CN204127795U - 一种用于彩色图像采集的可调光谱光源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于彩色图像采集的可调光谱光源，其特征在于：多光谱照明单元由7个不同波长范围的LED发光二极管并联组成全光谱发光单元，其中7个LED发光二极管采用不同波长的LED，每个LED发光二极管分别连接到7个放大器驱动器，再与DSP处理模块连接，DSP处理模块与光谱采集反馈单元电路连接，光谱合成控制与驱动单元电路包括LED接口、放大器驱动器、DSP处理模块、光谱采集反馈单元接口、计算机USB接口、供电电源；其一套光源就可实现多种不同的光谱特征组成，适应于不同照明需求的所有物体，保证了彩色采集图像的性能和适应性。
Description
技术领域
本实用新型是一种用于彩色图像采集的可调光谱光源，用于彩色相机图像采集的照明。
背景技术
在彩色图像视觉系统中，由于被采集物体的表面材料不同，其反射光谱、和吸收光谱不同。为了采集真实的彩色图像，彩色图像采集系统中的光源的光谱要与被采集物体材料特性相匹配。采用传统的固定光谱特征光源，无法满足对不同物体的真实图像采集。例如，有些材料适合短波长光谱光源的照明，而有些材料适合长波长光谱光源照明，采用一套传统的固定光谱特征光源无法满足要求，只能通过改换图像采集照明光源解决，增加了成本，限制了彩色图像视觉系统的性能和适应性。
发明内容
为了解决这个问题，本实用新型的目的在于提供一种用于彩色图像采集的可调光谱光源，其一套光源就可实现多种不同的光谱特征组成，适应于不同照明需求的所有物体，保证了彩色采集图像的性能和适应性。
本实用新型的技术方案是这样实现的：一种用于彩色图像采集的可调光谱光源，由多光谱照明单元、放大器驱动器、DSP处理模块、光谱采集反馈单元组成；其特征在于：多光谱照明单元由7个不同波长范围的LED发光二极管并联组成全光谱发光单元，其中7个LED发光二极管采用不同波长的LED，主体颜色与波长范围分别是：波长范围为615纳米-650纳米的红光LED发光二极管、波长范围为600纳米-610纳米的橙色LED发光二极管、波长范围为580纳米-595纳米黄色LED发光二极管、波长范围为565纳米-575纳米黄绿LED发光二极管、波长范围为495纳米-530纳米绿色LED发光二极管、波长范围为450纳米-480纳米蓝光LED发光二极管、波长范围为370纳米-410纳米紫色LED发光二极管；每个LED发光二极管分别连接到7个放大器驱动器，再与DSP处理模块连接，DSP处理模块与光谱采集反馈单元电路连接，光谱合成控制与驱动单元电路包括LED接口、放大器驱动器、DSP处理模块、光谱采集反馈单元接口、计算机USB接口、供电电源；所述的LED接口是连接到7个LED发光二极管，用于控制发光二极管电流；
所述放大器驱动器是把DSP处理模块传输过来的控制信号进行放大处理后驱动LED发光二极管发光；
所述光谱采集反馈单元接口接收发光二极管的光谱值后再发送给DSP处理模块的接口；
LED接口单元的每一个接口的1脚接RCD-24的每一个模块的5脚，
LED接口单元的每一个接口的2脚接RCD-24的每一个模块的6脚，
放大器驱动器单元中每一个RCD-24的2脚接对应的LM358的7脚，
每一个RCD-24的3脚接DSP处理模块对应的I/O口，
每一个LM358的5脚接DSP处理模块对应的I/O口，
DSP处理模块的135脚接光谱采集反馈单元接口的2脚，
DSP处理模块的136脚接光谱采集反馈单元接口的1脚，
DSP处理模块的132脚接计算机USB接口单元的18脚，
DSP处理模块的131脚接计算机USB接口单元的19脚，
DSP处理模块的130脚接计算机USB接口单元的20脚，
DSP处理模块的129脚接计算机USB接口单元的21脚，
DSP处理模块的128脚接计算机USB接口单元的22脚，
DSP处理模块的127脚接计算机USB接口单元的23脚，
DSP处理模块的124脚接计算机USB接口单元的24脚，
DSP处理模块的123脚接计算机USB接口单元的25脚。
所述的DSP处理模块采用TMS320F28335, 计算机USB接口USB-CY7C68013A-56,
供电电源采用TPS767D301。
