非易失性存储器(non-volatile memory，nvm)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
[0065]
本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对运行设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
[0066]
如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、数据存储模块、网络通信模块、用户接口模块以及计算机程序。
[0067]
在图1所示的运行设备中，网络接口1004主要用于与其他设备进行数据通信；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本技术运行设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在运行设备中，所述运行设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的计算机程序，并执行以下操作：
[0068]
确定目标函数以及非线性边界条件；其中，所述目标函数为rgb三色的总亮度，所述非线性边界条件包括rgb三色的功耗、根据rgb三色的光通量及占空比求解色坐标的函数、rgb三色的占空比以及电流与自定义变量上下限范围的大小关系；
[0069]
基于所述目标函数和所述非线性边界条件，确定光机在最优功耗和最优亮度下电流与占空比的配比。
[0070]
在一实施例中，处理器1001可以调用存储器1005中存储的计算机程序，还执行以下操作：
[0071]
所述确定目标函数的步骤，包括：
[0072]
确定rgb三色的驱动电流；
[0073]
确定不同所述驱动电流下led的发光效率；
[0074]
确定光机中光学系统的rgb三色的光路总效率；
[0075]
确定所述驱动电流所处白平衡下rgb三色的待定占空比；
[0076]
基于所述驱动电流、所述发光效率、所述rgb光路总效率以及所述待定占空比，确定目标函数。
[0077]
在一实施例中，处理器1001可以调用存储器1005中存储的计算机程序，还执行以下操作：
[0078]
所述确定所述驱动电流所处白平衡下rgb三色的待定占空比的步骤，包括：
[0079]
rgb三色的待定占空比d(r/g/b)＝t(ψ(r/g/b))；
[0080]
其中，ψ(r/g/b)为rgb三色的光通量，ψ(r/g/b)＝ф(r/g/b)*e(r/g/b)；
[0081]
其中，ф(r/g/b)为rgb三色的发光效率，e(r/g/b)为rgb三色的光路总效率；
[0082]
其中，t函数代表ψ(r/g/b)配比成目标色坐标(x，y)之后所需占空比的计算公式。
[0083]
在一实施例中，处理器1001可以调用存储器1005中存储的计算机程序，还执行以下操作：
[0084]
所述确定所述驱动电流所处白平衡下rgb三色的待定占空比的步骤之前，包括：
[0085]
确定rgb三色的色坐标分别为(xr，yr)，(xg，yg)，(xb，yb)；
[0086]
确定rgb三色的亮度分别为ψ(r/g/b)；
[0087]
确定rgb三色混色成所需的目标色坐标为(x,y)；
[0088]
其中，
[0089][0090][0091]
lr＝ψr*dr；lg＝ψg*dg；lb＝ψb*db；
③
[0092]
dr+dg+db＝1；
④
[0093]
联立所述公式
①②③④
，确定rgb三色的待定占空比分别d(r/g/b)。
[0094]
在一实施例中，处理器1001可以调用存储器1005中存储的计算机程序，还执行以下操作：
[0095]
所述基于所述驱动电流、所述发光效率、所述rgb光路总效率以及所述待定占空比，确定目标函数的步骤，包括：
[0096]
目标函数max lm＝f2(ir)*er*dr+f2(ig)*eg*dg+f2(ib)*eb*db；
[0097]
其中，f2(ir)为r色的发光效率，ir为r色的驱动电流，er为r色的光路总效率，dr为r色的待定占空比；
[0098]
