基于多色光源配色的電子色卡的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種基于多色光源配色的電子色卡，為手持設備，PC機通過USB接口與控制板連接，通過控制板上串口通信接口接串口通信電路，將目標光源的RGB值送入控制板中主控芯片，或者通過控制面板設定的RGB值送入控制板中主控芯片，設定值顯示在顯示屏上，主控芯片處理數據后，輸出目標光源三基色所需的占空比值D1、D2、D3到驅動芯片，驅動芯片驅動三基色光源工作，燈光通過光源鏡面透出作為配色后的電子色卡。使用LED燈組作為電子色卡的配色光源，通過調節基色光源的混合占空比來輸出相應顏色的光源，并具有體積小，功耗小，易攜帶的優勢，解決了傳統色卡易磨損、退色的問題，顏色更加豐富和精確，大大擴展了傳統色卡的顏色范圍。
【專利說明】
基于多色光源配色的電子色卡
技術領域
[0001] 本發明涉及一種電子色卡，特別涉及一種基于多色光源配色的電子色卡。
【背景技術】
[0002] 色卡是自然界存在的顏色在某種材質（如：紙、面料、塑膠等）上的體現，用于色彩 選擇、比對、溝通，是色彩實現在一定范圍內統一標準的工具。色卡目前廣泛用于時尚配件、 家居擺設、化妝品、工業產品、涂料、室內裝潢及其他行業。色卡的使用可以保證在產品開發 的每一階段都進行正確的色彩溝通及確保質量。傳統色卡的制作對色板的要求較高，色板 質量的不穩定會影響色卡的精度，從而導致制作的色卡與理想色卡存在誤差。而對于一些 制作精美的色卡，我們也無法保證在日常反復使用中不會產生物理磨損，甚至在較為嚴重 的情況下還會出現色卡脫漆、褪色的現象，從而導致色卡產生偏差和色卡殘缺等問題，繼而 影響后續使用。因此用戶迫切需要一種具有較高精度、耐磨損色卡。

【發明內容】

[0003] 本發明是針對傳統色卡易磨損、退色的問題，提出了一種基于多色光源配色的電 子色卡，保持了傳統色卡的優點、科學性以及色卡顏色表現范圍，采用色彩原理和電子電路 原理，以光源的形式表現傳統色卡的顏色，使得電子色卡體積小巧、便于攜帶，具有普遍適 用性，且觀色更佳。
[0004] 本發明的技術方案為:一種基于多色光源配色的電子色卡，為手持設備，包括前端 的光源鏡面、中間的顯示屏、帶按鍵的控制面板，內部的控制板，底部有USB接口、電源插孔、 電源開關及背部用于裝干電池的電池槽，PC機通過USB接口與控制板連接，通過控制板上串 口通信接口接串口通信電路，將目標光源的RGB值送入控制板中主控芯片，或者通過控制面 板設定目標光源的RGB值送入控制板中主控芯片，設定值顯示在顯示屏上，主控芯片處理數 據后，輸出目標光源三基色所需的占空比值D1、D2、D3到驅動芯片，驅動芯片驅動三基色光 源工作，燈光通過光源鏡面透出作為配色后的電子色卡。
[0005] 所述主控芯片采用LPC1517JBD64,驅動芯片采用TLC59282,主控芯片與驅動芯片 之間采用SPI通信方式。
[0006] 所述三基色光源設有3的倍數個LED燈珠，LED燈珠以陣列方式呈圓形排布。
[0007] 所述驅動芯片采用三片TLC59282芯片，每一片芯片控制一路基色光源，三基色光 源對應三片芯片，采用三路獨立調光，保證各路光源的調節互不干擾。
[0008] 所述三路調光的PWM信號的頻率不低于5KHZ。
[0009]所述主控芯片接收到目標光源的RGB值之后，先將RGB值轉換成三刺激值，再根據 格拉斯曼顏色混合定律計算得到滿足目標光源要求的三基色PWM占空比值D1、D2、D3，之后 主控芯片將相應的占空比值發送到對應的驅動芯片，驅動芯片根據接收到的占空比值控制 各自對應的基色光源發光，從而得到目標顏色光。
