【技術文章】 RGB調光反饋檢測系統原理

隨著汽車內飾需求多樣化、個性化，越來越多的發光元件被用于在汽車內飾照明。LED光源在內飾色彩照明中發揮了巨大的作用，LED光源不僅體積小，發光效率高，而且通過脈沖寬度調制（PWM）調光，可以實現光強和顏色可調以滿足不同需求下的動態照明。PWM調光是使開光電路在遠高于人眼辨識能力的頻率下工作，通過改變周期和占空比來改變輸出的電流平均值。相較模擬調光，PWM調光技術不僅驅動效率高，顏色穩定等優點，更為精確顏色控制提供了可能性。

在我們前期的介紹中，詳細介紹過因為LED生產制造、點亮環境等諸多因素影響，會造成LED發光不穩定、顏色發生漂移和改變等。本文會介紹通過PWM方法對LED進行RGB調光的原理及RGB調光反饋系統。

根據色度學理論，在CIE色品圖上，兩種顏色混合相加后，產生的第三種顏色，總是在這兩種顏色連接的直線上。如下圖所示，紅光和藍光混合可以得到中間色P，根據格拉斯曼混色原理可知，P在R、B連線上的具體位置由R和B的混合比例來確定。同理，可以再利用中間色P與G混合出目標色M。所以三角形RGB內所包含的顏色都可以通過精確控制R、G、B的不同比例來達到。

使用PWM驅動的LED光源，通過改變PWM的占空比，可以實現色品坐標基本不發生變化，而線性的改變光通量的方式，實現不同顏色的調光。可以近似的認為光通量與占空比成正比函數關系，結合格拉斯曼顏色混合定律有：

并將色品坐標作為唯一的因素，通過變換，可以得的：

在PWM調光中，將上式建立的色品坐標與占空比的函數關系，作為調光調色的理論基礎。

但在實際調光中，因為LED節溫和光通量變化，對R、G、B色坐標影響不可忽略，這些調光中的細節都需要合理的模型提供相應的補償。

RGB調光反饋系統

通過高精度光學探頭，采集LED在不同單色點亮時的光學狀態，并利用實驗數據對比，計算合理的調光參數。通過LIN通訊將參數寫入到MCU芯片內部，完成整個調光過程。主要過程入下：

在實際生產過程中，為了達到更好的質量品控管理，會在參數寫入后，增加混色光的點亮和復測，如下圖。并對復測色號與標準值進行對比，計算調光階數。通常人眼可分辨的顏色差異的最大階數是7階，當調光階數小于7階時，人眼對顏色差異就無法分辨。

通過RGB調光反饋系統，將準確的R、G、B參數永久存入芯片，在點亮不同顏色時，MUC內部會實時計算PWM值，實現精確動態調光。經過檢測系統校準后，可以將不同bin的LED最終調光色差控制在5階以內，以滿足后續總成調光一致性的需求。下圖為檢測系統正在讀取LED顏色狀態：

通過RGB調光反饋檢測系統，并使用優異的補償算法，在實際生產中，兼顧生產節拍和調光精度，可將混光調光精度控制在7階以內。并采用復測色號的生產檢測模式，可有效提高產品質量，助力產品高品質發展。

針對RGB光源光色不一致的問題，上海復瞻智能科技有限公司開發了RGB調光校準系統。該設備針對RGB PCBA、LED模組等部件，通過定制化的多通道光色采集系統，實現RGB LED光色數據的準確捕捉，根據客戶目標顏色配方自動生成校正系數并寫入LED的驅動芯片之中，保證LED 發光部件最終出光的光色一致。另外，上海復瞻獨有的溫度校正功能，能夠保證校正后的LED在不同工作溫度下，保持光色與目標一致。

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