CN203416486U - 实时模拟环境光谱的led亮度自动调节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种实时模拟环境光谱的LED亮度自动调节装置，它包括采集部分、信息处理部分、驱动部分和LED发光单元，采集部分与信息处理部分相连，信息处理部分与驱动部分相连，驱动部分与LED发光单元相连。本实用新型可以根据环境光的变化进行实时调节，本实用新型可以实时记录某一时刻的环境光信息并重现过去的环境光光谱。

Description

实时模拟环境光谱的LED亮度自动调节装置

技术领域

本实用新型涉及一种光学设备，尤其是一种实时模拟环境光谱的LED亮度自动调节装置。

背景技术

LED亮度自动调节技术是通过传感器感应外界光强的变化，转换成为电信号的变化，利用PWM技术自动调节LED的发光强度。传统的环境光模拟技术是通过主动光源发出连续谱段的光进行光谱的模拟，存在以下几点不足：

1）发光谱段固定，只针对某个单一的环境光进行模拟；

2）不能根据环境光的变化进行实时调节；

3）不能实时记录某一时刻的环境光信息并重现过去的环境光光谱。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种实时模拟环境光谱的LED亮度自动调节装置。

按照本实用新型提供的技术方案，所述实时模拟环境光谱的LED亮度自动调节装置，它包括采集部分、信息处理部分、驱动部分和LED发光单元，采集部分与信息处理部分相连，信息处理部分与驱动部分相连，驱动部分与LED发光单元相连。

所述采集部分由光度探头和I/V转换电路构成；使用时，光度探头接收来自环境光的半球面的光强信号，然后转换成为短路电流信号输出给I/V转换电路，I/V转换电路处理生成电压信号再输出给后续的处理部分。所述光度探头由余弦校正器、滤光片和硅光电池组成。

所述信息处理部分由微处理器和***处理电路构成；使用时，微处理器将输入的电压信号和与先存入的其他信息一起处理，得到各个波段对应的PWM输出信号，输出到驱动部分，驱动LED发光单元发光。所述***处理电路包括存储器、时钟电路、按键设置电路、LED专用驱动电路与数码管显示电路；存储器与所述微处理器互相连接，时钟电路与微处理器互相连接，LED专用驱动电路与微处理器互相连接，按键设置电路与LED专用驱动电路互相连接，LED专用驱动电路与数码管显示电路单向连接。

所述驱动部分由两级电路构成，一级为三极管放大电路，一级为场效应管构成的开关电路。

本实用新型可以根据环境光的变化进行实时调节，本实用新型可以实时记录某一时刻的环境光信息并重现过去的环境光光谱。

附图说明

图1是为200~900nm环境光谱曲线分段示意图。

图2是本实用新型的整体结构示意图。

图3为本实用新型中光度探头的示意图。

图4为LED发光组合示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。

该实时模拟环境光谱的LED亮度自动调节装置，它包括采集部分2、信息处理部分3、驱动部分4和LED发光单元5，采集部分2与信息处理部分3相连，信息处理部分3与驱动部分4相连，驱动部分4与LED发光单元5相连。

所述采集部分2由光度探头2.1和I/V转换电路2.2构成；使用时，光度探头2.1接收来自环境光的半球面的光强信号，然后转换成为短路电流信号输出给I/V转换电路2.2，I/V转换电路2.2处理生成电压信号再输出给后续的处理部分。所述光度探头2.1由余弦校正器6、滤光片7和硅光电池8组成。

所述信息处理部分3由微处理器3.1和***处理电路构成；使用时，微处理器3.1将输入的电压信号和与先存入的其他信息一起处理，得到各个波段对应的PWM输出信号，输出到驱动部分4，驱动LED发光单元5发光。所述***处理电路包括存储器3.2、时钟电路3.3、按键设置电路3.4、LED专用驱动电路3.5与数码管显示电路3.6；存储器3.2与所述微处理器3.1互相连接，时钟电路3.3与微处理器3.1互相连接，LED专用驱动电路3.5与微处理器3.1互相连接，按键设置电路3.4与LED专用驱动电路3.5互相连接，LED专用驱动电路3.5与数码管显示电路3.6单向连接。

所述驱动部分4由两级电路构成，一级为三极管放大电路，一级为场效应管构成的开关电路。

所述的LED发光单元5为各波段LED的组合，可以是各种形式的排列，可以加上导光板之类的材料使光以半球面角度均匀发射出去。

本实用新型在传统的LED亮度调节装置上加上采集部分2，实时采集环境光的强度信息，在信息处理部分3中预先存储好环境光曲线的分段信息，然后经过信息处理以后生成若干个带有占空比信息的PWM方波信号驱动各个波段的LED发光模拟，并且根据环境光的变化而变化，***带有记录时间和信息的功能，通过按键设置可以实时记录每个时刻下对应的环境光信息；