f2(ig)为g色的发光效率，ig为g色的驱动电流，eg为g色的光路总效率，dg为g色的待定占空比；
[0099]
f2(ib)为b色的发光效率，ib为b色的驱动电流，eb为b色的光路总效率，db为b色的待定占空比；
[0100]
其中，f2为发光效率与电流之间的对应关系。
[0101]
在一实施例中，处理器1001可以调用存储器1005中存储的计算机程序，还执行以下操作：
[0102]
所述基于所述驱动电流、所述发光效率、所述rgb光路总效率以及所述待定占空比，确定目标函数的步骤，包括：
[0103]
目标函数max lm＝f2(vr)*er*dr+f2(vg)*eg*dg+f2(vb)*eb*db；
[0104]
其中，f2(vr)为r色的发光效率，vr为r色的电压，er为r色的光路总效率，dr为r色的待定占空比；
[0105]
f2(vg)为g色的发光效率，vg为g色的驱动电流，eg为g色的光路总效率，dg为g色的
待定占空比；
[0106]
f2(vb)为b色的发光效率，vb为b色的驱动电流，eb为b色的光路总效率，db为b色的待定占空比；
[0107]
其中，f2为发光效率与电流之间的对应关系；
[0108]
其中，vr＝f1(ir)，vg＝f1(ig)，vb＝f1(ib)，f1为led的电流与电压之间的对应关系。
[0109]
在一实施例中，处理器1001可以调用存储器1005中存储的计算机程序，还执行以下操作：
[0110]
所述确定非线性边界条件的步骤，包括：
[0111]
确定非线性边界条件为：
[0112]
i(r)*f1(i(r))*d(r)+i(g)*f1(i(g))*d(g)+i(b)*f1(i(b))*d(b)＝w；
[0113]
t-1
(f2(i(r/g/b)),d(r/g/b))＝(x,y)；
[0114]
d(r)+d(g)+d(b)＝1；
[0115]
p≤s；
[0116]
其中，i(r/g/b)为rgb三色的驱动电流，f1为led的电流与电压之间的对应关系，d(r/g/b)为rgb三色的待定占空比，w为rgb三色的功耗，(x,y)为目标色坐标，t为根据rgb三色的光通量及占空比求解色坐标的函数，p≤s为电流与自定义变量上下限范围s之间的大小关系。
[0117]
本技术实施例提供了一种光机的配比方法，参照图2，在光机的配比方法的一实施例中，所述方法包括：
[0118]
步骤s10，确定目标函数以及非线性边界条件；其中，所述目标函数为rgb三色的总亮度，所述非线性边界条件包括rgb三色的功耗、根据rgb三色的光通量及占空比求解色坐标的函数、rgb三色的占空比以及电流与自定义变量上下限范围的大小关系。
[0119]
目前，为了定性的描述颜色，因此定制了色坐标空间，用(x，y)来描述颜色。led光源投影机的光源是红绿蓝三基色led，三色led的色坐标如图3所示，在三个顶点组成的三角形内的颜色都可以由这三基色的光通过适当比例的混合而得到。由于led和系统的差异性，默认一样的设置下，白色的色坐标偏差较大因此要调整一下红绿蓝的比例使得各台光机的白场颜色接近一致(色坐标相近)。调整比例有两种方式：1.调整红绿蓝光源打开的时间比例(模式设置)，2.调整红绿蓝光源的强度(电流调整)。参照图4，在普通模式下，红绿蓝是分时打开的，.95的光机里预置了几种普通模式，每种模式的红绿蓝打开的时间比例不同。选定合适的模式(rgb打升的时间比例)后，在进一步调整rgb的光强(三色电流值)来调整白场色坐标到目标值。
[0120]
在本实施例中设计的光机是指led光源投影机，占空比是指led一个周期内rgb循环点亮时间的占比。
[0121]
步骤s20，基于所述目标函数和所述非线性边界条件，确定光机在最优功耗和最优亮度下电流与占空比的配比。
[0122]
在本实施例中，确定目标函数：rgb三色的总亮度，并确定非线性边界条件：rgb三色的功耗、根据rgb三色的光通量及占空比求解色坐标的函数、rgb三色的占空比以及电流与自定义变量上下限范围的大小关系。通过目标函数和非线性边界条件确定光机在最优功
耗和最优亮度下电流与占空比的配比。
[0123]
