CN114599132B - 一种成像照明光源驱动脉冲产生装置及摄影照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种成像照明光源驱动脉冲产生装置及摄影照明装置，包括高压驱动电源，以及按信号传输方向依次连接的信号脉宽判断电路、信号脉冲产生电路和脉冲电流源驱动电路；信号脉宽判断电路，用于实现对输入信号脉冲宽度进行筛选，为信号脉冲产生电路提供脉冲触发信号；信号脉冲产生电路，用于产生并调节输出不同脉冲宽度的脉冲信号；脉冲电流源驱动电路，用于产生脉冲驱动信号以驱动LED光源阵列；高压驱动电源，用于为脉冲电流源驱动电路提供连续可调的驱动电压，实现LED光源阵列输出功率可调功能。本发明能够为爆轰与冲击波精密物理过程等场景的超高速摄影系统提供脉宽可调、大视场照明，从而提高摄影系统的成像质量。

Description

一种成像照明光源驱动脉冲产生装置及摄影照明装置

技术领域

本发明涉及成像技术领域，具体涉及高速成像技术领域，更具体涉及一种成像照明光源驱动脉冲产生装置及摄影照明装置。

背景技术

超高速摄影技术是研究高速运动过程的一种行之有效的方法，它能够将被观测瞬态事件（宏观的、细观的和微观的）的时间过程放大，直观形象地反映高速过程或事物瞬态变化及发展趋势的一维、二维时间和空间信息，具有其它测试手段不可替代的优点。在爆轰物理、冲击波物理、加速器物理、惯性约束聚变（ICF）和激光与物质相互作用等研究领域中被广泛应用。

超高速摄影在对目标进行拍摄过程中，由于拍摄频率高达2×10⁸幅/s，曝光时间最短可达5ns，常常需要进行补充照明。目前在爆轰与冲击波等精密物理实验中，对于大视场拍摄目标，通常采用的照明方式为高压管状脉冲氙灯加反光罩，以此实现管状氙灯照明。由于管状氙灯的发光特性，灯管位置会产生亮带，使得照明区域不均匀，对成像质量造成影响。此外，脉冲氙灯的工作电压高达几千伏，容易对周边设备造成干扰，影响实验装置和超高速摄影系统的正常工作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：大视场超高速摄影常规的脉冲氙灯的工作电压高达几千伏，容易对实验装置及周边设备造成干扰，影响实验装置和超高速摄影系统的正常工作。本发明提供了解决上述问题的一种成像照明光源驱动脉冲产生装置及摄影照明装置，能够为爆轰与冲击波精密物理过程等场景的超高速摄影系统提供工作电压低至几十伏、功率可调、脉宽可调、大视场照明装置，从而提高摄影系统的成像质量。

本发明通过下述技术方案实现：

一种成像照明光源驱动脉冲产生装置，包括高压驱动电源，以及按信号传输方向依次连接的信号脉宽判断电路、信号脉冲产生电路和脉冲电流源驱动电路；所述信号脉宽判断电路，用于实现对输入信号脉冲宽度进行筛选，为信号脉冲产生电路提供脉冲触发信号；所述信号脉冲产生电路，用于产生并调节输出不同脉冲宽度的脉冲信号；所述脉冲电流源驱动电路，用于产生脉冲驱动信号以驱动LED光源阵列； 所述高压驱动电源，用于为脉冲电流源驱动电路提供连续可调的驱动电压，实现LED光源阵列输出功率可调功能。

超高速摄影在对目标进行拍摄过程中，由于拍摄频率高达2×10⁸幅/s，曝光时间最短可达5ns，常常需要进行补充照明。目前在爆轰与冲击波等精密物理实验中，对于大视场拍摄目标，通常采用的照明方式为高压管状脉冲氙灯加反光罩，以此实现管状氙灯照明。脉冲氙灯的工作电压高达几千伏，容易对周边设备造成干扰，影响实验装置和超高速摄影系统的正常工作。