本实用新型的积极效果是采用一套光源，就可实现反射光谱和颜色各不相同的物体的真实图像采集，提高了彩色采集图像的性能和适应性；提高了模式识别、数字图像处理、机器视觉等各领域的彩色图像视觉技术的发展，实现产业化。
附图说明
图1为本实用新型的示意图。
图2 为光谱合成控制与驱动单元电路框图。
图3为本实用新型的电路连接图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的描述：如图1-3所示，一种用于彩色图像采集的可调光谱光源，由多光谱照明单元、光谱合成控制与驱动单元、光谱采集反馈单元组成；其特征在于：多光谱照明单元由7个不同波长范围的LED发光二极管并联组成全光谱发光单元，其中7个LED发光二极管采用不同波长的LED，主体颜色与波长范围分别是：波长范围为615纳米-650纳米的红光LED发光二极管、波长范围为600纳米-610纳米的橙色LED发光二极管、波长范围为580纳米-595纳米黄色LED发光二极管、波长范围为565纳米-575纳米黄绿LED发光二极管、波长范围为495纳米-530纳米绿色LED发光二极管、波长范围为450纳米-480纳米蓝光LED发光二极管、波长范围为370纳米-410纳米紫色LED发光二极管；每个LED发光二极管分别连接到7个放大器驱动器，再与DSP处理模块连接，DSP处理模块与光谱采集反馈单元电路连接。
所述的光谱合成控制与驱动单元包括LED接口、放大器驱动器、DSP处理模块、光谱采集反馈单元接口、计算机USB接口、供电电源；其中所述的LED接口是连接到7个LED发光二极管，用于控制发光二极管电流；
所述放大器驱动器是把DSP处理模块传输过来的控制信号进行放大处理后驱动LED发光二极管发光；
所述光谱采集反馈单元接口接收发光二极管的光谱值后再发送给DSP处理模块的接口；
LED接口单元的每一个接口的1脚接RCD-24的每一个模块的5脚，
LED接口单元的每一个接口的2脚接RCD-24的每一个模块的6脚，
放大器驱动器单元中每一个RCD-24的2脚接对应的LM358的7脚，
每一个RCD-24的3脚接DSP处理模块对应的I/O口，
每一个LM358的5脚接DSP处理模块对应的I/O口，
DSP处理模块的135脚接光谱采集反馈单元接口的2脚，
DSP处理模块的136脚接光谱采集反馈单元接口的1脚，
DSP处理模块的132脚接计算机USB接口单元的18脚，
DSP处理模块的131脚接计算机USB接口单元的19脚，
DSP处理模块的130脚接计算机USB接口单元的20脚，
DSP处理模块的129脚接计算机USB接口单元的21脚，
DSP处理模块的128脚接计算机USB接口单元的22脚，
DSP处理模块的127脚接计算机USB接口单元的23脚，
DSP处理模块的124脚接计算机USB接口单元的24脚，
DSP处理模块的123脚接计算机USB接口单元的25脚。
所述的DSP处理模块采用TMS320F28335, 计算机USB接口USB-CY7C68013A-56,
供电电源采用TPS767D301。
使用时根据被采集物体的表面颜色、反射光谱、反射率和吸收光谱不同，指定一种光谱特征，将其传递到光谱合成控制与驱动单元。
光谱合成控制与驱动单元接收到期望的光谱特征后，将其设置为预期光源的调整目标值。
光谱合成控制与驱动单元通过光谱采集反馈单元，得到当前光源的光谱特征，将其设置为光源光谱反馈值。
光谱合成控制与驱动单元通过比较期望的光谱特征和当前光源的光谱特征，通过计算，得到7个LED发光二极管的电流值。
光谱合成控制与驱动单元驱动7个LED发光二极管的电流，通过调整每个不同波长的LED发光二极管电流，实现不同波长光谱的强度的调整。
最终，本套系统实现了符合期望的光谱特征的光源。
测量当前光源的光谱特征，经过DSP处理模块，控制7个通道的LED发光二极管的电流，从而控制各通道LED亮度的光强度，最终拟合出期望的光谱特征光源。
光谱采集反馈单元，由一台光纤光谱仪组成。一方面，它通过光纤采集光源发出的光，进行光谱特征采集；另一方面，它把光谱特征数据反馈给光谱合成控制与驱动单元。
