本實(shí)用新型涉及照明領(lǐng)域，具體涉及一種水下光譜可調(diào)照明裝置。

背景技術(shù)：

隨著陸地資源的日漸枯竭，人們將目光投向了海洋，但是由于水體固有特性，當(dāng)光在水下傳播時，水體對光具有衰減作用，且衰減會隨著波長、距離變化而改變，在進(jìn)行水下攝像等光學(xué)觀測時，圖像會發(fā)生失真現(xiàn)象，這給水下光學(xué)觀測等作業(yè)帶來了極大的挑戰(zhàn)。因此設(shè)計一個能根據(jù)距離自動調(diào)節(jié)光譜得到特定目標(biāo)光譜的水下照明系統(tǒng)十分必要，而led光源壽命長，耗能小，發(fā)光效率高，且其光譜易于調(diào)節(jié)，為水下光譜可調(diào)照明裝置的研制提供了可能。

專利CN201410548165提出了一種霧天光譜可調(diào)型LED路燈，該路燈包括一個光譜可調(diào)的LED路燈燈具、遠(yuǎn)程控制設(shè)備、手動控制面板，在能見度較差的霧天或重度灰霾天氣時，為道路提供照明；但是它只關(guān)注了570-600nm的黃光波段，波段較短，并且在裝置上沒有實(shí)現(xiàn)一個控制器控制所有的led，結(jié)構(gòu)繁瑣復(fù)雜，且只是粗放地控制裝置發(fā)出大致的黃光，不涉及反饋調(diào)節(jié)，無法精確模擬所需目標(biāo)光譜。

到目前為止，有很多學(xué)者研究了基于led燈的光譜可調(diào)光源，更多側(cè)重于光源發(fā)出光顏色的研究，且光源所發(fā)出光的光譜不能根據(jù)照射距離的改變而特定變化；市面上尚未出現(xiàn)能根據(jù)距離自動調(diào)節(jié)光譜的水下光譜可調(diào)照明裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，目的在于解決水下攝像等作業(yè)時水體對于光的衰減作用，提供了一種在可見光區(qū)(380nm-780nm)能夠根據(jù)距離自送調(diào) 節(jié)光譜組成成分及光斑亮度輸出的水下光譜可調(diào)照明裝置。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種水下光譜可調(diào)照明裝置，包括密封艙以及安裝在密封艙內(nèi)的控制模塊、照明模塊和供電模塊，還包括測距模塊和光譜感應(yīng)模塊；所述供電模塊分別與控制模塊和照明模塊相連；所述照明模塊、測距模塊和光譜感應(yīng)模塊均與控制模塊相連；所述照明模塊在控制模塊的控制下發(fā)射光源；所述測距模塊用于測量目標(biāo)物體與所述照明裝置的距離；所述光譜感應(yīng)模塊接收反射回來的光譜，并將光譜信息傳遞給控制模塊。

進(jìn)一步地，所述密封艙包括外殼和玻璃窗口；所述外殼上開有用于安裝玻璃窗口的通孔；所述控制模塊包括控制芯片和數(shù)據(jù)庫芯片，控制芯片和數(shù)據(jù)庫芯片相連；所述照明模塊包括led燈組部件和光混合部件；所述光混合部件安裝在玻璃窗口后部，所述led燈組部件安裝在光混合部件后部；所述測距模塊安裝在玻璃窗口的后部；所述光譜感應(yīng)模塊包括濾光片和光譜感應(yīng)器件；所述濾光片安裝在玻璃窗口的后部，所述光譜感應(yīng)部件安裝在濾光片后部；所述測距傳感器和光譜感應(yīng)器件均與控制芯片相連；所述控制芯片和led燈組部件均與供電模塊相連。

進(jìn)一步地，所述光混合部件由燈罩、漫散射透鏡和聚光透鏡組成，所述燈罩安裝在led燈組部件與玻璃窗口之間，所述燈罩內(nèi)從左到右依次開有用于固定漫散射透鏡和聚光透鏡的凹槽。

進(jìn)一步地，所述供電模塊包括電源和適配器，其中，電源與適配器相連，適配器的一路與控制芯片相連，為其提供工作電壓；另一路分別與led燈組模塊的每一個led相連，給led燈組模塊的每一個led供電，且控制芯片通過控制適配器的輸出電流占空比來控制每一個led的發(fā)出光的光譜。

進(jìn)一步地，所述光譜感應(yīng)器件為光敏電阻或光電二極管。

進(jìn)一步地，所述測距模塊為測距傳感器，所述測距傳感器為聲波測距或激光測距。

進(jìn)一步地，所述led燈組部件中的所有l(wèi)ed的峰值波長在380-780nm之間，各種不同波峰的led各有若干個，各峰值等間距。

進(jìn)一步地，所述濾光片的波段在380-780nm之間。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

(1)通過上述的技術(shù)方案，可實(shí)現(xiàn)380nm-780nm任意光譜分布的光的調(diào)制，光斑強(qiáng)度可調(diào)。

(2)根據(jù)測距模塊測量得到照明距離，控制模塊自動調(diào)節(jié)照明模塊中l(wèi)ed燈組部件發(fā)出對應(yīng)的補(bǔ)償光譜，為水下攝像等水下作業(yè)提供照明，解決水體對光的衰減作用而導(dǎo)致的圖像失真問題；

(3)可以根據(jù)光譜感應(yīng)器件探測到的光譜信息實(shí)時調(diào)整水下光譜可調(diào)照明裝置的輸出，使其輸出光譜保持穩(wěn)定。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的各模塊連接示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型的光譜感應(yīng)模塊示意圖；