在以上技术背景和实际需求的牵引下，本发明提出了一种工作电压低、脉宽可调、功率可调的成像照明光源驱动脉冲产生装置，用于大视场超高速摄影照明；本发明在爆炸与冲击、微物质喷射、高速碰撞及流体动力学实验的高速成像中有着广阔的应用前景。

本发明提供的成像照明光源驱动脉冲产生装置是一种超高速成像照明光源驱动脉冲产生装置，主要由信号脉宽判断电路、信号脉冲产生电路、脉冲电流源驱动电路和高压驱动电源组成，能够为大功率LED光源阵列提供一种高可靠性、快边缘、高驱动电流且脉冲宽度可调的驱动电压，用于实现LED光源输出功率和脉冲宽度可调的功能。

本发明装置相比脉冲氙灯具有工作电压低、可进行静态连续照明和动态脉冲照明的优点，对实验装置周边设备的干扰小且能满足摄影系统动、静态两种工作模式的照明需求，在爆轰物理、冲击波物理、加速器物理、惯性约束聚变（ICF）和激光与物质相互作用等研究领域中有广阔的应用前景。

进一步优选，所述信号脉宽判断电路包括单稳态触发器与RC电路的组合，以及逻辑与门；所述单稳态触发器和RC电路的组合用于对输入脉冲信号处理产生一个固定延时的脉冲信号；所述逻辑与门用于将输入脉冲信号与固定延时的脉冲信号进行比较与筛选。

进一步优选，所述信号脉宽判断电路包括单稳态触发器、电阻、电容和逻辑与门；所述信号脉宽判断电路设置两条并联电路，信号脉宽判断电路的输入端的一侧用于输入脉冲信号、另一侧接并联电路分支点；并联电路的一条支路的输出端接逻辑与门的输入端；并联电路的另一条支路依次经至少一个单稳态触发器连接至逻辑与门的输入端；所述电阻的一端作为使能信号的输入端、另一端接入单稳态触发器的R/C接口；电容的一端接C接口、另一端接R/C接口；逻辑与门的输出端用于连接所述信号脉冲产生电路的输入端。

对于信号脉宽判断电路，在被输入脉冲触发后由单稳态触发器与RC电路的组合产生一个固定延时的脉冲信号，再通过逻辑与门与输入脉冲信号比较，实现对输入信号脉冲宽度的筛选，提高和实现复杂的电磁环境下的抗干扰能力，并为脉冲产生电路提供可靠的脉冲触发信号。

进一步优选，所述信号脉冲产生电路包括多路单稳态触发器与RC电路的组合，以及单刀多掷选择开关；所述多路单稳态触发器与RC电路的组合用于产生不同脉冲宽度的脉冲信号，所述单刀多掷选择开关用于选择连续高电平信号和不同的脉冲宽度的信号，实现脉冲宽度可调功能。

进一步优选，所述多路单稳态触发器的输入端与信号脉宽判断电路的输出端连接，多路单稳态触发器的输出端与单刀多掷选择开关的输入端连接；所述RC电路的电阻的一端作为使能信号的输入端、另一端接入单稳态触发器的R/C接口；RC电路的电容的一端接C接口、另一端接R/C接口。

对于信号脉冲产生电路，由多个单稳态触发器与RC电路的组合，产生不同脉冲宽度的脉冲信号，由单刀多掷选择开关选择不同的脉冲宽度的信号，实现脉冲宽度可调功能，并且单刀多掷开关的其中一个触点信号为高电平，选择后则可实现连续照明功能。

进一步优选，所述脉冲电流源驱动电路包括MOSFET驱动器、耦合电容、NMOS管和PMOS管；所述MOSFET驱动器用于接收信号脉冲产生电路产生的脉冲触发信号和连续高电平信号，经耦合电容输出正脉冲信号；所述NMOS管用于接收正脉冲信号，并导通产出负脉冲信号；所述PMOS管用于接收负脉冲信号，并导通产出电流脉冲驱动信号去驱动LED光源阵列。

