激光主动照明光学系统设计

为提高跟踪测量系统对暗弱目标的探测能力,设计一套自动化激光主动照明光学系统,对跟踪测量视场范围进行主动辅助照明。该系统在0.2~5 km距离处的照明直径均为10 m,计算出其在-20℃及+45℃的温度调焦量,照明仿真结果表明系统照明不均匀性15%。通过研究系统像差对照明均匀性的影响,以及对设计的调光组进行分析,得到调光组移动量与照明距离之间的理论关系,表明自动调节调光组位置即可实现不同照明距离处的均匀照明。设计和分析结果表明,该主动照明系统能够自动调节调光组位置,实现跟踪测量视场内的均匀照明,有利于跟踪测量系统对于暗弱目标的探测。     

基于冷暖白光LED的线性调光混合照明

为了提供高品质、更安全和智能的照明光源,基于冷暖白光LED建立了线性调光混合照明系统及其优化调光调色方法。混合照明光源以色温和明度等级分别设定光色度和光强度,更加符合人性化需求。在系统智能优化配光过程中,设定色温转换为CIE u'v'均匀色品坐标,明度转换为亮度,使优化计算更加精确。系统采用的线性调光避免了闪烁潜在的安全风险,同时配合优化算法解决了线性调光色度漂移大的问题。实验结果表明,系统混合光的色度稳定性可以保持在1阶CIE u'v'圆内,相应色度设定下的整个光强度调节范围内无可察觉的色差。理论研究和实验结果表明该混光照明系统简单可行,具有较高的实用价值。     

室内可见光OFDM通信系统调光控制技术

针对室内可见光通信高速率传输和照明控制的问题,分析了采用脉冲宽度调制调光控制技术的可见光正交频分复用技术系统的调光性能与误码性能.提出了基于功耗小、性能好的单极性正交频分复用系统的调光控制方案,对单极性正交频分复用系统的驱动电流和误码率特性进行了仿真,仿真结果表明,单极性正交频分复用系统可在不牺牲照明质量的同时改善系统性能.此外,针对室内低照明、低功耗的应用需求,提出了一种功率更加有效的补零非对称削波正交频分复用系统,仿真分析表明,补零非对称削波正交频分复用系统可在不损失误码性能的情况下提高系统的功率效率.     

基于单片机的数字化调光装置的设计与实现

介绍了一种光学仪器照明调光电路的创新设计。通过由Atmega8单片机微控制器产生的PWM信号来控制卤钨灯的亮度。照明调光电路具有电路简单,光强输出稳定,其亮度可数字化线性调节和具有记忆功能等特点,同时还可以通过计算机实现自动调光。     

不同调光方式LED照射下的人体非视觉效应

分别采用模拟调光和PWM调光方式实现LED光调节。采用生理参数法,以在校大学生为研究对象,选择3种色温(3 000,5 600,6 500 K)LED光源,在3种照度(300,500,800 lx)水平下,对8名(5男,3女)受测者在实验前后的脉搏和瞳孔进行测量。选择同样3种色温LED光源,分别采用两种调光方式添加蓝光(464nm,20 lx)实现300 lx的照明环境,对12名(8男,4女)受测者在实验前后的脉搏和瞳孔进行测量。结果表明:两种调光方式实现的LED光环境对人体脉搏变化率和瞳孔收缩率的影响均没有显著性差异;在测试照明环境中添加蓝光,可引起人体脉搏变化率和瞳孔收缩率增大,峰值处分别增加约6%和9%。     

基于平均和峰值灰度加权的自动调光系统

介绍了在CCD高速电视测量仪系统中,利用电子快门和可变光阑有机结合,在运动控制卡控制下实现自动调光,扩大了调光的动态范围.采用了平均灰度和峰值灰度加权的办法来获取反馈信号,有效的解决不同背景下自调光系统的适应性.提出了基于二次函数的调光反馈量计算方法,提高了调光过程中的收敛速度,同时也保证了系统有较小的超调量.     

基于冷暖白光LED的可调色温可调光照明光源

可调色温可调光光源是实现智能照明的基础。充分利用发光二极管(LED)光源的可控性,采用冷暖白光LED和两通道脉冲宽度调制(PWM)法,设计研制成功了可调色温可调光动态照明光源。从人们关心的照明光源参数出发,依据选用冷白LED光源和暖白LED光源光度色度参数,建立了给定光度量输出时冷白LED光源控制占空比计算的模型,探讨了基于色温目标控制参数占空比的约束条件。实验表明,混色光源调节色温时光通量的起伏小于2.5%,相关色温偏差在10K以内,调光时色温基本不变,设计结果良好;同时,在分析过程中实际设计混色光源参数和选择光源的性能指标参数一致,表明这种方法既直观又具有很好的实用性。     