圖中，密封艙1、控制模塊2、照明模塊3、供電模塊4、測距模塊5、光譜感應(yīng)模塊6、外殼7、玻璃窗口8、控制芯片9、數(shù)據(jù)庫芯片10、led燈組部件11、光混合部件12、濾光片13、光譜感應(yīng)器件14、測距傳感器15、燈罩16、漫散射透鏡17、聚光透鏡18、電源19、適配器20。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式做進(jìn)一步的說明。

如圖1-3所示，本實(shí)用新型包括密封艙1以及安裝在密封艙1內(nèi)的控制模塊2、照明模塊3、供電模塊4；所述密封艙1包括外殼7和玻璃窗口8；所述外殼7上開有用于安裝玻璃窗口8的通孔；所述控制模塊2包括控制芯片9和數(shù)據(jù)庫芯片10，控制芯片9和數(shù)據(jù)庫芯片10相連；所述照明模塊3包括led燈組部件11和光混合部件12；所述光混合部件12安裝在玻璃窗口8后部，所述led燈組部件11安裝在光混合部件12后部；所述供電模塊4包括電源19和適配器20，其中，電源19通過適配器20調(diào)節(jié)輸出電壓，一路與控制芯片9相連，為其提供工作電壓；另一路分別與led燈組模塊11的每一個led相連，給led燈組模塊11的每一個led供電，且控制芯片9通過控制適配器20的輸出電流占空比來控制每一個led的發(fā)出光的光譜；本實(shí)用新型還包括測距模塊5和光譜感應(yīng)模塊6；所述測距模塊5為測距傳感器15，安裝在玻璃窗口8的后部；所述光譜感應(yīng)模塊6包括濾光片13和光譜感應(yīng)器件14；所述濾光片13安裝在玻璃窗口8的后部，所述光譜感應(yīng)部件14安裝在濾光片13后部；所述光譜感應(yīng)器件14可以為光敏電阻、光電二極管或者其他傳感器。所述測距傳感器15和光譜感應(yīng)器件14均與控制芯片9相連，控制芯片9控制測距傳感器15和光譜感應(yīng)器件14開關(guān)、為測距傳感器15和光譜感應(yīng)器件14提供電能以及讀取測距傳感器15和光譜感應(yīng)器件14所測量的數(shù)據(jù)。

所述測距傳感器15可以為聲波測距、激光測距或者其他傳感器；所述測距模塊5設(shè)置在照明模塊3上部；所述led燈組部件11中的所有l(wèi)ed在額定功率下均為單波峰光譜分布，且峰值波長在380-780nm之間，各峰值等間距，間距為15nm，各種不同波峰的led各有若干個；所述光混合部件12由燈罩16、漫散射透鏡17和聚光透鏡18組成，如附圖2所示，所述燈罩16安裝在led燈組 部件11與玻璃窗口8之間，所述燈罩16內(nèi)從左到右依次開有用于固定漫散射透鏡17和聚光透鏡18的凹槽；

所述濾光片13的波段在380-780nm之間，所述濾光片13的個數(shù)可以根據(jù)光譜可調(diào)的精度和波段進(jìn)行增減。

本實(shí)施例中，所述玻璃窗口8采用的是藍(lán)寶石玻璃，但不限于此；所述控制芯片9和數(shù)據(jù)庫芯片10采用的均為ATMEL公司的AVR單片機(jī)，但不限于此；所述led燈組部件11采用THROALBS公司的led，但不限于此；所述漫反射透鏡17和聚光透鏡18均為Throlabs公司生產(chǎn)，但不限于此；所述濾光片13為THROALBS公司介質(zhì)膜濾光片，但不限于此；所述光譜感應(yīng)部件14為光電二極管，但不限于此；所述測距傳感器15為激光測距傳感器，但不限于此；所述電源19為鋰電池，但不限于此；所述適配器20為CREE驅(qū)動器芯片；但不限于此。

本實(shí)用新型的工作過程如下：

選用光譜范圍涵蓋400nm-700nm波段的led燈21種，其中波峰波段分別為400nm，415nm…700nm，即led燈波峰間距為15nm，每種led燈各10個，并將21種不同波峰led的光譜分布數(shù)據(jù)儲蓄到數(shù)據(jù)庫芯片10中(n＝1，2…21，下同)；開啟電源19，控制芯片9控制測距模塊5測量水下光譜可調(diào)照明裝置與水下被觀測目標(biāo)物之間的距離L，并保存到控制芯片9中，根據(jù)距離L，給定目標(biāo)光譜，控制芯片9計算led燈組部件11所需要發(fā)出的總的光譜，并調(diào)用數(shù)據(jù)庫芯片10中每個led光譜數(shù)據(jù)，基于每個led光譜數(shù)據(jù)，分配適配器20分配每一個led的電流占空比，使led燈組部件11發(fā)出計算所需要發(fā)出的光譜，光譜感應(yīng)部件14探測到經(jīng)被測物體反射回來的光的光譜，對led燈組部件11所發(fā)出光的光譜進(jìn)行校正，使被測目標(biāo)物上的照射光的光譜始終維持在目標(biāo)光譜水平。

只要合理設(shè)置目標(biāo)光譜，所述水下光譜可調(diào)照明裝置可以得到任意形態(tài)的光 譜分布，用于水下多種用途。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員將清楚的是，隨著技術(shù)的發(fā)展，可以以許多不同的方式來實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的基本構(gòu)想。因此，本實(shí)用新型及其實(shí)施例不限于上文所述的實(shí)例，而是可在權(quán)利要求的范圍內(nèi)變化。