进一步优选，所述脉冲电流源驱动电路还包括电阻和二级管；在耦合电容至NMOS管的电路上并联接入电阻和二级管，起到保护作用；或在NMOS管至PMOS管的电路上并联接入电阻和二级管，起到保护作用。

对于脉冲电流源驱动电路，当MOSFET驱动器被输入脉冲触发后会通过耦合电容输出正脉冲驱动NMOS管，NMOS迅速导通产出高压负脉冲驱动电流PMOS管，PMOS管会以更快的速度导通，产生高速高压大电流脉冲驱动信号驱动LED光源阵列。脉冲电流源驱动电路会产生高速、高压、大电流脉冲驱动信号以驱动LED光源阵列，获得脉冲宽度可调的LED光束。高压驱动电源，为脉冲电流源驱动电路提供连续可调的驱动电压，实现LED光源输出功率可调功能。

一种摄影照明装置，包括LED光源阵列和上述的一种成像照明光源驱动脉冲产生装置；成像照明光源驱动脉冲产生装置的脉冲电流源驱动电路的输出端与LED光源阵列连接。对于LED光源阵列，优选采用由多颗发光角度小、抗静电等级高、功率密度高的白光LED光源封装而成。

进一步优选，还包括沿光传播路线上依次设置的聚光镜和菲涅尔透镜；所述聚光镜，用于对LED光源阵列输出的LED光源进行汇聚，实现对LED光源光斑的汇聚与匀化；所述菲涅尔透镜，用于对LED光束进行准直扩束。

菲涅尔透镜与传统透镜相比具有面积大、重量轻、价格低、轻便易携带等优点，为正透镜，用于对LED光束进行准直扩束。

进一步优选，还包括光阑；所述光阑设置在聚光镜和菲涅尔透镜之间，用于限制LED光束的大小、消除杂光。

LED光源阵列产生的光束依次通过所述聚光镜、所述光阑和所述菲涅尔透镜，形成亮度和脉冲宽度可调的大视场均匀光斑。

超高速摄影在对目标进行拍摄过程中，由于拍摄频率高达2×10⁸幅/s，曝光时间最短可达5ns，常常需要进行补充照明。目前在爆轰与冲击波等精密物理实验中，对于大视场拍摄目标，通常采用的照明方式为高压管状脉冲氙灯加反光罩，以此实现管状氙灯照明。由于管状氙灯的发光特性，灯管位置会产生亮带，使得照明区域不均匀，对成像质量造成影响。

在以上技术背景和实际需求的牵引下，本发明提供了一种摄影照明装置，主体包括成像照明光源驱动脉冲产生装置、LED光源阵列和LED照明光斑匀化扩束装置。

成像照明光源驱动脉冲产生装置，能够为大功率LED光源阵列提供一种高可靠性、快边缘、高驱动电流且脉冲宽度可调的驱动电压，作为核心组件支撑大功率LED高速成像照明光源的研制，采用高压驱动电源，为照明光源驱动脉冲产生装置提供连续可调的驱动电压，从而实现LED光源阵列的输出功率和脉冲宽度可调，对周边设备的干扰小且能满足动静态两种工作模式的照明需求。

采用聚光镜和光阑获取均匀性好、杂光少、大小适中的LED光斑，采用菲涅尔透镜获取均匀的大视场LED照明光源。优选设计，所述聚光镜与所述LED光源阵列连接，所述光阑设置于所述聚光镜的后焦面和所述菲涅尔透镜的前焦面上；LED光源阵列、聚光镜、光阑和菲涅尔透镜成一条直线排布。

本发明具有如下的优点和有益效果：

本发明提供的超高速成像照明光源驱动脉冲产生装置主要由信号脉宽判断电路、信号脉冲产生电路、脉冲电流源驱动电路和高压驱动电源组成，能够为大功率LED光源阵列提供一种高可靠性、快边缘、高驱动电流且脉冲宽度可调的驱动电压，实现LED光源输出功率和脉冲宽度可调的功能。具有可进行静态连续照明和动态脉冲照明的优点，对实验装置周边设备的干扰小且能满足摄影系统动静态两种工作模式的照明需求，在爆轰物理、冲击波物理、加速器物理、惯性约束聚变（ICF）和激光与物质相互作用等研究领域中有广阔的应用前景。

