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原文传递一种基于温度反馈的光源控制设备及方法

专利名称：	一种基于温度反馈的光源控制设备及方法
摘要：	本发明公开了一种基于温度反馈的光源控制设备及方法，包括温度反馈组件、光源组件、遮光筒、第三透镜、第四透镜、分光组件、图像接收装置、第二反馈控制器、光源驱动组件。温度反馈组件用于监测发射光源温度；第三透镜用于将点光源发出的光转换为平行光；第四透镜用于将平行光透射至分光组件；分光组件用于将平行光分成第一路光束和第二路光束，将第一路光束透射至目标物体上，将第二路光束反射至图像接收装置上；第二反馈控制器用于提取图像中的特征数据，基于特征数据确定第二路光束的光参数，基于第二路光束的光参数，调整透射至目标物体上的第一路光束的光参数。本发明即能够调整照射到待测物质上的光源的光参数，也能兼顾发射光源发热问题。
专利类型：	发明专利
申请人：	天津大学
发明人：	林凌;侯星卫;张梦秋;李刚
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
申请号：	CN201911418069.5
公开号：	CN111060461A
代理机构：	天津市北洋有限责任专利代理事务所
代理人：	王蒙蒙
分类号：	G01N21/25;G01N21/01;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/25;G01N21/01
申请人地址：	300072 天津市南开区卫津路92号
主权项：	1.一种基于温度反馈的光源控制设备，其特征在于，包括温度反馈组件(11)、光源组件(12)、遮光筒(13)、第三透镜(14)、第四透镜(15)、分光组件(16)、图像接收装置(17)、第二反馈控制器(19)、光源驱动组件(20)；其中，所述光源组件(12)，用于将发射光源转换为点光源；所述光源组件(12)设置在所述遮光筒(13)内；所述光源驱动组件(20)，用于驱动发射光源使所述发射光源发射光谱；所述温度反馈组件(11)，用于监测发射光源温度，避免发射光源的温度过高引起所发出光的光强变化；所述第三透镜(14)，用于将所述点光源发出的光转换为平行光；所述第四透镜(15)，用于将经过所述第三透镜(14)得到的所述平行光透射至所述分光组件(16)；所述分光组件(16)，用于将经过所述第四透镜(15)的所述平行光分成第一路光束和第二路光束，并将所述第一路光束透射至目标物体上，将所述第二路光束反射至所述图像接收装置(17)上；所述图像接收装置(17)，用于对所述第二路光束进行采集，得到图像；所述第二反馈控制器(19)，用于提取所述图像中的特征数据；基于提取的特征数据，确定所述第二路光束的光参数；基于所述第二路光束的光参数，调整透射至所述目标物体上的所述第一路光束的光参数。 2.根据权利要求1所述的一种基于温度反馈的光源控制设备，其特征在于，所述光源组件(12)包括：第一透镜(120)，用于将发射光源发出的光转换为平行光；第二透镜(121)，用于对经过所述第一透镜(120)得到的所述平行光进行汇聚，得到汇聚后的光；以及，光阑(122)，用于将汇聚后的光通过光阑孔径形成点光源；其中，所述第一透镜(120)、所述第二透镜(121)和所述光阑(122)设置在所述遮光筒(13)内。 3.根据权利要求1所述的一种基于温度反馈的光源控制设备，其特征在于，所述温度反馈组件(11)包括：温度传感器(110)，用于检测发射光源的温度；散热器(111)，用于对发射光源进行散热；以及，第一反馈控制器(112)，用于接收所述温度传感器(110)的温度信号，来判定是否与预设温度一致，并向所述散热器(111)发射指令控制所述散热器(111)工作；当温度高于预设温度时，控制所述散热器(111)工作直到温度降低至所设阈值。 4.根据权利要求2所述的一种基于温度反馈的光源控制设备，其特征在于，所述光阑(122)接收孔径调整指令，响应所述孔径调整指令，将所述光阑孔径由第一孔径调整为第二孔径，并通过所述第二孔径将汇聚后的光形成点光源。 