一种双控双模式座舱照明系统及方法
阅读说明：本技术 一种双控双模式座舱照明系统及方法 (Double-control and double-mode cabin lighting system and method ) 是由 朱红宁 李静 于 2020-05-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种双控双模式座舱照明系统及方法,其由导光板本体、照明模式转换开关、亮度调节电位器、信号采集模块、CPU控制模块、调光驱动模块及电源模块等部件组成。本发明的有益效果在于：在满足夜视兼容性需求的同时具有超大动态范围的调光性能。日状态下使用蓝白光,具有良好的可视性；夜状态下使用夜视绿,具有良好的夜视兼容性。通过采用高亮度时使用电压调光和低亮度时使用PWM调光的调光方法,无论是高亮度时还是低亮度时都具有良好的可调性和亮度均匀性,具备良好的调光效果。(The invention discloses a double-control and double-mode cabin lighting system and a method. The invention has the beneficial effects that: the requirement of night vision compatibility is met, and meanwhile, the dimming performance with an ultra-large dynamic range is achieved. The blue-white light is used in the daytime state, so that the visibility is good; the night vision is used in the night state, and the night vision compatibility is good. By adopting the dimming method of dimming by using the voltage during high brightness and dimming by using the PWM during low brightness, the dimming control circuit has good adjustability and brightness uniformity both during high brightness and during low brightness, and has good dimming effect.)
技术领域
本发明涉及座舱的照明，特别地是，一种双控双模式座舱照明系统及方法。
背景技术
目前，随着照明技术不断发展以及夜视兼容的要求，单一的白光照明已经远远不能满足座舱内仪表板、操纵台上标牌、字符、标记的照明和显示的要求。蓝白光在日状态下具有友好的可视性，在白昼条件下蓝白光照明能够显著降低人的视觉疲劳，适宜于座舱内在日状态下使用；而夜视绿能够极大地改善夜航时驾驶舱眩光、阴影和反射，具有良好的夜视兼容性，适宜于座舱内在夜状态下照明使用。
为了满足夜视兼容要求，保证座舱内日状态时使用“蓝白光”，夜状态时使用“夜视绿”，座舱内的导光板、仪表应具有“蓝白光/夜视绿”双模式照明功能。
并且，传统的LED型光源具有两种调光方式：电压调光和PWM调光。电压调光是最为常用的一种调光方式，主要是通过调节电压源控制光源的亮度，当改变可调电压源的电压时，即可改变被调光LED的工作电流，实现亮度调节；电压调光的最大缺点是低亮度时可调性和亮度的均匀性较差，难于实现低亮度时的大范围调节。PWM调光的工作原理是：保持电压源的电压不变，通过改变占空比进行调光，具体是通过控制电子开关的占空比，进而调节通断时间的比例，再基于人眼的视觉暂留原理，对光源的亮度取平均值，进而达到调节亮度的目的。单纯采用PWM调光的最大缺点是：低亮度下LED调光效果很差，无法实现非常低的亮度的调节。
因此，迫切需要一种能够实现蓝白光加夜视绿双模式照明，即具有良好的夜视兼容性，同时又具备电压调光+PWM调光的大范围和宽动态照明系统及方法。
发明内容
本发明要解决现有技术中单独使用电压调光或PWM调光的不足，提供一种新型的一种双控双模式座舱照明系统。