应用时，根据不同物体的彩色采集要求，使用者提出期望的光谱特征光源，并通过计算机的人机界面，把此光谱特征传递给光谱合成控制与驱动单元。光谱合成控制与驱动单元接收到期望的光谱特征后，将其设置为闭环调整目标值。通过光谱采集反馈单元得到当前光谱特征，将其设置为反馈值。驱动7个LED发光二极管的电流，设置为控制值。光谱合成控制与驱动单元通过目标值与反馈值的误差，采用比例反馈闭环控制原理，自动调整7个LED发光二极管的电流。经过若干周期的调整，使反馈值与预期值近似，实现了使用者预期的光谱特征，实现可调光谱光源。
计算机将期望的光谱特征值通过USB接口发送到DSP处理模块中，DSPDSP处理模块将其设置为预期光源的调整目标值。
DSPDSP处理模块通过对预期的光谱目标值计算，控制驱动调整每个不同波长的LED发光二极管电流，发出对应光谱值。
与此同时，由光谱采集反馈单元对LED光源进行检测，把当前的光谱值通过光谱采集反馈单元接口传回给DSPDSP处理模块；DSPDSP处理模块通过比较期望的光谱特征和当前光源的光谱特征，通过计算，得到7个LED发光二极管的电流值，通过调整每个不同波长的LED发光二极管电流，实现不同波长光谱的强度的调整，直到符合期望的光谱特征的光源。
Claims (3)
1.一种用于彩色图像采集的可调光谱光源，由多光谱照明单元、放大器驱动器、DSP处理模块、光谱采集反馈单元组成；其特征在于：多光谱照明单元由7个不同波长范围的LED发光二极管并联组成全光谱发光单元，其中7个LED发光二极管采用不同波长的LED，主体颜色与波长范围分别是：波长范围为615纳米-650纳米的红光LED发光二极管、波长范围为600纳米-610纳米的橙色LED发光二极管、波长范围为580纳米-595纳米黄色LED发光二极管、波长范围为565纳米-575纳米黄绿LED发光二极管、波长范围为495纳米-530纳米绿色LED发光二极管、波长范围为450纳米-480纳米蓝光LED发光二极管、波长范围为370纳米-410纳米紫色LED发光二极管；每个LED发光二极管分别连接到7个放大器驱动器，再与DSP处理模块连接，DSP处理模块与光谱采集反馈单元电路连接。
2.根据权利要求1中所述的一种用于彩色图像采集的可调光谱光源，其特征在于所述的光谱合成控制与驱动单元的电路包括LED接口、放大器驱动器、DSP处理模块、光谱采集反馈单元接口、计算机USB接口、供电电源；所述的LED接口是连接到7个LED发光二极管，用于控制发光二极管电流；放大器驱动器是把DSP处理模块传输过来的控制信号进行放大处理后驱动LED发光二极管发光；所述光谱采集反馈单元接口接收发光二极管的光谱值后再发送给DSP处理模块的接口； LED接口单元的每一个接口的1脚接RCD-24的每一个模块的5脚，LED接口单元的每一个接口的2脚接RCD-24的每一个模块的6脚，放大器驱动器单元中每一个RCD-24的2脚接对应的LM358的7脚，每一个RCD-24的3脚接DSP处理模块对应的I/O口，每一个LM358的5脚接DSP处理模块对应的I/O口，DSP处理模块的135脚接光谱采集反馈单元接口的2脚，DSP处理模块的136脚接光谱采集反馈单元接口的1脚，DSP处理模块的132脚接计算机USB接口单元的18脚，DSP处理模块的131脚接计算机USB接口单元的19脚，DSP处理模块的130脚接计算机USB接口单元的20脚，DSP处理模块的129脚接计算机USB接口单元的21脚，DSP处理模块的128脚接计算机USB接口单元的22脚，DSP处理模块的127脚接计算机USB接口单元的23脚，DSP处理模块的124脚接计算机USB接口单元的24脚，DSP处理模块的123脚接计算机USB接口单元的25脚。
3.根据权利要求1中所述的一种用于彩色图像采集的可调光谱光源，其特征在于所述的DSP处理模块采用TMS320F28335, 计算机USB接口USB-CY7C68013A-56,供电电源采用TPS767D301。
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| CN113357569A (zh) * | 2021-06-02 | 2021-09-07 | 旭宇光电（深圳）股份有限公司 | 多基色led发光系统 |
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