光度探头2.1采集的为环境光的一个强度值，预先存储的环境光曲线为已有信息，并进行分段处理，根据不同的环境，可以存入不同的曲线信息；

所述的采集部分2有一个或者多个光度探头，光度探头2.1由硅光电池8、滤光片7与余弦校正器6组成，不同波段的滤光片可以模拟环境光的不同成分；

所述的LED发光单元5为若干窄波段的LED组成，环境光谱分段曲线的每一段都有一组或者多组不同波段的LED，每一组LED包含若干个相同波段的LED，LED通过发光光谱融合达到模拟效果；

所述的信息处理部分3由微处理器3.1以及***电路组成，微处理器3.1可以是各种形式的单片机或者其他芯片组成；

***电路包括按键设置电路3.4、数码管显示电路3.6、时钟电路3.3、LED专用驱动电路3.5与存储器3.2等构成，不仅可以用于设置各个参数和显示各个参数的数值，而且还可以记录当前实时模拟环境光曲线所对应的时间，同时还可以在关闭输入信号的情况下调用已记录的环境光信息，并控制LED发光达到环境光再现的效果。

本实用新型在电路***中预先存入归一化的环境光谱曲线1，通过分段处理得到各个波段的强度在整个面积强度中所占的比例，然后结合采集部分2采集到的环境光强度信息，一起在信息处理部分3中进行处理，得到各个波段的占空比信号，输出到驱动部分4中，驱动LED发光单元5进行组合发光，达到环境光模拟的效果；同时可以通过信息处理部分2，对实时采集的光谱信息和时间作记录和保存，然后通过读取时间记录调出相应的数据信息，对当时的环境光进行实时模拟，达到一个消失的环境光谱再现的效果。

参照图3，光度探头由余弦校正器6、滤光片7和硅光电池8组成，用来接收环境光照度信号。

参照图4，一个LED发光光谱9和另一个波段的LED发光光谱10，发光组合之后的效果为光谱11，通过这样的组合原理模拟环境光的连续光谱。

本实用新型通过采集环境光光强信号，结合预先出入、处理后的环境光谱曲线，生成若干个PWM驱动信号，驱动各个波段的LED发光，利用各种波段的LED组合达到模拟环境光的效果，并且LED发出光强随着环境变化而变化，可以通过***保存和读取的功能重现过去时刻的环境光光谱图。

Claims (6)

1.一种实时模拟环境光谱的LED亮度自动调节装置，其特征是：它包括采集部分（2）、信息处理部分（3）、驱动部分（4）和LED发光单元（5），采集部分（2）与信息处理部分（3）相连，信息处理部分（3）与驱动部分（4）相连，驱动部分（4）与LED发光单元（5）相连。

2.如权利要求1所述的实时模拟环境光谱的LED亮度自动调节装置，其特征是：所述采集部分（2）由光度探头（2.1）和I/V转换电路（2.2）构成；使用时，光度探头（2.1）接收来自环境光的半球面的光强信号，然后转换成为短路电流信号输出给I/V转换电路（2.2），I/V转换电路（2.2）处理生成电压信号再输出给后续的处理部分。

3.如权利要求2所述的实时模拟环境光谱的LED亮度自动调节装置，其特征是：所述光度探头（2.1）由余弦校正器（6）、滤光片（7）和硅光电池（8）组成。

4.如权利要求1所述的实时模拟环境光谱的LED亮度自动调节装置，其特征是：所述信息处理部分（3）由微处理器（3.1）和***处理电路构成；使用时，微处理器（3.1）将输入的电压信号和与先存入的其他信息一起处理，得到各个波段对应的PWM输出信号，输出到驱动部分（4），驱动LED发光单元（5）发光。

5.如权利要求4所述的实时模拟环境光谱的LED亮度自动调节装置，其特征是：所述***处理电路包括存储器（3.2）、时钟电路（3.3）、按键设置电路（3.4）、LED专用驱动电路（3.5）与数码管显示电路（3.6）；存储器（3.2）与所述微处理器（3.1）互相连接，时钟电路（3.3）与微处理器（3.1）互相连接，LED专用驱动电路（3.5）与微处理器（3.1）互相连接，按键设置电路（3.4）与LED专用驱动电路（3.5）互相连接，LED专用驱动电路（3.5）与数码管显示电路（3.6）单向连接。

6.如权利要求1所述的实时模拟环境光谱的LED亮度自动调节装置，其特征是：所述驱动部分（4）由两级电路构成，一级为三极管放大电路，一级为场效应管构成的开关电路。

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