[0010]本發明的有益效果在于:本發明基于多色光源配色的電子色卡，使用LED燈組作為 電子色卡的配色光源，通過調芐基色光源的混合占空比來輸出相應顏色的光源，并具有體 積小，功耗小，易攜帶的優勢，解決了傳統色卡易磨損、退色的問題，達到了擴大色卡色域的 范圍、顯示精確的要求，并且具有普遍適用性。與傳統色卡相比，顏色更加豐富和精確，大大 擴展了傳統色卡的顏色范圍。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本發明基于多色光源配色的電子色卡正面結構圖；
[0012] 圖2為本發明基于多色光源配色的電子色卡背面結構圖；
[0013] 圖3為本發明基于多色光源配色的電子色卡控制面板結構圖；
[0014] 圖4為本發明基于多色光源配色的電子色卡控制結構框圖。
【具體實施方式】
[0015] 如圖1、2所示基于多色光源配色的電子色卡正、背面結構圖，其正面包括前端光源 鏡面1、中間用于顯示參數的顯示屏2、控制面板3;其底部包含USB接口4,用于電子色卡與外 部操作設備（如計算機)之間的數據傳輸，使得外接設備能夠控制電子色卡運作，同時實現 數據處理等功能，也可用于電子色卡系統程序的更新，以便電子色卡不斷更新其功能；另 外，底部還包括：電源插孔5，用來連接外接的交流適配器，外部輸入的高電壓經電壓轉換電 路14后轉變成其他元件正常工作需要的低電壓，給內部電路供電；電源開關6。背部內部電 池槽7可以使用干電池，直接給控制板供電。此外，圖3還示出了控制面板結構圖，其中包括 確認鍵8，用來調整數值的大小;調節鍵9，用來移動光標的位置;設置鍵10，用于選擇進入系 統的設置模式;模式選擇鍵11，用來設置不同的應用模式;切換鍵12,用來切換到不同的顏 色模型。圖4所示控制結構框圖，PC機通過USB接口 4與控制板連接，通過控制板上串口通信 接口 18接串口通信電路17，將目標光源的RGB值送入控制板中主控芯片16，或者通過控制面 板3設定目標光源的RGB值送入控制板中主控芯片16,設定值顯示在顯示屏2上，主控芯片16 處理數據后，輸出目標光源三基色所需的占空比值到驅動芯片15,驅動芯片15驅動 對應的三基色光源13工作，燈光通過光源鏡面1透出作為配色后的電子色卡。
[0016] 下面詳細描述本發明以三色光源配色為例的電子色卡的工作原理。
[0017] 首先，在使用電子色卡之前需先給其進行通電，本發明設計的電子色卡既可以選 擇外部供電，也可以使用干電池進行供電。其次，打開電源開關6,電子色卡開始工作，顯示 屏2會顯示相應的初始界面信息。電子色卡默認的顏色模型為RGB顏色空間，初始狀態的RGB 值都為〇,此時既可以直接設置鍵10,進入RGB值的設置和調節，也可以按模式選擇鍵11，進 入模式選擇，選擇由PC機控制，在選擇由PC機控制時需用數據線連接電子色卡與PC機。PC機 與控制板的通信采用串口通信方式，波特率設置為115200Baud，數據位設置為8位。目標RGB 值輸入完成后，主控芯片16接收到目標光源RGB值后首先將RGB值轉換成三刺激值。設目標 光源的RGB值為(R T，GT，Βτ)。三基色光源相應的RGB值分別為(R!，G!，)，（ R2，G2，B2)，（ R3，G3， B3)。目標光源的三刺激值為(Χτ，Υτ，Z T)。三基色光源相應的三刺激值分別為(Xi，Yi，Zi)，（X2， Y2，Z2)，（X3，Y3，Z3) AGB值與三刺激值轉換關系為： "Χ? Γ〇.436?52025: 0.385081593 0.143087414^「i? _
[0018] Y =100* 0.222491598 0.716886060 0.060621486 * G 2」 L0.013929122 0.097097002 0.71418：547〇J [b
[0019] 設三基色光PWM的占空比分別為Di、D2、D3，由格拉斯曼顏色混合定律可知： 尤 7, =. | 1 + A"，Z) 3.
