[發明專利]一種可變光譜可調光LED照明系統的光譜反饋方法

有效

• 申請號: 201210009181.5
• 申請日: 2012-01-13
• 公開（公告）號: CN102573238A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 沈海平;林方盛;周小麗;張萬路;劉木清
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術領域

本發明屬于LED照明領域，具體涉及一種可變光譜可調光LED照明系統的光譜反饋方法。

背景技術

目前隨著人們對綠色節能照明技術的日益重視，LED技術在近幾年得到了飛速發展。在LED逐漸進入室內照明領域的同時，盡管LED所帶來的是其他傳統光源所不具備的高效節能效果，但對LED照明下的人的主觀感受提出要求，因此就需要模擬不同的光環境在不同光譜下和不同的LED亮度下進行LED中間視覺和光生物安全實驗。實驗對整體的光環境的要求較高，需要進行精確的LED光譜調節。

傳統的光譜匹配技術分為基于距離和基于形狀兩大類：基于距離的方法主要是計算實測光譜與目標光譜之間的距離，基于形狀的方法是分析實測光譜與目標光譜的形狀相似度。這兩種技術均存在匹配精度不高的問題，難以實現對LED照明系統光譜精細的調節

?發明內容

本發明的目的在解決現有的光譜匹配技術匹配精度不高的問題，實現對LED照明系統光譜的精細調節。

本發明提出的用于可變光譜可調光LED照明系統的光譜反饋方法，所述LED照明系統由照明系統1、Zigbee發送模塊2、PC電腦3和光譜儀4組成，照明系統1設有多個通道，每個通道內均安裝有不同峰值波長的LED燈組，每個通道單獨通過供電設備獨立控制，所有通道覆蓋可見光全波段380-780nm，光譜儀4的輸出端連接PC電腦3，Zigbee發送模塊2連接于PC電腦3上。具體步驟如下：

LED照明系統通過光譜儀的反饋控制，實現LED光譜的微調。對于特定的某一光譜，光譜儀4實時測量照明系統1的光譜，將測得數據反饋PC電腦3；PC電腦3通過優化算法計算出實測光譜與目標光譜之間的偏差，從而計算出電流調節系數，再由Zigbee發送模塊2對照明系統1發送電流調節信號并對其光譜進行微調；光譜儀4繼續檢測光譜，不斷循環反復，最終達到穩定后停止反饋調節，并得到與目標光譜匹配最佳的實際光譜。

優化算法具體為：

每個LED燈組設置一個電流調節系數????????????????????????????????????????????????，I代表電流，i代表第i個LED燈組，j代表第j次電流調節，i、j均為任意正數。

設置初始值，一般設為1；

根據光譜儀4測得的照明系統1的光譜,按下式計算下一個：

其中為系統照明1的光譜,為目標光譜，λ為波長，為調節步長（如0.001）。式中，實測光譜和目標光譜的偏差的平方在380－780nm波長上進行累計，累計值對進行偏微分運算，乘以步長并作為前后兩個電流調節系數的反饋值。

重復測量照明系統1的光譜并進行式的迭代運算，直到滿足下面條件：

即滿足測得光譜與目標光譜之間的偏差的絕對值不再變化時，停止迭代運算。

本發明通過優化的迭代算法，采用光譜儀反饋方法，比傳統的光譜配技術對光譜的控制更加精確和細微，方便模擬不同的光環境進行LED中間視覺和光生物安全實驗。

附圖說明

圖1為本發明具體實施例的結構圖示。

圖2為本發明具體實施例的最終實現的光譜圖。

圖中標號：1為照明系統，2為Zigbee發送模塊，3為PC電腦，4為光譜儀。

具體實施方式

?下面通過實施例結合附圖進一步說明本發明。

?

實施例1：一種可變光譜可調光LED照明系統，所要匹配的目標光譜為色溫6400的白光光譜。系統由照明系統1、Zigbee發送模塊2、PC電腦3和光譜儀4組成。照明系統1設有4個通道，每個通道內均安裝有不同峰值波長的LED燈組，每個通道單獨通過供電設備獨立控制，所有通道覆蓋可見光全波段380-780nm；光譜儀4的輸出端連接PC電腦3，Zigbee發送模塊2連接于PC電腦3上。

具體步驟如下：

1）????????????????首先對于該目標光譜，用其他算法粗略計算出電流調節系數，然后由Zigbee發送模塊2對照明系統1發送電流調節信號，得到大致相似的光譜；

2）????????????????用光譜儀4測量照明系統1的光譜，將測得數據反饋PC電腦3，PC電腦3根據光譜儀4測得的照明系統1的光譜，通過下面公式計算出電流調節系數：