为了实现这一目的，本发明的技术方案如下：一种双控双模式座舱照明系统，包含有，
导光板本体，其布置在座舱内部，所述导光板本体的内部具有蓝白光光源及夜视绿光源；
照明模式转换开关，其对应于所述导光板本体，所述照明模式转换开关用于提供照明模式模拟量信号，所述照明模式模拟量信号为蓝白光工作信号或夜视绿工作信号；
亮度调节电位器，其对应于所述导光板本体，所述亮度调节电位器用于提供亮度调节模拟量信号；
信号采集模块，其用于接收来自所述照明模式转换开关的所述照明模式模拟量信号以及来自所述亮度调节电位器的所述亮度调节模拟量信号并且将所述照明模式模拟量信号及所述亮度调节模拟量信号转换为对应的照明模式数字量信号及亮度调节数字量信号；
CPU控制模块，其用于接收来自所述信号采集模块的所述照明模式数字量信号及所述亮度调节数字量信号，所述CPU控制模块根据所述照明模式数字量信号确定所述导光板中所述蓝白光光源与所述夜视绿光源中仅有一者被驱动工作，所述CPU控制模块根据所述亮度调节数字量信号输出对应的电压调节信号及PWM调节信号；以及，
调光驱动模块，其具有电压调节驱动单元及PWM调节驱动单元，所述电压调节驱动单元用于根据来自所述CPU控制模块的所述电压调节信号输出对应的导光板驱动电压，所述PWM调节驱动单元用于根据来自所述CPU控制模块的所述PWM调节信号改变来自所述电压调节驱动单元的所述导光板驱动电压的占空比；
其中，所述导光板本体由来自所述PWM调节驱动单元的所述导光板驱动电压驱动。
作为一种双控双模式座舱照明系统的优选方案，所述照明模式转换开关具有第一档位及第二档位；当座舱内部需要蓝白光照明时，所述照明模式转换开关被切换至所述第一档位，所述照明模式转换开关所提供的所述照明模式模拟量信号为蓝白光工作信号；当座舱内部需要夜视绿照明时，所述照明模式转换开关被切换至所述第二档位，所述照明模式转换开关所提供的所述照明模式模拟量信号为夜视绿工作信号。
作为一种双控双模式座舱照明系统的优选方案，还包含有，电源模块，所述电源模块用于给所述CPU控制模块及所述调光驱动模块供电。
本发明还提供一种双控双模式座舱照明方法，包含有以下步骤，
提供座舱照明系统；
由所述照明模式转换开关提供照明模式模拟量信号，所述照明模式模拟量信号为蓝白光工作信号或夜视绿工作信号；
由所述亮度调节电位器提供亮度调节模拟量信号；
由所述信号采集模块接收来自所述照明模式转换开关的所述照明模式模拟量信号以及来自所述亮度调节电位器的所述亮度调节模拟量信号并且将所述照明模式模拟量信号及所述亮度调节模拟量信号转换为对应的照明模式数字量信号及亮度调节数字量信号；
由所述CPU控制模块接收来自所述信号采集模块的所述照明模式数字量信号及所述亮度调节数字量信号，所述CPU控制模块根据所述照明模式数字量信号确定所述导光板中所述蓝白光光源与所述夜视绿光源中仅有一者被驱动工作，所述CPU控制模块根据所述亮度调节数字量信号输出对应的电压调节信号及PWM调节信号；
由所述电压调节驱动单元根据来自所述CPU控制模块的所述电压调节信号输出对应的导光板驱动电压；
由所述PWM调节驱动单元根据来自所述CPU控制模块的所述PWM调节信号改变来自所述电压调节驱动单元的所述导光板驱动电压的占空比；
由来自所述PWM调节驱动单元的所述导光板驱动电压驱动所述导光板本体。
作为一种双控双模式座舱照明方法的优选方案，当所述亮度调节数字量信号所对应的亮度值较高时，则所述CPU控制模块维持所述PWM调节信号不变，通过所述电压调节信号对所述导光板本体进行亮度调节；当所述亮度调节数字量信号所对应的亮度值较低时，则所述CPU控制模块维持所述电压调节信号不变，通过所述PWM调节信号对所述导光板本体进行亮度调节。
与现有技术相比，本发明的有益效果至少在于：在满足夜视兼容性需求的同时具有超大动态范围的调光性能。日状态下使用蓝白光，具有良好的可视性；夜状态下使用夜视绿，具有良好的夜视兼容性。通过采用高亮度时使用电压调光和低亮度时使用PWM调光的调光方法，无论是高亮度时还是低亮度时都具有良好的可调性和亮度均匀性，具备良好的调光效果。