在本实施例中，确定目标函数以及非线性边界条件；其中，所述目标函数为rgb三色的总亮度，所述非线性边界条件包括rgb三色的功耗、根据rgb三色的光通量及占空比求解色坐标的函数、rgb三色的占空比以及电流与自定义变量上下限范围的大小关系；基于所述目标函数和所述非线性边界条件，确定光机在最优功耗和最优亮度下电流与占空比的配比。
[0124]
在本实施例中提出一种数学模型方案，将高效准确确定光机在指定功耗最优亮度下的电流与占空比的配比的问题，视为带有约束条件的非线性规划的求解问题进行解决，目的是寻求电流及占空比在目标色坐标下的配比问题：1.以求解系统亮度最大为目标；2.以非线性规划为解决方案目标函数为亮度最大；3.满足边界条件；4.通过限定电流及占空比的变化区间调整所求最大亮度值。从而，准确且高效的计算得到光机指定功耗最优亮度下的电流与占空比的配比。
[0125]
本技术实施例提供了一种光机的配比方法，在光机的配比方法的另一实施例中，所述确定目标函数的步骤，包括：
[0126]
确定rgb三色的驱动电流；
[0127]
确定不同所述驱动电流下led的发光效率；
[0128]
确定光机中光学系统的rgb三色的光路总效率；
[0129]
确定所述驱动电流所处白平衡下rgb三色的待定占空比；
[0130]
基于所述驱动电流、所述发光效率、所述rgb光路总效率以及所述待定占空比，确定目标函数。
[0131]
在确定目标函数时，确定rgb三色led的驱动电流为ir/ig/ib，确定不同驱动电流下led的发光效率(也是发光亮度)ф(r/g/b)，即фr/фg/фb，确定光机中光学系统的rgb三色的光路总效率er/eg/eb，确定驱动电流所处白平衡下rgb三色的待定占空比dr/dg/db，基于驱动电流ir/ig/ib、发光效率фr/фg/фb、rgb光路总效率er/eg/eb(包括几何效率及透过率等)以及待定占空比dr/dg/db，确定目标函数max lm。
[0132]
示例性的，所述确定所述驱动电流所处白平衡下rgb三色的待定占空比的步骤，包括：
[0133]
rgb三色的待定占空比d(r/g/b)＝t(ψ(r/g/b))；
[0134]
其中，ψ(r/g/b)为rgb三色的光通量，ψ(r/g/b)＝ф(r/g/b)*e(r/g/b)；
[0135]
其中，ф(r/g/b)为rgb三色的发光效率，e(r/g/b)为rgb三色的光路总效率；
[0136]
其中，t函数代表ψ(r/g/b)配比成目标色坐标(x，y)之后所需占空比的计算公式。
[0137]
在确定驱动电流所处白平衡下rgb三色的待定占空比dr/dg/db时，基于ψ(r/g/b)配比成目标色坐标(x，y)之后所需占空比的计算公式，即基于t函数确定rgb三色的待定占空比d(r/g/b)＝t(ψ(r/g/b))。
[0138]
也就是说，假定光机中光学系统的rgb光路总效率为er/eg/eb，则在指定电流ir/ig/ib下，led光通量经过光学系统下的rgb光通量分别为ψr/g/b＝фr/g/b*er/g/b，当前电流下的白平衡下(色坐标为x,y)的占空比dr/g/b＝t(ψr/g/b)。
[0139]
示例性的，所述确定所述驱动电流所处白平衡下rgb三色的待定占空比的步骤之前，包括：
[0140]
确定rgb三色的色坐标分别为(xr，yr)，(xg，yg)，(xb，yb)；
[0141]
确定rgb三色的亮度分别为ψ(r/g/b)；
[0142]
确定rgb三色混色成所需的目标色坐标为(x,y)；
[0143]
其中，
[0144][0145][0146]
lr＝ψr*dr；lg＝ψg*dg；lb＝ψb*db；
③
[0147]
dr+dg+db＝1；
④
[0148]
联立所述公式
①②③④
，确定rgb三色的待定占空比分别d(r/g/b)。
[0149]
在本实施例中，通过说明t函数的由来，对t函数进行解释。
[0150]
当红、绿、蓝三色光的色坐标分别为(xr，yr)，(xg，yg)，(xb，yb)时，rgb亮度分别为ψ(r/g/b)，rgb三色混色成所需目标色坐标为(x,y)，此时，存在公式
①②③④
的等式。也就是说，当rgb色坐标和目标色坐标及rgb通过光学系统的亮度确定时，可通过t函数(公式
①②③④
)求出rgb占空比。其中，lr，lg，lb分别为rgb三色的亮度。
[0151]
