CN208383085U - 一种光源发散角自动检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光源发散角自动检测装置，包括密闭实验箱，密闭实验箱内设置有滑台，滑台的一端为伺服电机，另一端为吸附于滑台端部的磁力底座，磁力底座上设有相机，滑台上具有滑块，该滑块上具有光源和分光镜，光源的光线照射方向垂直于滑台的移动方向。与现有技术相比，本实用新型的一种光源发散角自动检测装置，测量部件放置在昏暗的密闭实验箱内，避免了杂散光的干扰及其他物体散射引起的光路通道上的测量误差，实验箱内壁直接作为光源光斑接收端节省了光斑接收板，滑块的移动更加精准，由计算机控制相机的拍摄动作，滑块移动、拍摄、计算功能由计算机一并完成。

Description

一种光源发散角自动检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种光源发散角自动检测装置，属于自动化光源参数检测装置技术领域。

背景技术

目前国内外测量光源发散角的主要方法针对激光光源，根据对发散角的理解方法不同主要有透镜变换法，光强分布测量法，双孔法，基于高斯光束理论主要有远场焦斑法、可变光阑法、刀口扫描法；针对LED 光源主要方法是将光源置于二维转台上高精度旋转按二维坐标测发光强度绘制空间光强分布图，或固定光源通过多角度测量估计发散角大小。这些方法都需要较为复杂的光学系统，或用CCD 器件加透镜反复调整、或用可变光阑连续调整、或需各种耦合系统。申请公布号 CN 103575239 A的专利提出了以较为简洁的测量光路实现发散角测量的方法，在装置结构上步进电机和测量环境都是造成测量误差的诸多因素。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种光源发散角自动检测装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种光源发散角自动检测装置，包括密闭实验箱，所述密闭实验箱内设置有滑台，滑台垂直于密闭实验箱的内壁，所述滑台的一端为伺服电机，另一端为吸附于滑台端部的磁力底座，磁力底座上设有相机，所述滑台上具有可沿滑台长度方向移动的滑块，该滑块上具有光源和可转动调节的分光镜，所述光源的光线照射方向垂直于滑台的移动方向，所述光源、分光镜、相机处于同一水平高度。

作为进一步的优选方案，所述密闭实验箱外部设置有计算机，密闭实验箱的侧壁上开设有通孔，计算机与相机之间具有数据线，数据线贯穿通孔。

作为进一步的优选方案，所述滑块上设置有可升降的调节支杆，所述光源安装在调节支杆上。

作为进一步的优选方案，所述滑块为长方形结构，滑块垂直于滑台，所述光源和分光镜分别设在滑块长方形结构的两端。

作为进一步的优选方案，所述滑台内置丝杆，丝杠端部固定在伺服电机的输出端，所述滑块底部具有与丝杠配合的固定螺母，滑块位于丝杆上。

作为进一步的优选方案，所述密闭实验箱内壁为深色。

与现有技术相比，本实用新型的一种光源发散角自动检测装置，测量部件放置在内部涂黑的金属密闭实验箱内，避免了杂散光的干扰及其他物体散射引起的光路通道上的测量误差，实验箱内壁直接作为光源光斑接收端节省了光斑接收板，滑块的移动更加精准，由计算机控制相机的拍摄动作，滑块移动、拍摄、计算功能由计算机一并完成。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是密闭实验箱内部结构示意图；

图3是滑块的结构示意图；

图4是本实用新型的光路示意图；

其中，1-密闭实验箱，2-滑台，3-伺服电机，4-磁力底座4，5-相机，6-滑块，7-光源，8-分光镜，9-计算机，10-数据线，11-调节支杆，12-可调电源，13-光源电源线，14-电机驱动器，15-伺服电机控制板，16-直流电源，17-第一交流电源线，18-第二交流电源线，19-交流电插座，20-交流电源线，21-电机控制信号线。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的优选技术方案。

本实用新型的一种光源发散角自动检测装置，为实现发散角测量方法的简洁、测量结果的准确，适应多种光源发散角测量，本发明在以几何光学为测量原理的基础上，增加内部黑色涂层的金属密闭实验箱可防尘、排除杂散光干扰、减少微粒散射，利用伺服电机调整测量距离，使测量结果更为准确。

具体结构包括密闭实验箱1，密闭实验箱1内壁为深色，密闭实验箱1内壁上最好为黑色涂层，使用时形成暗盒用于光斑捕获，密闭实验箱1内设置有滑台2，滑台2垂直于密闭实验箱1的一面内壁，滑台2置于实验箱中间位置，所述滑台2的一端为伺服电机3，另一端为吸附于滑台2端部或密闭实验箱1底部的磁力底座4，磁力底座4上设有相机5，相机5朝向的密闭实验箱1内壁即为光斑接收屏，相机稳定在密闭实验箱1内，所述滑台2上具有可沿滑台2长度方向移动的滑块6，该滑块6上具有光源7和可转动调节的分光镜8，所述光源7的光线照射方向垂直于滑台2的移动方向，所述光源7、分光镜8、相机5处于同一水平高度，且均在密闭实验箱1内部中间高度，相机5光轴与光源7光轴垂直，分光镜8分别与相机5光轴和光源7光轴呈45度夹角，将光源7出射光束向光斑接收屏反射；