基于波门选通技术的CCD自动调光方法

介绍了CCD摄像机自动调光的原理,根据该原理设计了一套自动调光系统。系统能在目标出现的区域设置一个波门,运用波门选通技术,通过对视频信号的处理,精确地提取一场图像所选区域内的峰值,控制电机进行正反转,对进入摄像机的光通量进行调节。系统的特点是电路简单,成本低,可靠性好,摄像机图像清晰、稳定,能达到精确调光的目的。     

基于DMD的高动态范围场景成像技术

为了对高动态范围场景进行实时有效的观测,设计了一种采用数字微镜器件作为空间光调制器的成像系统.通过改进数字微镜器件的驱动时序,提高数字微镜扩展成像系统动态范围能力.针对光学系统存在畸变,采用多项式拟合法获得数字微镜器件到图像传感器的精确映射关系.针对一般调光算法导致调光后图像可视性差的问题,引入色阶映射算子生成调光模板,获得符合人眼视觉特性的调光结果.实验结果表明,在10帧/s的条件下采用数字微镜器件可提高传统成像系统动态范围66dB,成像系统总的动态范围达到126dB,图像传感器控制准确度达到0.69个像素级别,调光后场景高亮目标与暗背景可同时观测到,调光后采集图像的信息熵得到提高,系统满足对高动态范围场景实时成像观测的需求.     

一种用于可见光通信的色移键控与高速可变脉冲混合调制方法

对可见光通信(VLC)中高速可调光调制方法进行了研究。提出了高速可变脉冲调制(HVPM),并与色移键控(CSK)调制混合用于VLC中,以简化CSK调制的严格同步问题,且支持精确调光。对混合调制方法的带宽利用率和误比特率进行了分析与仿真。结果表明:混合调制方法可使通信带宽利用率高于1;相比于可变开关键控(VOOK)、可变脉冲位置调制(VPPM)和多脉冲位置调制(MPPM)等典型可调光调制方式,所提出的混合调制方式具有更优的带宽利用率和高速低误比特率传输性能;在满足可见光通信照明要求时,该混合调制方法更适用于高速数据传输。     

多通道目标跟踪图像采样系统的自动调光设计

多通道目标跟踪图像采样系统由9路分系统组成,用于在天空背景下发现并跟踪远距离目标。为使系统在复杂气候条件下正常工作,必须对成像系统进行自动调光控制。讨论了影响CMOS图像传感芯片曝光量的因素,阐述了自动调光系统的工作原理。结合实际课题,从增强可靠性和集成度的角度出发,采用复杂可编程逻辑器件(CPLD)实现将电子快门与光阑孔径控制相结合的自动调光控制。     

基于PWM的三基色LED的调光调色方法

提出了一种基于脉冲宽度调制(PWM)的三基色发光二极管(LED)调光调色计算模型,建立了混合光的色品坐标与占空比、相关色温与占空比、最大光通量与色品坐标的函数关系。采用红绿蓝(RGB)三基色LED进行实验验证,实验结果表明:计算模型能较好的指导LED光色调节,混合光色品坐标的理论值和测量值之间的误差小于2.5%,模拟太阳光的色温变化误差仅为50 K。该计算模型可应用于各种三通道LED的调光调色,其高精度的优点能更精确地实现智能照明,极具实用价值。     

基于模糊控制的采光控制策略仿真研究

随着人们生活水平的不断提高,我国电力供应日趋紧张,其中照明能耗占据了很大比重;因此,如何在保证室内照度的基础上,充分利用天然光,降低建筑人工照明能耗已经成为照明研究的主要方向;近年来,建筑信息模型(BIM)技术为推动建筑可持续发展的提供了巨大的支持,通过绿色建筑技术量化建筑采光性能,将自然光合理的引入室内,从而减少人工照明所产生的用电能耗;在此基础上,制定了基于模糊控制的百叶窗控制系统,通过单模糊控制与双模糊控制效果的对比,最终输出合适的百叶窗开度,在天然光不足的情况下使用辅助人工照明并调光,最后以南京某办公楼为例,通过ecotect软件进行仿真,分析了一年四季的节能情况,得出节能率;结果证明,控制系统取得了一定的节能效果。     

具有寿命预测的LED路灯监控系统设计

针对目前城市路灯的用电总量大、灯具寿命短且无法提前预知等缺点,设计了一种基于ZigBee网络具有寿命预测功能的LED路灯监控系统;该系统由ZigBee通信模块、LED驱动电路及数据采集模块构成,可实现对照明设备的集中远程管理,提高道路照明质量;而且本系统设计的路灯控制器具有自适应调节功能,在不同环境亮度下自动调光以达到节能目的。该系统还可对LED灯的各项关键参数进行在线监测,判断路灯控制器工作状态,实时监测LED灯珠老化程度。通过对光通量维持率和时间的关系进行拟合得到特征公式,并采用阿仑尼乌斯老化模型来建立LED灯珠多结温下的寿命预测模型,实现对LED灯珠寿命预测并提前预警。     