示例性的，所述基于所述驱动电流、所述发光效率、所述rgb光路总效率以及所述待定占空比，确定目标函数的步骤，包括：
[0152]
目标函数max lm＝f2(ir)*er*dr+f2(ig)*eg*dg+f2(ib)*eb*db；
[0153]
其中，f2(ir)为r色的发光效率，ir为r色的驱动电流，er为r色的光路总效率，dr为r色的待定占空比；
[0154]
f2(ig)为g色的发光效率，ig为g色的驱动电流，eg为g色的光路总效率，dg为g色的待定占空比；
[0155]
f2(ib)为b色的发光效率，ib为b色的驱动电流，eb为b色的光路总效率，db为b色的待定占空比；
[0156]
其中，f2为发光效率与电流之间的对应关系。
[0157]
在基于驱动电流、发光效率、rgb光路总效率以及待定占空比确定目标函数时，目标函数max lm中的f2为发光效率与电流之间的对应关系，不同电流下led的发光效率与电流i与电压v存在非线性关系，一般可由led规格书实测曲线找到对应关系，ф(r/g/b)＝f2(i(r/g/b))。因此，可以确定目标函数max lm＝f2(ir)*er*dr+f2(ig)*eg*dg+f2(ib)*eb*db。其中，目标函数max lm＝ψr+ψg+ψb，ψr＝f2(ir)*er*dr，ψg＝f2(ig)*eg*dg，ψb＝f2(ib)*eb*db。
[0158]
示例性的，所述基于所述驱动电流、所述发光效率、所述rgb光路总效率以及所述待定占空比，确定目标函数的步骤，包括：
[0159]
目标函数max lm＝f2(vr)*er*dr+f2(vg)*eg*dg+f2(vb)*eb*db；
[0160]
其中，f2(vr)为r色的发光效率，vr为r色的电压，er为r色的光路总效率，dr为r色的待定占空比；
[0161]
f2(vg)为g色的发光效率，vg为g色的驱动电流，eg为g色的光路总效率，dg为g色的
待定占空比；
[0162]
f2(vb)为b色的发光效率，vb为b色的驱动电流，eb为b色的光路总效率，db为b色的待定占空比；
[0163]
其中，f2为发光效率与电流之间的对应关系；
[0164]
其中，vr＝f1(ir)，vg＝f1(ig)，vb＝f1(ib)，f1为led的电流与电压之间的对应关系。
[0165]
在基于驱动电流、发光效率、rgb光路总效率以及待定占空比确定目标函数时，目标函数max lm中的f2为发光效率与电流之间的对应关系，不同电流下led的发光效率与电流i与电压v存在非线性关系，一般可由led规格书实测曲线找到对应关系，ф(r/g/b)＝f2(i(r/g/b))。另外，f1为led的电流与电压之间的对应关系，在一实施例中，f1为电阻和热效应等相关的实测曲线。另外，rgb led的驱动电流为ir/ig/ib，对应电压为vr/vg/vb，led电流i与电压v存在非线性关系，一般可由led规格书实测曲线找到对应关系，即v(r/g/b)＝f1(i(i/g/b))。因此，可以确定目标函数max lm＝f2(vr)*er*dr+f2(vg)*eg*dg+f2(vb)*eb*db。
[0166]
本技术实施例提供了一种光机的配比方法，在光机的配比方法的另一实施例中，所述确定非线性边界条件的步骤，包括：
[0167]
确定非线性边界条件为：
[0168]
i(r)*f1(i(r))*d(r)+i(g)*f1(i(g))*d(g)+i(b)*f1(i(b))*d(b)＝w；
[0169]
t-1
(f2(i(r/g/b)),d(r/g/b))＝(x,y)；
[0170]
d(r)+d(g)+d(b)＝1；
[0171]
p≤s；
[0172]
其中，i(r/g/b)为rgb三色的驱动电流，f1为led的电流与电压之间的对应关系，d(r/g/b)为rgb三色的待定占空比，w为rgb三色的功耗，(x,y)为目标色坐标，t为根据rgb三色的光通量及占空比求解色坐标的函数，p≤s为自定义变量与自定义变量上下限范围s之间的大小关系。
[0173]
在当rgb色坐标和目标色坐标及rgb通过光学系统的亮度确定、通过t函数(公式
①②③④
)求出rgb占空比时，此时led功耗w为ir*vr*dr+ig*vg*dg+ib*vb*db。
[0174]