本发明提供的照明装置，主要采用LED照明光源驱动脉冲产生装置和光斑匀化扩束装置组成，光斑匀化扩束装置主要包括聚光镜、光阑和菲涅尔透镜。其中由多颗LED光源封装而成的LED光源阵列光束先汇聚再扩束，实现对LED光源的光斑匀化及准直扩束，形成均匀、输出功率和脉冲宽度可调的大视场LED光斑，获得大视场均匀照明的效果，从而提高摄影系统的成像质量，有效解决了采用氙灯照明方式照明区域不均匀的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的一种超高速成像照明光源驱动脉冲产生装置总体原理框图。

附图1中标记及对应的零部件名称：101-信号脉宽判断电路；102-信号脉冲产生电路；103-脉冲电流源驱动电路；104-高压驱动电源；105-LED光源阵列。

图2为本发明的信号脉宽判断电路的输入输出时序示意图。

附图2中标记及对应的零部件名称：201-输入脉冲信号；202-具有固定延时不同脉宽的脉冲信号；t1表示固有延时时间，t2表示输入信号的脉宽时间，t3表示可调脉宽时间。

图3为本发明的信号脉宽判断电路示意图。

附图3中标记及对应的零部件名称：301-信号脉宽判断电路输入端；302-电阻Ⅰ；303-电阻Ⅱ；304-单稳态触发器Ⅰ；305-电阻Ⅲ；306-电容Ⅰ；307-单稳态触发器Ⅱ；308-电阻Ⅳ；309-电容Ⅱ；310-逻辑与门；311-筛选后的脉冲触发信号输出端。

图4为本发明的信号脉冲产生电路示意图；图4（a）表示稳态触发器与RC电路的组合示意图，图4（b）表示单刀多掷选择开关示意图。

附图4中标记及对应的零部件名称：401-信号脉冲产生电路输入端；402-稳态触发器；403-电阻；404-电容；405-不同脉宽的脉冲信号产生端；410连续高电平信号输入端；411～414-不同脉宽的脉冲信号输入端；415-单刀多掷选择开关；416-选定脉宽的脉冲信号输出端。

图5为本发明的脉冲电流源驱动电路示意图。

附图5中标记及对应的零部件名称：501-脉冲信号输入端；502-MOSFET驱动器；503-耦合电容；504-第一电阻；505-第二电阻；506-保护二极管；507-第三电阻；508-NMOS管；509-保护二极管；510-高压供电端；511-PMOS管；512-脉冲驱动信号输出端；

图6为本发明一种摄影照明装置光路示意图。

附图6中标记及对应的零部件名称：601-LED光源阵列；602-聚光镜；603-光阑；604-菲涅尔透镜。

图7为采用脉冲氙灯照明的光斑。

图8为采用本发明的LED照明光斑。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实施例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。

在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。

在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

实施例1

本实施例提供了一种高速成像照明光源驱动脉冲产生装置，如图1所述，包括高压驱动电源、信号脉宽判断电路、信号脉冲产生电路和脉冲电流源驱动电路，按信号传输方向，信号脉宽判断电路、信号脉冲产生电路和脉冲电流源驱动电路依次连接。

所述信号脉宽判断电路，用于实现对输入信号脉冲宽度进行筛选，为信号脉冲产生电路提供脉冲触发信号；

所述信号脉冲产生电路，用于产生并调节输出不同脉冲宽度的脉冲信号；

所述脉冲电流源驱动电路，用于产生脉冲驱动信号以驱动LED光源阵列，脉冲电流源驱动电路的输出端连接LED光源阵列；

所述高压驱动电源，用于为脉冲电流源驱动电路提供连续可调的驱动电压，实现LED光源阵列输出功率可调功能。

实施例2

在实施例1的基础上进一步优化设计，对信号脉宽判断电路、信号脉冲产生电路和脉冲电流源驱动电路分别设计如下：

（1）信号脉宽判断电路

如图3所示，信号脉宽判断电路包括电阻Ⅰ、电阻Ⅱ、两组单稳态触发器与RC电路的组合，以及逻辑与门。单稳态触发器和RC电路的组合用于对输入脉冲信号处理产生一个固定延时的脉冲信号；逻辑与门用于将输入脉冲信号与固定延时的脉冲信号进行比较与筛选。