高压衍射实验中的同步辐射光束的定位

 应用同步辐射光源进行高温高压原位能量色散X射线衍射实验,入射X射线光束定位是关键。北京同步辐射实验室高压衍射站引入四刀光阑扫描系统,实现调光定位自动化,简化调光手续,提高实验效率,为高压衍射实验站的用户进行实验提供了方便。     

光源与照明光学

TM923.012007010028UHP光源及其进展=UHP light source and its development[刊,中]/周太明(复旦大学.上海(200433))//中国照明电器.—2006,(1).—1-7从投影系统对光源的要求,UHP光源是多媒体投影系统需要的理想点光源,UHP光源的设计考虑,UHP光源的工作特性,UHP光源的改进等5方面阐述该光源及其进展。图21参9(于晓光)TM923.012007010029数字调光控制器及其在智能照明控制系统中的应用=Digital di mming controller and its application to intelligentlighting control system[刊,中]/黄锡焰(惠州TCL照明电器有限公司电子开发部.…     

生物节律因子的调光计算

针对光生物效应重要性及复杂性问题,提出一种生物节律因子的调光计算方法。给定三通道LED工作在额定条件下的光谱分布就能够实现任意比例的混合光源的照度、相关色温、节律因子的便捷计算。实验选用三种色温白光LED组成三通道光源,基于脉冲宽度调制（PWM）原理进行三通道分时调光。在某一照明测试空间距离下,先测得单通道独立工作时的光谱分布,并通过调光计算方法得到三通道在任意比例下混合光源的理论照度、相关色温、节律因子;再测得三通道光源在不同混合比例下的实际照度、相关色温与节律因子。然后将理论与实际计算所得的照度、相关色温、节律因子进行比较,并分析误差。实验结果表明,照度、相关色温、节律因子的多条拟合直线与调光计算式所描述直线的斜率差异分别在6%、2%、3%以下,截距差异分别在2%、5%、3%以下。用显著性差异检验来检验实际节律因子与理论计算所得节律因子的正态分布特性,结果显示并无明显差异,表明在给定各LED光源光谱分布的情况下,调光计算方法不用通过测量混合光源光谱分布,便能快速有效地计算出混合光源照度、相关色温、节律因子。     

Application of PWM dimming based on Grassmann optical model北大核心CSCD

针对发光二极管（light-emitting diode,LED）光源颜色和光通量精准调控难度高,在生产应用中,调控操作需在电脑等设备上进行的问题,基于格拉斯曼颜色混合定律,结合脉宽调制(pulse width modulation,PWM)调控LED的特性,建立表示PWM与LED照度关系的数学模型,以STM 32微控制器为核心设计了三基色LED调光调色系统。对系统分别进行单色、双色和3色的混光照度实验,数字照度计的测量值与光照数学模型的理论值对比结果表明,该系统在0~370 lx区间内系统的光源照度误差≤4%,合成光色共16 777 216种,且对光源颜色和光通量的调控操作可直接在系统上完成,无需接入其他设备,减少了操作流程,满足工业视觉检测、农作物补光照明和文化旅游对光源颜色和照度的需求。     

可调光程的差分偏振成像系统及其特性研究

基于Wollaston棱镜角剪切和Savart偏光镜横向剪切组合的可调光程的差分偏振干涉成像光谱系统,不仅可同时获取目标正交偏振分量的干涉图和二维空间图,而且可以通过调整Savart偏光镜的厚度,得到不同光程差下正交偏振分量的干涉图像。该系统的显著特点是正交图像的同时获取和光程的实时改变。描述了可调光程的差分偏振干涉成像光谱系统结构、理论原理,推导出了干涉强度表达式。详细分析了可调光程的Savart偏光镜(MSP)和可调光程的宽视场型Savart偏光镜(MWSP)的光程差及横向剪切量的变化范围。通过两种偏光镜之间的对比可得光程差差别甚微但MWSP剪切量较大,且变化量比MSP高50%。这为以后选择Savart偏光镜类型提供了重要依据。     

基于扩展DALI总线的智能照明系统设计

针对大型商业照明场合存在的如组网不便、照明效果单一,能源利用率底的问题,设计了一套基于扩展DALI总线的商业智能照明系统,以实现系统的大面积组网和集中控制,获得丰富的照明效果,实现系统的绿色环保运行。测试系统搭建完成后,实现了管理人员对系统的集中管理和远程监控;系统可按照工作日程表、时间表自动运行;具有分区、分组、单灯、场景等多种控制方式,控制灵活,能达到较好的照明效果和节能要求,可满足多种商业照明需求。