而当led功耗指定时，此时ir/ig/ib为自变量，浮动变量vr/vg/vb为f1(ir)/f1(ig)/f1(ib)，浮动变量фr/фg/фb为f2(ir)/f2(ig)/f2(ib)，浮动变量dr/dg/db为t(f2(ir)*er)/t(f2(ig)*eg)/t(f2(ib)*eb)，因变量为总亮度lm＝f2(ir)*er*dr+f2(ig)*eg*dg+f2(ib)*eb*db＝f2(ir)*er*t(f2(ir)*er)+f2(ig)*eg*t(f2(ig)*eg)+f2(ib)*eb*t(f2(ib)*eb)。
[0175]
因此，本技术面对的技术问题变成了求解总亮度lm最大值的数学问题，但是由于该式中t函数关系本身需要求解(上述步骤对t函数的解释中的i(r，g，b)为手动固定量，此时为自变量)，导致整个解析式非常复杂无法直接求出该式最值。
[0176]
目前对该问题的解析常采用手动分析解决，即lm～tf(i(r/g/b))，其中，tf为手动固定i(r，g，b)正向计算时的函数关系，理论上可通过每次改变i的电流值去求解lm，并分析限制条件功耗w为ir*vr*dr+ig*vg*dg+ib*vb*db是否满足要求，但这样做的弊端是a.需要同时分析占空比是否超出合理范围；b.很难确定lm～fm(i)中所求的值是否为非线性函数
在电流i取值范围内的极大值。其中，fm为不限定参数是否固定时，反推计算的函数关系。
[0177]
因此，在本实施例中，提出另一个解决思路：将该问题看成一个带有约束条件的非线性规划问题，求取非线性函数fm的极值。确定的目标函数max lm为：f2(ir)*er*dr+f2(ig)*eg*dg+f2(ib)*eb*db；确定的非线性边界条件为：i(r)*f1(i(r))*d(r)+i(g)*f1(i(g))*d(g)+i(b)*f1(i(b))*d(b)＝w；t-1
(f2(i(r/g/b)),d(r/g/b))＝(x,y)；d(r)+d(g)+d(b)＝1；p≤s。其中，令ir＝p(1),ig＝p(2),ib＝p(3),dr＝p(4),dg＝p(5),db＝p(6),即有目标函数：
[0178]
max lm＝f2(p(1))*er*p(4)+f2(p(2))*eg*p(5)+f2(p(3))*eb*p(6)；
[0179]
非线性边界条件：
[0180]
p(1)*f1(p(1))*p(4)+p(2)*f1(p(2))*p(5)+p(3)*f1(p(3))*p(6)＝w；
[0181]
t-1
(f2(p(1)/p(2)/p(3)),p(4),p(5),p(6))＝(x,y)；
[0182]
p(4)+p(5)+p(6)＝1；
[0183]
其中，t-1
表示t函数的逆过程，即根据光通量及占空比求解色坐标；s为自定义变量p(1)至p(6)的上下限范围；占空比可视实际情况设为1或小于1。
[0184]
此时，该问题为求解非线性函数lm在边界条件下最大值时的i值，求解过程既高效又能保证函数最大值的真实性。
[0185]
其中，目标色坐标不仅限于白平衡，可设定任意色坐标。
[0186]
在一应用场景中，光机条件如下：
[0187]
rledfsi＝22.5；％led规格书中标准电流下r光通量/1m
[0188]
gledfsi＝76.5；
[0189]
bledfsi＝7.96；
[0190]
rtemp_coeff＝0.82；％led规格书中r温度流明系数
[0191]
gtemp_coeff＝0.95；
[0192]
btemp_coeff＝0.98；
[0193]
roptics_coeff＝0.05195；％r光学效率(包括几何效率及总镜片透过率)
[0194]
coptics_coeff＝0.05499；
[0195]
boptics coeff＝0.04704；
[0196]
r_x＝0.68741；％rled_x色坐标(最好是经过光学系统后实际单场色坐标)
[0197]
r_y＝0.31238；％rled_x色坐标(最好是经过光学系统后实际单场色坐标)
[0198]
g_x＝0.16570；
[0199]
g_y＝0.73627；
[0200]
b_x＝0.15267；
[0201]
b_y＝0.02583；
[0202]
