CN212163765U - 一种频闪光源控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种频闪光源控制器，包括外部触发模块、控制器模块和光源驱动模块；外部触发模块用于接收干接点信号并输出触发信号给控制器模块；控制器模块用于接收触发信号并输出脉冲信号给光源驱动模块，光源驱动模块根据脉冲信号驱动光源频闪。电流采样模块用于比较光源的电流和预设值的大小，当电流大于预设值时，电流采样模块输出保护信号给控制器模块，控制器模块接收到保护信号后中断输出脉冲信号。本实施例提供的频闪光源控制器，不仅能大幅提升光源瞬间曝光亮度，提升采图效率，改善图像质量，间接减少光源中LED灯的数量，还能抑制光源内部升温，从而延长光源的使用寿命。

Description

一种频闪光源控制器

技术领域

本实用新型属于光源控制技术领域，尤其涉及一种频闪光源控制器。

背景技术

自动固晶机设备通常设有光源，用于镜头拍摄图像时提供照明。在传统的照明工艺中，通常采用PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)技术调节光源的亮度。

但是，该调光方式会让光源长时间持续工作，例如在镜头拍摄过程和拍摄完成后至下一次拍摄开始前之间的拍摄间隙时，光源均维持亮灯状态，使得光源持续发热，导致光源长时间处于较高温度状态，从而缩短了光源的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种频闪光源控制器，使用频闪的方式点亮光源，在拍摄过程时光源亮灯，在拍摄间隙时光源灭灯，以抑制光源持续发热升温，解决上述因光源长时间处于较高温度状态，从而缩短了光源的使用寿命的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种频闪光源控制器，包括外部触发模块、控制器模块和光源驱动模块；

所述外部触发模块电连接所述控制器模块，所述外部触发模块用于接收干接点信号并输出触发信号给所述控制器模块；

所述光源驱动模块电连接所述控制器模块，所述控制器模块用于接收所述触发信号并输出脉冲信号给所述光源驱动模块，所述光源驱动模块电连接有光源，所述光源驱动模块根据所述脉冲信号驱动所述光源频闪。

可选地，频闪光源控制器还包括电流采样模块，所述电流采样模块分别电连接所述光源驱动模块和所述控制器模块；

所述电流采样模块用于比较所述光源的电流和预设值的大小；

当所述电流大于所述预设值时，所述电流采样模块输出保护信号给所述控制器模块，所述控制器模块接收到所述保护信号后中断输出所述脉冲信号。

可选地，所述外部触发模块包括：

多个信号输入通道，每个所述信号输入通道设有一光电耦合器。

可选地，所述光源驱动模块包括多个驱动电路，每个所述驱动电路连接有一LED灯组；

所述驱动电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第一电容和第一NMOS管；

所述第一电阻的第一端连接所述控制器模块，用于接收所述脉冲信号，第二端连接所述第一三极管的基极；

所述第一三极管的发射极连接第一接地端，所述第一三极管的集电极分别连接所述第二电阻的第一端和所述第二三极管的基极；

所述第二电阻的第二端分别连接所述第三电阻的第二端、所述第三三极管的集电极、所述第一电容的正极、电源电极和所述LED灯组的正极端；

所述第二三极管的集电极分别连接所述第三电阻的第一端、所述第四电阻的第二端、所述第三三极管的基极和所述第四三极管的基极，所述第二三极管的发射极分别连接所述第四电阻的第一端、所述第四三极管的集电极、所述第一电容的负极、所述第五电阻的第一端和第二接地端；

所述第三三极管的发射极分别连接所述第四三极管的发射极和所述第一NMOS管的栅极；

所述第一NMOS管的源极连接所述LED灯组的负极端，所述第一NMOS管的漏极连接所述第五电阻的第二端。

可选地，所述采样模块包括基准电压电路和电压比较电路；

所述基准电压电路的输出端提供基准电压；

所述电源比较电路的输入端设有第一比较端和第二比较端，所述第一比较端连接所述第一NMOS管的漏极，所述第二比较端连接所述基准电压电路的输出端；

所述电压比较电路的输出端连接所述控制器模块，当所述第一比较端的电压大于所述基准电压时，所述电压比较电路的输出端输出保护信号，所述控制器模块接收到所述保护信号后中断输出所述脉冲信号。