除了上面所描述的本发明解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果之外，本发明所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将连接附图作出进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中调光驱动模块的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体的实施方式连接附图对本发明作进一步详细说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
请参见图1，图中示出的是一种双控双模式座舱照明系统，可应用于航空器等领域。
所述座舱照明系统主要由导光板本体1、照明模式转换开关2、亮度调节电位器3、信号采集模块4、CPU控制模块5、调光驱动模块6及电源模块7等部件组成。
所述导光板本体1布置在座舱内部。所述导光板本体1的作用为照明和/或指示。所述导光板本体1具有“蓝白光+夜视绿”两种工作模式，即，所述导光板本体1的内部具有两组光源，分别为蓝白光光源及夜视绿光源，并且所述两组光源不同时工作。即，当所述蓝白光光源工作，所述夜视绿光源不工作。当所述夜视绿光源工作，所述蓝白光源不工作。
所述照明模式转换开关2对应所述导光板本体1。通过所述照明模式转换开关2，确定所述导光板中所述蓝白光光源与所述夜视绿光源中仅一者工作。所述照明模式转换开关2用于提供照明模式模拟量信号。所述照明模式模拟量信号为蓝白光工作信号或夜视绿工作信号。本实施例中，所述照明模式转换开关2具有两个档位，分别为第一档位及第二档位。当座舱内部需要蓝白光照明时，所述照明模式转换开关2被切换至所述第一档位，所述照明模式转换开关2所提供的所述照明模式模拟量信号为蓝白光工作信号。当座舱内部需要夜视绿照明时，所述照明模式转换开关2被切换至所述第二档位，所述照明模式转换开关2所提供的所述照明模式模拟量信号为夜视绿工作信号。
所述亮度调节电位器3对应于所述导光板本体1。通过所述亮度调节电位器3，调节所述导光板本体1中工作中的光源的亮度值。所述亮度调节电位器3用于提供亮度调节模拟量信号。转动所述亮度调节电位器3，即可调节所述亮度调节模拟量信号的大小。
需要说明的是，所述导光板本体1及所述亮度调节电位器3的数量可以是1个，2个，或更多个，以实际需要而定。
所述信号采集模块4用于接收来自所述照明模式转换开关2的所述照明模式模拟量信号以及来自所述亮度调节电位器3的所述亮度调节模拟量信号并且将所述照明模式模拟量信号及所述亮度调节模拟量信号转换为对应的照明模式数字量信号及亮度调节数字量信号以输出给所述CPU控制模块5。
所述CPU控制模块5用于接收来自所述信号采集模块4的所述照明模式数字量信号及所述亮度调节数字量信号。
根据所述照明模式数字量信号，所述CPU控制模块5确定所述导光板的工作模式。当所述照明模式数字量信号对应的是蓝白光工作信号，所述CPU控制模块5控制所述导光板中所述蓝白光光源工作，所述夜视绿光源不工作。当所述照明模式数字量信号对应的是夜视绿工作信号，所述CPU控制模块5控制所述导光板中所述夜视绿光源工作，所述蓝白光光源不工作。
根据所述亮度调节数字量信号，所述CPU控制模块5向所述调光驱动模块6输出电压调节信号及PWM调节信号。
请参见图2，所述调光驱动模块6具有电压调节驱动单元61及PWM调节驱动单元62。所述电压调节驱动单元61用于根据来自所述CPU控制模块5的所述电压调节信号输出对应的导光板驱动电压。所述PWM调节驱动单元62用于根据来自所述CPU控制模块5的所述PWM调节信号改变所述导光板驱动电压的占空比。所述导光板本体1由来自所述PWM调节驱动单元62的所述导光板驱动电压驱动。
当所述亮度调节数字量信号所对应的亮度值较高时，则所述CPU控制模块5维持所述PWM调节信号不变，通过所述电压调节信号对所述导光板本体1进行亮度调节。
当所述亮度调节数字量信号所对应的亮度值较低时，则所述CPU控制模块5维持所述电压调节信号不变，通过所述PWM调节信号对所述导光板本体1进行亮度调节，采用占空比调光方式，通过控制电子开关的占空比，进而调节通断时间的比例，基于人眼的视觉暂留原理，对光源的亮度取平均值，达到调节亮度的目的。
上述亮度值的较高较低，是一个相对概念，具体高低的分界线以实际需要设定。
以上仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但且不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。