w_x＝0.313；％日标白场x色坐标
[0203]
w_y＝0.329；％日标白场y色坐标
[0204]
求解的目标及条件如下：
[0205]
ledw＝0.56；％期望的led功耗/w
[0206]
reduty＝1；％可视blanktime要求，reduty是否等于1或小于1
[0207]
i的限制条件为{(0-1),(0-1),(0-1),(0.19-0.4),(0.19-0.4),(0.19-0.4)}
[0208]
求解结果如下：
[0209]
led功耗0.56w时jrgb电流分配为：0.22711a/0.1235a/0.12421a；
[0210]
led功耗0.56w时jrgb占空比分配为：39.9993％/39.9997％/20.0009％；
[0211]
led功耗0.56w时最优(此配比)亮度为：2.11281m。
[0212]
参照图5，此外，本技术实施例还提供一种光机的配比装置，所述光机的配比装置包括：
[0213]
第一确定模块m1，用于确定目标函数以及非线性边界条件；其中，所述目标函数为rgb三色的总亮度，所述非线性边界条件包括rgb三色的功耗、根据rgb三色的光通量及占空比求解色坐标的函数、rgb三色的占空比以及电流与自定义变量上下限范围的大小关系；
[0214]
第二确定模块m2，用于基于所述目标函数和所述非线性边界条件，确定光机在最优功耗和最优亮度下电流与占空比的配比。
[0215]
示例性的，所述第一确定模块还用于：
[0216]
确定rgb三色的驱动电流；
[0217]
确定不同所述驱动电流下led的发光效率；
[0218]
确定光机中光学系统的rgb三色的光路总效率；
[0219]
确定所述驱动电流所处白平衡下rgb三色的待定占空比；
[0220]
基于所述驱动电流、所述发光效率、所述rgb光路总效率以及所述待定占空比，确定目标函数。
[0221]
示例性的，所述第一确定模块还用于：
[0222]
rgb三色的待定占空比d(r/g/b)＝t(ψ(r/g/b))；
[0223]
其中，ψ(r/g/b)为rgb三色的光通量，ψ(r/g/b)＝ф(r/g/b)*e(r/g/b)；
[0224]
其中，ф(r/g/b)为rgb三色的发光效率，e(r/g/b)为rgb三色的光路总效率；
[0225]
其中，t函数代表ψ(r/g/b)配比成目标色坐标(x，y)之后所需占空比的计算公式。
[0226]
示例性的，所述第一确定模块还用于：
[0227]
确定rgb三色的色坐标分别为(xr，yr)，(xg，yg)，(xb，yb)；
[0228]
确定rgb三色的亮度分别为ψ(r/g/b)；
[0229]
确定rgb三色混色成所需的目标色坐标为(x,y)；
[0230]
其中，
[0231][0232][0233]
lr＝ψr*dr；lg＝ψg*dg；lb＝ψb*db；
③
[0234]
dr+dg+db＝1；
④
[0235]
联立所述公式
①②③④
，确定rgb三色的待定占空比分别d(r/g/b)。
[0236]
示例性的，所述第一确定模块还用于：
[0237]
目标函数max lm＝f2(ir)*er*dr+f2(ig)*eg*dg+f2(ib)*eb*db；
[0238]
其中，f2(ir)为r色的发光效率，ir为r色的驱动电流，er为r色的光路总效率，dr为
r色的待定占空比；
[0239]
f2(ig)为g色的发光效率，ig为g色的驱动电流，eg为g色的光路总效率，dg为g色的待定占空比；
[0240]
f2(ib)为b色的发光效率，ib为b色的驱动电流，eb为b色的光路总效率，db为b色的待定占空比；
[0241]
其中，f2为发光效率与电流之间的对应关系。
[0242]
示例性的，所述第一确定模块还用于：
[0243]
目标函数max lm＝f2(vr)*er*dr+f2(vg)*eg*dg+f2(vb)*eb*db；
[0244]
其中，f2(vr)为r色的发光效率，vr为r色的电压，er为r色的光路总效率，dr为r色的待定占空比；
[0245]
f2(vg)为g色的发光效率，vg为g色的驱动电流，eg为g色的光路总效率，dg为g色的待定占空比；
[0246]