信号脉宽判断电路设置两条并联电路，信号脉宽判断电路的输入端的一侧用于输入脉冲信号、另一侧经电阻Ⅰ后接并联电路分支点；并联电路的一条支路的输出端接逻辑与门的输入端；并联电路的另一条支路依次经两个单稳态触发器连接至逻辑与门的输入端；对于每组单稳态触发器与RC电路的组合中，RC电路的电阻的一端作为使能信号的输入端、另一端接入单稳态触发器的R/C接口；RC电路的电容的一端接C接口、另一端接R/C接口；逻辑与门的输出端用于连接所述信号脉冲产生电路的输入端。脉冲信号输入后分为两路，其中一路经过单稳态触发器及RC电路的组合产生一个具有固定延时的脉冲信号，与另一路输入脉冲信号一同输入逻辑与门进行比较，实现对输入信号脉冲宽度的筛选。

如图2所示为信号脉宽判断电路输入输出时序示意图。第一路脉冲信号为输入脉冲信号，用于后续输入逻辑与门进行脉冲宽度的比较与筛选。第二路脉冲信号在被触发后由单稳态触发器产生一个固定延时的脉冲信号，经过逻辑与门完成脉冲宽度的筛选。

（2）信号脉冲产生电路

如图4所示，信号脉冲产生电路包括多路单稳态触发器与RC电路的组合，以及单刀多掷选择开关；多路单稳态触发器与RC电路的组合（如图4（a）所示）用于产生不同脉冲宽度的脉冲信号，单刀多掷选择开关（如图4（b）所示）用于选择不同的脉冲宽度的信号和连续高电平信号，实现脉冲宽度可调功能和连续照明功能。对于脉冲宽度可调功能，多路单稳态触发器的输入端与信号脉宽判断电路的输出端连接，多路单稳态触发器的输出端与单刀多掷选择开关的输入端连接，具体地，每路单稳态触发器与RC电路的组合的输出端与单刀多掷选择开关对应的一个信号输入端接通。

对于每路单稳态触发器与RC电路的组合，其中RC电路的电阻的一端接入电源端（+5V）、另一端接入单稳态触发器的R/C接口，RC电路的电容的一端接C接口、另一端接R/C接口，构成不同的脉冲宽度信号，其中脉冲宽度时间由RC电路中的电阻R与电容C的值决定（脉冲宽度时间≈0.45×电阻R×电容C）。

对于连续照明功能，单刀多掷开关的一个输入端接入连续高电平端（+5V），选择开关与该输入端连接后则输出常态高电平信号。

（3）脉冲电流源驱动电路

如图5所示，脉冲电流源驱动电路包括MOSFET驱动器、耦合电容、NMOS管、PMOS管、电阻和二级管。

MOSFET驱动器用于接收信号脉冲产生电路产生的脉冲触发信号和连续高电平信号，当接收到脉冲触发信号时，MOSFET驱动器输出信号经耦合电容输出正脉冲信号；NMOS管用于接收正脉冲信号，并导通产出负脉冲信号；PMOS管用于接收负脉冲信号，并导通产出正电流脉冲驱动信号去驱动LED光源阵列。脉冲电流源驱动电路还包括电阻和二级管；在耦合电容至NMOS管的电路上并联接入电阻和二级管，起到保护作用；在NMOS管至PMOS管的电路上并联接入电阻和二级管，起到保护作用。

脉冲产生电路产生的脉冲触发信号从输入端输入，驱动MOSFET驱动器，通过耦合电容输出正脉冲使NMOS管迅速导通，产出高压负脉冲驱动电流，驱动PMOS管，PMOS管会以更快的速度导通，在脉冲驱动信号输出端产生高速、高电压、大电流脉冲驱动信号来驱动LED光源阵列。