[0020] < Y... = Υ D { + 7 2 ^ I)., + y ^ * Z), ：Z T = ,Z J * J + Z 2：* Z 2 + Z 3,* D 3
[0021] 由以上公式計算可得到三基色所需的占空比值〇1、〇2、〇3。得到三基色占空比值之 后，主控芯片16通過SPI通信方式將占空比值發送給對應的驅動芯片15,三片驅動芯片根據 各自接收到占空比值去控制對應的基色LED燈珠發光，從而得到我們想要的顏色光源。同時 控制LED光源的三路PWM信號的頻率高于5KHz，其目的是為了保證LED光源的穩定性，避免用 色度計檢測時出現光源閃爍的現象。
[0022]輸入RGB值的通信方式采用串口通信。當主控芯片接收到目標光源的RGB值之后， 通過內部程序先將RGB值轉換成三刺激值，再根據格拉斯曼顏色混合定律計算得到滿足目 標光源要求的三基色PWM占空比值0 1、02、03。之后主控芯片將相應的占空比值發送到對應的 驅動芯片，驅動芯片根據接收到的占空比值控制各自對應的基色光源發光，從而得到目標 顏色光。
[0023] 主控芯片采用LPC1517JBD64，LED驅動芯片采用TLC59282,主控芯片與驅動芯片之 間采用SPI通信方式。
[0024]三基色光源設有3的倍數個LED燈珠，LED燈珠以陣列方式呈圓形排布，目的是為了 保證光源的均勻性良好。
[0025] 驅動芯片采用三片TLC59282芯片，每一片芯片控制一路基色光源，三基色光源對 應三片芯片，采用三路獨立調光，保證各路光源的調節互不干擾。三路調光的ΠΜ信號的頻 率不低于5KHz。
【主權項】
1. 一種基于多色光源配色的電子色卡，為手持設備，其特征在于，包括前端的光源鏡 面、中間的顯示屏、帶按鍵的控制面板，內部的控制板，底部有USB接口、電源插孔、電源開關 及背部用于裝干電池的電池槽，PC機通過USB接口與控制板連接，通過控制板上串口通信 接口接串口通信電路，將目標光源的RGB值送入控制板中主控芯片，或者通過控制面板設定 目標光源的RGB值送入控制板中主控芯片，設定值顯示在顯示屏上，主控芯片處理數據后， 輸出目標光源三基色所需的占空比值D1、D2、D3到驅動芯片，驅動芯片驅動三基色光源工 作，燈光通過光源鏡面透出作為配色后的電子色卡。2. 根據權利要求1所述基于多色光源配色的電子色卡，其特征在于，所述主控芯片采用 LPC1517JBD64,驅動芯片采用TLC59282,主控芯片與驅動芯片之間采用SPI通信方式。3. 根據權利要求2所述基于多色光源配色的電子色卡，其特征在于，所述三基色光源設 有3的倍數個LED燈珠，LED燈珠以陣列方式呈圓形排布。4. 根據權利要求2所述基于多色光源配色的電子色卡，其特征在于，所述驅動芯片采用 三片TLC59282芯片，每一片芯片控制一路基色光源，三基色光源對應三片芯片，采用三路獨 立調光，保證各路光源的調節互不干擾。5. 根據權利要求4所述基于多色光源配色的電子色卡，其特征在于，所述三路調光的 PWM信號的頻率不低于5KHz。6. 根據權利要求4所述基于多色光源配色的電子色卡，其特征在于，所述主控芯片接收 到目標光源的RGB值之后，先將RGB值轉換成三刺激值，再根據格拉斯曼顏色混合定律計算 得到滿足目標光源要求的三基色PWM占空比值01、02、03，之后主控芯片將相應的占空比值 發送到對應的驅動芯片，驅動芯片根據接收到的占空比值控制各自對應的基色光源發光， 從而得到目標顏色光。
【文檔編號】G01J3/52GK106017688SQ201610325307
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月16日
【發明人】蔡錦達, 孫福佳, 鄒億, 劉倩, 甘康
【申請人】上海理工大學