f2(vb)为b色的发光效率，vb为b色的驱动电流，eb为b色的光路总效率，db为b色的待定占空比；
[0247]
其中，f2为发光效率与电流之间的对应关系；
[0248]
其中，vr＝f1(ir)，vg＝f1(ig)，vb＝f1(ib)，f1为led的电流与电压之间的对应关系。
[0249]
示例性的，所述第一确定模块还用于：
[0250]
确定非线性边界条件为：
[0251]
i(r)*f1(i(r))*d(r)+i(g)*f1(i(g))*d(g)+i(b)*f1(i(b))*d(b)＝w；
[0252]
t-1
(f2(i(r/g/b)),d(r/g/b))＝(x,y)；
[0253]
d(r)+d(g)+d(b)＝1；
[0254]
p≤s；
[0255]
其中，i(r/g/b)为rgb三色的驱动电流，f1为led的电流与电压之间的对应关系，d(r/g/b)为rgb三色的待定占空比，w为rgb三色的功耗，(x,y)为目标色坐标，t为根据rgb三色的光通量及占空比求解色坐标的函数，p≤s为电流与自定义变量上下限范围s之间的大小关系。
[0256]
本技术提供的光机的配比装置，采用上述实施例中的光机的配比方法，解决难以高效准确确定光机在指定功耗最优亮度下的电流与占空比的配比的技术问题。与常规技术相比，本技术实施例提供的光机的配比装置的有益效果与上述实施例提供的光机的配比方法的有益效果相同，且光机的配比装置中的其他技术特征与上述实施例方法公开的特征相同，在此不做赘述。
[0257]
此外，本技术实施例还提供一种光机的配比设备，所述光机的配比设备包括：存储器、处理器、及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的光机的配比方法的步骤。
[0258]
此外，本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的光机的配比方法的步骤。
[0259]
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排
他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
[0260]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对常规技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述的方法。
[0261]
以上仅为本技术的优选实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种光机的配比方法，其特征在于，所述方法包括：确定目标函数以及非线性边界条件；其中，所述目标函数为rgb三色的总亮度，所述非线性边界条件包括rgb三色的功耗、根据rgb三色的光通量及占空比求解色坐标的函数、rgb三色的占空比以及电流与自定义变量上下限范围的大小关系；基于所述目标函数和所述非线性边界条件，确定光机在最优功耗和最优亮度下电流与占空比的配比。2.如权利要求1所述的光机的配比方法，其特征在于，所述确定目标函数的步骤，包括：确定rgb三色的驱动电流；确定不同所述驱动电流下led的发光效率；确定光机中光学系统的rgb三色的光路总效率；确定所述驱动电流所处白平衡下rgb三色的待定占空比；基于所述驱动电流、所述发光效率、所述rgb光路总效率以及所述待定占空比，确定目标函数。3.如权利要求2所述的光机的配比方法，其特征在于，所述确定所述驱动电流所处白平衡下rgb三色的待定占空比的步骤，包括：rgb三色的待定占空比d(r/g/b)＝t(ψ(r/g/b))；其中，ψ(r/g/b)为rgb三色的光通量，ψ(r/g/b)＝ф(r/g/b)*e(r/g/b)；其中，ф(r/g/b)为rgb三色的发光效率，e(r/g/b)为rgb三色的光路总效率；其中，t函数代表ψ(r/g/b)配比成目标色坐标(x，y)之后所需占空比的计算公式。4.如权利要求3所述的光机的配比方法，其特征在于，所述确定所述驱动电流所处白平衡下rgb三色的待定占空比的步骤之前，包括：确定rgb三色的色坐标分别为(x
r
，y
r
)，(x
g
，y
g
)，(x
b
，y
b