可选地，频闪光源控制器还包括：

通信模块，所述通信模块与所述控制器模块连接，用于所述控制器模块与外界通讯；

电源模块，用于向所述外部触发模块、所述控制器模块、所述光源驱动模块、所述电流采样模块和所述通信模块供电。

可选地，所述脉冲信号为幅值可调的脉冲电压。

与现有技术相比，本实用新型实施例具有以下有益效果：

工作时，外部触发模块用于接收干接点信号，根据干接点信号的状态不同，选择是否输出触发信号给控制器模块。控制器收到触发信号后输出脉冲信号，以此控制光源频闪。本实用新型实施例提供的一种频闪光源控制器，在拍摄过程时光源亮灯，在拍摄间隙时光源灭灯，以频闪的方式代替PWM调光的方式亮灯，实现抑制光源持续发热升温，解决上述因光源长时间处于较高温度状态，从而缩短了光源的使用寿命的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。

图1为本实用新型实施例提供的频闪光源控制器的结构框图；

图2为本实用新型实施例提供的电源模块的电路图；

图3为本实用新型实施例提供的外部触发模块的电路图；

图4为本实用新型实施例提供的控制器模块的电路图；

图5为本实用新型实施例提供的驱动电路的电路图；

图6为本实用新型实施例提供的基准电压电路的电路图；

图7为本实用新型实施例提供的电压比较电路的电路图。

具体实施方式

为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

请参阅图1所示，本实施例提供了一种频闪光源控制器，用于控制LED灯以频闪的方式亮灯，当需要照明时，LED灯亮灯，当不需要照明时，LED灯灭灯。以频闪的方式亮灯，特别适用于不需要持续照明的场合。例如在自动固晶机设备中，当有工件到达指定位置时，需要提供照明辅助镜头拍摄图像，当指定位置没接工件时，无需提供照明。

本实施例提供的频闪光源控制器，使用频闪的方式点亮光源(包括LED灯组)，在拍摄过程时光源亮灯，在拍摄间隙时光源灭灯，以抑制光源持续发热升温，解决现有技术中因光源长时间处于较高温度状态，从而缩短了光源的使用寿命的问题。

具体的，该频闪光源控制器包括外部触发模块110、控制器模块120、光源驱动模块130、电流采样模块140、通信模块150和电源模块160。

电源模块160用于向外部触发模块110、控制器模块120、光源驱动模块130、电流采样模块140和通信模块150供电。

通信模块150用于控制器模块120与外界通讯。

外部触发模块110电连接控制器模块120，外部触发模块110用于接收干接点信号并输出触发信号给控制器模块120。

干接点信号有两种状态，即导通和断开。当干接点信号为导通时，外部触发模块110发出触发信号给控制器模块120。

光源驱动模块130电连接控制器模块120，控制器模块120用于接收触发信号并输出脉冲信号给光源驱动模块130，光源驱动模块130电连接有光源，光源驱动模块130根据脉冲信号驱动光源频闪。

因此，控制器模块120接收到触发信号后，发出脉冲信号驱动光源频闪。具体的，脉冲信号可以是幅值可调的脉冲电压。

因此，光源可以根据脉冲电压的频率亮灯，调节脉冲占空比以调节每个亮灯周期内亮灯的持续时间，每个周期的亮灯持续时间可以调整为0～999微妙。

由于采用频闪的方式亮灯，不仅可以抑制光源内部升温，延长光源的使用寿命，还可以通过调大脉冲信号的幅值提升瞬间曝光亮度，从而改善拍摄的图像质量，从而间接减少光源中LED灯的数量。