5.根据权利要求1所述的一种基于温度反馈的光源控制设备，其特征在于，所述光参数包括：光强和/或光斑。 6.根据权利要求5所述的一种基于温度反馈的光源控制设备，其特征在于，所述第二反馈控制器(19)将所述第二路光束的光参数与预设光参数进行比较，得到比较结果；基于所述比较结果，调整透射至所述目标物体上的所述第一路光束的光参数。 7.根据权利要求6所述的一种基于温度反馈的光源控制设备，其特征在于，所述第二反馈控制器(19)将所述第二路光束的光强与预设光强进行比较，得到比较结果：当所述光强小于预设光强时，控制发射光源的驱动电压或驱动电流增大，以使所述光强增大至预设光强；当所述光强大于预设光强时，控制发射光源的驱动电压或驱动电流降低，以使所述光强减小至预设光强。 8.根据权利要求6所述的一种基于温度反馈的光源控制设备，其特征在于，所述第二反馈控制器(19)，确定所述第二路光束的光斑：当所述光斑参数值大于预设光斑时，控制所述第四透镜(15)从当前位置移动至第一位置，以缩短所述第四透镜(15)与所述点光源之间的距离从而使透射至所述目标物体上的所述第一路光束的光斑变小；当所述光斑参数值小于预设光斑时，控制所述第四透镜(15)从当前位置移动至第二位置，以增大所述第四透镜(15)与所述点光源之间的距离从而使透射至所述目标物体上的所述第一路光束的光斑变大。 9.根据权利要求6所述的一种基于温度反馈的光源控制设备，其特征在于，所述第二反馈控制器(19)，确定所述第二路光束的光强：当所述光强参数值大于预设光强时，控制所述第三透镜(14)从当前位置移动至第三位置，以增大所述第三透镜(14)与所述点光源之间的距离从而使透射至所述目标物体上的所述第一路光束的光强变小；当所述光强参数值小于预设光强时，控制所述第三透镜(14)从当前位置移动至第四位置，以缩短所述第三透镜(14)与所述点光源之间的距离从而使透射至所述目标物体上的所述第一路光束的光强变大。 10.根据权利要求1至9任意一项所述的一种基于温度反馈的光源控制设备，其特征在于，光源控制设备还包括透镜位移组件(18)，所述透镜位移组件(18)用于移动所述第三透镜(14)和所述第四透镜(15)，包括：电机(460)；第一离合器(461)；第一驱动轴(462)，所述第三透镜(14)安装在所述第一驱动轴(462)上，当确定控制所述第三透镜(14)移动时，通过所述电机(460)驱动所述第一离合器(461)带动所述第一驱动轴(462)运动，控制所述第三透镜(14)发生移动；第二离合器(463)；以及，第二驱动轴(464)，所述第四透镜(15)安装在所述第二驱动轴(464)上，当确定控制所述第四透镜(15)移动时，通过所述电机(460)驱动所述第二离合器(463)带动所述第二驱动轴(464)运动，控制所述第四透镜(15)发生移动。 11.一种基于温度反馈的光源控制方法，其特征在于，采用上述权利要求1至10任一项所述的光源控制设备，光源控制方法包括以下步骤：利用所述基于温度反馈的光源控制设备中的温度反馈组件(11)监测发射光源的温度，并利用所述温度反馈组件(11)的第一反馈控制器(112)控制散热器(111)对发射光源进行散热，避免其因为长久工作而温度上升，从而引起所发射光的光强发生变化的情况；利用所述基于温度反馈的光源控制设备中的图像接收装置(17)，对所述分光组件(16)反射的第二路光束进行采集，得到图像；利用所述基于温度反馈的光源控制设备中的第二反馈控制器(19)，提取所述图像的特征，确定第二路光束的光参数；将预设光强与第二路光束的光强作对比，基于对比结果，控制光源驱动组件(20)调整发射光源的驱动电压或驱动电流，调整透射至所述目标物体上的所述第一路光束的光参数；或，将预设光参数与第二路光束的光参数作对比，基于对比结果，控制透镜位移组件(18)移动所述第三透镜(14)和所述第四透镜(15)，调整透射至所述目标物体上的所述第一路光束的光参数。
所属类别：	发明专利