)；确定rgb三色的亮度分别为ψ(r/g/b)；确定rgb三色混色成所需的目标色坐标为(x,y)；其中，其中，lr＝ψr*dr；lg＝ψg*dg；lb＝ψb*db；
③
dr+dg+db＝1；
④
联立所述公式
①②③④
，确定rgb三色的待定占空比分别d(r/g/b)。5.如权利要求2所述的光机的配比方法，其特征在于，所述基于所述驱动电流、所述发光效率、所述rgb光路总效率以及所述待定占空比，确定目标函数的步骤，包括：目标函数max lm＝f2(ir)*er*dr+f2(ig)*eg*dg+f2(ib)*eb*db；其中，f2(ir)为r色的发光效率，ir为r色的驱动电流，er为r色的光路总效率，dr为r色的待定占空比；f2(ig)为g色的发光效率，ig为g色的驱动电流，eg为g色的光路总效率，dg为g色的待定
占空比；f2(ib)为b色的发光效率，ib为b色的驱动电流，eb为b色的光路总效率，db为b色的待定占空比；其中，f2为发光效率与电流之间的对应关系。6.如权利要求2所述的光机的配比方法，其特征在于，所述基于所述驱动电流、所述发光效率、所述rgb光路总效率以及所述待定占空比，确定目标函数的步骤，包括：目标函数max lm＝f2(vr)*er*dr+f2(vg)*eg*dg+f2(vb)*eb*db；其中，f2(vr)为r色的发光效率，vr为r色的电压，er为r色的光路总效率，dr为r色的待定占空比；f2(vg)为g色的发光效率，vg为g色的驱动电流，eg为g色的光路总效率，dg为g色的待定占空比；f2(vb)为b色的发光效率，vb为b色的驱动电流，eb为b色的光路总效率，db为b色的待定占空比；其中，f2为发光效率与电流之间的对应关系；其中，vr＝f1(ir)，vg＝f1(ig)，vb＝f1(ib)，f1为led的电流与电压之间的对应关系。7.如权利要求1所述的光机的配比方法，其特征在于，所述确定非线性边界条件的步骤，包括：确定非线性边界条件为：i(r)*f1(i(r))*d(r)+i(g)*f1(i(g))*d(g)+i(b)*f1(i(b))*d(b)＝w；t-1
(f2(i(r/g/b)),d(r/g/b))＝(x,y)；d(r)+d(g)+d(b)＝1；p≤s；其中，i(r/g/b)为rgb三色的驱动电流，f1为led的电流与电压之间的对应关系，d(r/g/b)为rgb三色的待定占空比，w为rgb三色的功耗，(x,y)为目标色坐标，t为根据rgb三色的光通量及占空比求解色坐标的函数，p≤s为电流与自定义变量上下限范围s之间的大小关系。8.一种光机的配比装置，其特征在于，所述装置包括：第一确定模块，用于确定目标函数以及非线性边界条件；其中，所述目标函数为rgb三色的总亮度，所述非线性边界条件包括rgb三色的功耗、根据rgb三色的光通量及占空比求解色坐标的函数、rgb三色的占空比以及电流与自定义变量上下限范围的大小关系；第二确定模块，用于基于所述目标函数和所述非线性边界条件，确定光机在最优功耗和最优亮度下电流与占空比的配比。9.一种光机的配比设备，其特征在于，所述光机的配比设备包括：存储器、处理器、及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的光机的配比方法的步骤。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的光机的配比方法的步骤。

技术总结
本申请公开了一种光机的配比方法、装置、设备及介质，属于光机光学设计的技术领域。在本申请中提出一种数学模型方案，将高效准确确定光机在指定功耗最优亮度下的电流与占空比的配比的问题，视为带有约束条件的非线性规划的求解问题进行解决，目的是寻求电流及占空比在目标色坐标下的配比问题：1.以求解系统亮度最大为目标；2.以非线性规划为解决方案目标函数为亮度最大；3.满足边界条件；4.通过限定电流及占空比的变化区间调整所求最大亮度值。从而，准确且高效的计算得到光机指定功耗最优亮度下的电流与占空比的配比。度下的电流与占空比的配比。度下的电流与占空比的配比。


技术研发人员：丁磊 郭恒琳
受保护的技术使用者：歌尔光学科技有限公司
技术研发日：2023.05.31
技术公布日：2023/9/23