当接收到连续高电平信号时，高电平信号经驱动MOSFET驱动器输出+12V/+24V连续电压驱动信号，经第一电阻与第二电阻分压后使NMOS管栅极电压维持大于导通电压（大于5V），使NMOS管处于连续导通状态，输出为0V信号进而驱动PMOS管处于连续导通状态，为LED光源阵列提供连续电流驱动。

高压驱动电源为脉冲电流源驱动电路提供连续可调的驱动电压，在不同电压的驱动下LED光源驱动电流会随之变化，其中在连续照明模式下提供+20V~+25V驱动电压，动态脉冲照明模式下提供+20V~+90V驱动电压。实现输出功率、脉冲宽度可调的功能。

此外，在脉冲照明模式下驱动LED光源阵列的驱动电压几十伏较脉冲氙灯驱动电压几千伏而言有较低的工作电压，对外界辐射的电磁干扰会大幅度减小，几十伏特级别电压脉冲产生的电磁干扰更易被屏蔽和衰减，对实验装置及周边设备的干扰小。

实施例3

本实施例提供了一种大视场超高速摄影照明装置，如图6所示，包括LED光源阵列、聚光镜、光阑、菲涅尔透镜和实施例2提供的成像照明光源驱动脉冲产生装置；成像照明光源驱动脉冲产生装置的脉冲电流源驱动电路的输出端与LED光源阵列连接。LED光源阵列601由多颗发光角度小、抗静电等级高、功率密度高的白光LED光源封装而成。

聚光镜设置于LED光源阵列出光一侧，使得从LED光源阵列输出光束的发散角不致过大，光阑设置于聚光镜远离LED光源阵列的一侧，菲涅尔透镜设置于光阑远离聚光镜的一侧。LED光束经聚光镜汇聚在光阑上，光阑位于聚光镜的后焦面位置，用于限制照明光源的大小、消除杂光，该位置也是菲涅尔透镜的前焦面，最终由菲涅尔透镜出射均匀的大视场照明光斑。聚光镜的法线、光阑的法线和菲涅尔透镜的法线位于同一直线，LED光源阵列发出的光束依次通过聚光镜、光阑和菲涅尔透镜，形成均匀的大视场照明光斑。

在本实施例中，聚光镜为对LED光源阵列出射光束起到汇聚与匀化作用，光阑限制照明光源的大小、消除杂光，菲涅尔透镜对光束起到准直和扩束的作用。

如图7示出了采用脉冲氙灯照明的光斑；如图8示出了本发明实施例获得的LED照明光斑，由图可见，整个LED光斑均匀，很大程度上提高了成像质量。

本发明实施例还提供了一种大视场超高速摄影照明方法，应用于上述LED照明光源驱动脉冲产生装置和光斑匀化扩束装置，实现对LED光源阵列输出功率和脉冲宽度的可调功能，对LED出射光斑先汇聚再扩束，由此获得亮度和脉宽可调、均匀的大视场LED光斑，从而在与其它成像系统耦合时提高成像质量。

综上，本发明实施例提供的大视场超高速摄影照明装置，通过应用照明光源驱动脉冲产生装置对大功率LED光源阵列的输出功率和脉冲宽度进行控制，实现LED光源亮度和脉冲宽度可调的功能，使用光斑匀化扩束装置（即包括聚光镜、光阑和菲涅尔透镜的组合），获得均匀的大视场LED光斑，能够有效解决采用氙灯照明方式照明区域不均匀及工作电压高对周边设备干扰的问题，提高了摄影系统成像质量。本发明装置具有输出功率可调、脉宽可调、可进行静态连续照明和动态脉冲照明的优点，能满足摄影系统动静态两种工作模式的照明需求，在爆轰物理、冲击波物理、加速器物理、惯性约束聚变（ICF）和激光与物质相互作用等研究领域中有广阔的应用前景。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种成像照明光源驱动脉冲产生装置，其特征在于，包括高压驱动电源，以及按信号传输方向依次连接的信号脉宽判断电路、信号脉冲产生电路和脉冲电流源驱动电路；

