随着人们对于汽车个性化、舒适性的要求逐渐提高,可无极调光调色的汽车内饰氛围灯逐渐成为一种新的趋势。随着汽车级RGB单封装LED的出现,RGB氛围灯的设计也变得越来越灵活,比采用三颗R、G、B不同颜色的汽车级LED颗粒,更节省车内有限的宝贵空间。
但由于汽车内饰背光及其氛围灯对于颜色和亮度一致性要求很高,颜色一致性的控制成为RGB氛围灯的应用难点:
▶ LED分bin之后光色仍然存在一致性问题,要求更细的分bin会造成更高的成本。
▶ 虽然经过了分BIN,但当氛围灯采取RGB混光的方式实现多种颜色的显示时,RGB三种LED各自BIN内差异在混光后被进一步放大,导致最终同一批产品的亮度和颜色存在明显的差异,降低了用户的体验。
▶ 由于氛围灯的安装位置和工作温度各不相同,RGB中任何一个的颜色或亮度的变化都会引起最终混光的颜色和亮度变化。
RGB调光的原理主要基于国际照明委员会的CIE XYZ表色系统和混色原理。
人眼解剖结构表明,对颜色的感知,主要由视锥细胞完成,视锥细胞主要对三种波长敏感,即短(S, 420-440nm)、中(M, 530-540nm)和长(L, 560-580nm)三种波长敏感,视杆细胞只对光强敏感。颜色由其光的波长(或频率)唯一定义,也就是,一种波不可能由其他波组合出来,因为不可能用多种波长合成一种波长,而人的感官细胞会产生一种错觉,即几种波的混合刺激等效于另一种波的单独刺激,也就是说平时看到的颜色并不一定是真实的颜色。因为上述现象的存在,科学家设计了一个实验,首先选定三种颜色作为基础颜色,将其混合,通过调整其混合比例和强度(三种波长),来和另外的纯色(单一波长),当观察者感觉两种结构的效果相同时,记录下混合的比例,这样我们就可以用三种颜色来达成另外一种颜色,这就是CIE RGB表色系统,如图所示。
X=0、490R+0、310G+0、200B
Y=0、177R+0、812G+0、011B (1)
Z=0、010G+0、990B
这就是CIE XYZ表色系统,色坐标xy定义为
x = X/(X+Y+Z)
y = Y/(X+Y+Z) (2)
由此可以画出CIE 1931色度图
在氛围灯中采用RGB混光时,对于已知的氛围灯结构和材料,目标颜色的色坐标是已知的,目标颜色的亮度由耦合进入导光条的光通量决定。只要测得RGB三种LED的光通量和色坐标,则方程组(3)有三个方程和三个未知数Dr、Dg和Db,可以求得唯一的一组解。