所述密闭实验箱1外部设置有计算机9，近伺服电机3一侧的实验箱内壁作为光斑接收屏，近相机5一侧的实验箱内壁低端有一通孔，相机的数据线10、伺服电机控制板的信号线经通孔与箱外计算机9相连，驱动电源的电源线、相机电源线经通孔与外部交流电插座相连，伺服电机3连接电机驱动器、电机控制板、直流电源。

计算机9驱动伺服电机3驱动滑台2移动，形成不同位置的完整不饱和光斑图像并捕获，根据位置差及相机5参数可计算光源发散角，计算方法参考申请公布号为CN103575239 A的专利。

滑块6为长方形结构，滑块6垂直于滑台2，所述光源7和分光镜8分别设在滑块6长方形结构的两端，具体的说，含光路结构的滑块6为矩形，安装在滑台2上，滑块6的一个宽边超出滑台2，位于滑台2外，滑块6长边与滑台2垂直，滑块6上一侧有一固定杆，杆上装有分光镜8，另一侧有可升降的调节支杆11，用于支撑待测光源7。滑块6宽边一侧有两个接线柱，接线柱连接待测光源的供电电源，连接后经通孔与可调电源相连。

滑台2内置丝杆，丝杠端部固定在伺服电机3的输出端，所述滑块6底部具有与丝杠配合的固定螺母，滑块6位于丝杆上，滑台2两侧限位于滑块6，滑块6在丝杆的转动下，可沿滑台2移动。

通电后，计算机9发出指令，经电机控制板、电机驱动器达伺服电机3，带动滑块6按指定方向指定距离运动。伺服电机3驱动的滑块6运动在速度上、精度上、稳定度上都优于步进电机。当滑块6在滑台2上移动时，光路保持稳定。滑块6往相机5端移动时光斑变大，滑块6向接收内壁方向移动时，光斑变小。形成不同位置的两幅完整光斑图像由相机5拍摄，传输至计算机。当光斑图像亮度不饱和时，亮度值最高点即为光斑中心，通过阈值设置找出半径；亮度过饱和时，缩短曝光时间直至中心亮度恰小于饱和值，再求半径。根据位置差、半径差及相机参数可计算光源发散角。

密闭实验箱1外部设置可调电源12，滑块6上具有两个接线柱，光源7上设置有两根电线分别连接一个接线柱，然后两根电线线路合并连接至可调电源12上的光源电源线13。

密闭实验箱1内具有电机驱动器14、伺服电机控制板15、直流电源16，伺服电机3与电机驱动器14之间具有线路，相机5上具有第一交流电源线17；电机驱动器14线路连接直流电源16，直流电源16上具有第二交流电源线18，密闭实验箱1外部设置有交流电插座19，计算机9连接交流电插座19，交流电插座19上具有交流电源线20，第一交流电源线17和第二交流电源线18线路合并并连接交流电源线20。

电机驱动器14连接伺服电机控制板15，伺服电机控制板15上具有电机控制信号线21，计算机9上具有数据线10，电机控制信号线21线路合并至数据线10。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、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，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种光源发散角自动检测装置，其特征在于：包括密闭实验箱（1），所述密闭实验箱（1）内设置有滑台（2），滑台（2）垂直于密闭实验箱（1）的内壁，所述滑台（2）的一端为伺服电机（3），另一端为吸附于滑台（2）端部的磁力底座（4），磁力底座（4）上设有相机（5），所述滑台（2）上具有可沿滑台（2）长度方向移动的滑块（6），该滑块（6）上具有光源（7）和可转动调节的分光镜（8），所述光源（7）的光线照射方向垂直于滑台（2）的移动方向，所述光源（7）、分光镜（8）、相机（5）处于同一水平高度。

2.根据权利要求1所述的一种光源发散角自动检测装置，其特征在于：所述密闭实验箱（1）外部设置有计算机（9），密闭实验箱（1）的侧壁上开设有通孔，计算机（9）与相机（5）之间具有数据线（10），数据线（10）贯穿通孔。

3.根据权利要求1所述的一种光源发散角自动检测装置，其特征在于：所述滑块（6）上设置有可升降的调节支杆（11），所述光源（7）安装在调节支杆（11）上。

4.根据权利要求1所述的一种光源发散角自动检测装置，其特征在于：所述滑块（6）为长方形结构，滑块（6）垂直于滑台（2），所述光源（7）和分光镜（8）分别设在滑块（6）长方形结构的两端。

5.根据权利要求1所述的一种光源发散角自动检测装置，其特征在于：所述滑台（2）内置丝杆，丝杠端部固定在伺服电机（3）的输出端，所述滑块（6）底部具有与丝杠配合的固定螺母，滑块（6）位于丝杆上。

6.根据权利要求1所述的一种光源发散角自动检测装置，其特征在于：所述密闭实验箱（1）内壁为深色。