需要说明的是，由于LED灯有额定电压，当采用PWM调光时，由于LED灯持续亮灯，工作电压不能大于额定电压，防止烧LED灯。但是当采用频闪方式亮灯时，可以调大幅值，使LED灯工作电压大于额定电压，以提升LED灯照明亮度，即提升瞬间曝光亮度。

进一步的，电流采样模块140分别电连接光源驱动模块130和控制器模块120。

电流采样模块140用于比较光源的电流和预设值的大小。

当电流大于预设值时，电流采样模块140输出保护信号给控制器模块120，控制器模块120接收到保护信号后中断输出脉冲信号。

本实施例中，通过设置电流采样模块140实时监测光源的电流，以防止该电流大于预设值(即最大允许电流)。当该电流大于预设值时，即发生异常时，电流采样模块140输出保护信号给控制器模块120，以使控制器模块120及时中断输出脉冲信号，进而关闭光源。待排除异常时，电流采样模块140不再输出保护信号，控制器模块120停止中断。

综上所述，本实施例提供的频闪光源控制器，不仅能大幅提升光源瞬间曝光亮度，提升采图效率，改善图像质量，间接减少光源中LED灯的数量，还能抑制光源内部升温，从而延长光源的使用寿命。

实施例二

请参阅图2至图7所示，在实施例一的基础上，本实施例分别公开了电源模块的电路图、外部触发模块的电路图、控制器模块的电路图、驱动电路的电路图、基准电压电路的电路图和电压比较电路的电路图。

具体的，请参阅图2所示，电源模块包括5V电源芯片LM2596S-5.0(德州仪器(TI)有限公司提供)和3.3V电源芯片SPX1117M3-L-3-3(艾科嘉信息技术有限公司提供)，该电源模块能够提供VCC24V、VCC5V和VCC3.3V三种电压。

外部触发模块包括多个信号输入通道，每个信号输入通道设有一光电耦合器，如图3所示，光电耦合器为东芝公司的TLP281光耦。

请参阅图4所示，控制器模块选用STM32F103C8T6，由意法半导体公司提供。

进一步，请参阅图5所示，光源驱动模块包括4个驱动电路，每个驱动电路连接有一LED灯组。

以第一个驱动电路为例。

驱动电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第一电容和第一NMOS管，其电气符号分别对应图5中的R2、R3、R4、R5、RX1、Q1、Q2、Q3、Q4、C26和MOS1。

具体的，第一电阻的第一端连接控制器模块，用于接收脉冲信号，第二端连接第一三极管的基极。

第一三极管的发射极连接第一接地端，第一三极管的集电极分别连接第二电阻的第一端和第二三极管的基极。

第二电阻的第二端分别连接第三电阻的第二端、第三三极管的集电极、第一电容的正极、电源电极和LED灯组的正极端。

第二三极管的集电极分别连接第三电阻的第一端、第四电阻的第二端、第三三极管的基极和第四三极管的基极，第二三极管的发射极分别连接第四电阻的第一端、第四三极管的集电极、第一电容的负极、第五电阻的第一端和第二接地端。

第三三极管的发射极分别连接第四三极管的发射极和第一NMOS管的栅极。

第一NMOS管的源极连接LED灯组的负极端，第一NMOS管的漏极连接第五电阻的第二端。

因此，当控制器模块发出PW1脉冲信号时，第一NMOS管根据脉冲信号进行导通或断开，以控制LED1频闪亮灯。

更进一步的采样模块包括基准电压电路和电压比较电路。

如图6所示，基准电压电路的输出端提供基准电压CP_C；

如图7所示，电源比较电路的输入端设有第一比较端和第二比较端，第一比较端连接第一NMOS管的漏极，即连接图6中的Current1，第二比较端连接基准电压电路的输出端。