所述信号脉宽判断电路，用于实现对输入信号脉冲宽度进行筛选，为信号脉冲产生电路提供脉冲触发信号；

所述信号脉冲产生电路，用于产生并调节输出不同脉冲宽度的脉冲信号；

所述脉冲电流源驱动电路，用于产生脉冲驱动信号以驱动LED光源阵列；

所述高压驱动电源，用于为脉冲电流源驱动电路提供连续可调的驱动电压，实现LED光源阵列输出功率可调功能；

所述信号脉宽判断电路包括单稳态触发器与RC电路的组合，以及逻辑与门；

所述单稳态触发器和RC电路的组合用于对输入脉冲信号处理产生一个固定延时的脉冲信号；

所述逻辑与门用于将输入脉冲信号与固定延时的脉冲信号进行比较与筛选；

所述信号脉宽判断电路包括单稳态触发器、电阻、电容和逻辑与门；

所述信号脉宽判断电路设置两条并联电路，信号脉宽判断电路的输入端的一侧用于输入脉冲信号、另一侧接并联电路分支点；

并联电路的一条支路的输出端接逻辑与门的输入端；并联电路的另一条支路依次经至少一个单稳态触发器连接至逻辑与门的输入端；

所述电阻的一端作为使能信号的输入端、另一端接入单稳态触发器的R/C接口；电容的一端接C接口、另一端接R/C接口；

逻辑与门的输出端用于连接所述信号脉冲产生电路的输入端；

所述信号脉冲产生电路包括多路单稳态触发器与RC电路的组合，以及单刀多掷选择开关；

所述多路单稳态触发器与RC电路的组合用于产生不同脉冲宽度的脉冲信号，所述单刀多掷选择开关用于选择连续高电平信号和不同的脉冲宽度的信号，实现脉冲宽度可调功能；

所述多路单稳态触发器的输入端与信号脉宽判断电路的输出端连接，多路单稳态触发器的输出端与单刀多掷选择开关的输入端连接；

所述RC电路的电阻的一端作为使能信号的输入端、另一端接入单稳态触发器的R/C接口；RC电路的电容的一端接C接口、另一端接R/C接口。

2.根据权利要求1所述的一种成像照明光源驱动脉冲产生装置，其特征在于，所述脉冲电流源驱动电路包括MOSFET驱动器、耦合电容、NMOS管和PMOS管；

所述MOSFET驱动器用于接收信号脉冲产生电路产生的脉冲触发信号和连续高电平信号，经耦合电容输出正脉冲信号；

所述NMOS管用于接收正脉冲信号，并导通产出负脉冲信号；

所述PMOS管用于接收负脉冲信号，并导通产出电流脉冲驱动信号去驱动LED光源阵列。

3.根据权利要求2所述的一种成像照明光源驱动脉冲产生装置，其特征在于，所述脉冲电流源驱动电路还包括电阻和二级管；在耦合电容至NMOS管的电路上并联接入电阻和二级管，起到保护作用；或在NMOS管至PMOS管的电路上并联接入电阻和二级管，起到保护作用。

4.一种摄影照明装置，包括LED光源阵列，其特征在于，还包括权利要求1至3任一项所述的一种成像照明光源驱动脉冲产生装置；成像照明光源驱动脉冲产生装置的脉冲电流源驱动电路的输出端与LED光源阵列连接。

5.根据权利要求4所述的一种摄影照明装置，其特征在于，还包括沿光传播路线上依次设置的聚光镜和菲涅尔透镜；

所述聚光镜，用于对LED光源阵列输出的LED光源进行汇聚，实现对LED光源光斑的汇聚与匀化；

所述菲涅尔透镜，用于对LED光束进行准直扩束。

6.根据权利要求4所述的一种摄影照明装置，其特征在于，还包括光阑；所述光阑设置在聚光镜和菲涅尔透镜之间，用于限制LED光束的大小、消除杂光。

Images