电压比较电路的输出端连接控制器模块，当第一比较端的电压大于基准电压时，电压比较电路的输出端输出保护信号，即图7中的Current_Test1。控制器模块接收到保护信号后中断输出脉冲信号，进而使光源停止工作。

本实施例提供的频闪光源控制器，公开了电源模块的电路图、外部触发模块的电路图、控制器模块的电路图、驱动电路的电路图、基准电压电路的电路图和电压比较电路的电路图。该频闪光源控制器不仅能大幅提升光源瞬间曝光亮度，提升采图效率，改善图像质量，间接减少光源中LED灯的数量，还能抑制光源内部升温，从而延长光源的使用寿命。

以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种频闪光源控制器，其特征在于，包括外部触发模块、控制器模块和光源驱动模块；

所述外部触发模块电连接所述控制器模块，所述外部触发模块用于接收干接点信号并输出触发信号给所述控制器模块；

所述光源驱动模块电连接所述控制器模块，所述控制器模块用于接收所述触发信号并输出脉冲信号给所述光源驱动模块，所述光源驱动模块电连接有光源，所述光源驱动模块根据所述脉冲信号驱动所述光源频闪。

2.根据权利要求1所述的频闪光源控制器，其特征在于，还包括电流采样模块，所述电流采样模块分别电连接所述光源驱动模块和所述控制器模块；

所述电流采样模块用于比较所述光源的电流和预设值的大小；

当所述电流大于所述预设值时，所述电流采样模块输出保护信号给所述控制器模块，所述控制器模块接收到所述保护信号后中断输出所述脉冲信号。

3.根据权利要求2所述的频闪光源控制器，其特征在于，所述外部触发模块包括：

多个信号输入通道，每个所述信号输入通道设有一光电耦合器。

4.根据权利要求2所述的频闪光源控制器，其特征在于，所述光源驱动模块包括多个驱动电路，每个所述驱动电路连接有一LED灯组；

所述驱动电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第一电容和第一NMOS管；

所述第一电阻的第一端连接所述控制器模块，用于接收所述脉冲信号，第二端连接所述第一三极管的基极；

所述第一三极管的发射极连接第一接地端，所述第一三极管的集电极分别连接所述第二电阻的第一端和所述第二三极管的基极；

所述第二电阻的第二端分别连接所述第三电阻的第二端、所述第三三极管的集电极、所述第一电容的正极、电源电极和所述LED灯组的正极端；

所述第二三极管的集电极分别连接所述第三电阻的第一端、所述第四电阻的第二端、所述第三三极管的基极和所述第四三极管的基极，所述第二三极管的发射极分别连接所述第四电阻的第一端、所述第四三极管的集电极、所述第一电容的负极、所述第五电阻的第一端和第二接地端；

所述第三三极管的发射极分别连接所述第四三极管的发射极和所述第一NMOS管的栅极；

所述第一NMOS管的源极连接所述LED灯组的负极端，所述第一NMOS管的漏极连接所述第五电阻的第二端。

5.根据权利要求4所述的频闪光源控制器，其特征在于，所述采样模块包括基准电压电路和电压比较电路；

所述基准电压电路的输出端提供基准电压；

所述电源比较电路的输入端设有第一比较端和第二比较端，所述第一比较端连接所述第一NMOS管的漏极，所述第二比较端连接所述基准电压电路的输出端；

所述电压比较电路的输出端连接所述控制器模块，当所述第一比较端的电压大于所述基准电压时，所述电压比较电路的输出端输出保护信号，所述控制器模块接收到所述保护信号后中断输出所述脉冲信号。

6.根据权利要求2所述的频闪光源控制器，其特征在于，还包括：

通信模块，所述通信模块与所述控制器模块连接，用于所述控制器模块与外界通讯；

电源模块，用于向所述外部触发模块、所述控制器模块、所述光源驱动模块、所述电流采样模块和所述通信模块供电。

7.根据权利要求1所述的频闪光源控制器，其特征在于，所述脉冲信号为幅值可调的脉冲电压。

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