專利名稱：數(shù)字化調(diào)光冷光源機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
技術(shù)領(lǐng)域：
本新型涉及到光學(xué)儀器，特別是一種使用單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)線性冷光輸出的數(shù)字化調(diào)光冷光源機(jī)。
背景技術(shù)：
冷光源是20世紀(jì)80年代出現(xiàn)的與醫(yī)學(xué)儀器配套的新型光源，它輸出的可見光基本上無熱量、強(qiáng)度高、無陰影，可無級調(diào)制，因而在科研、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、微電子學(xué)上得到廣泛應(yīng)用。據(jù)天津大學(xué)1992年2月邱慶軍的碩士學(xué)位論文“智能醫(yī)用氙燈冷光源的研制”報(bào)道，單片機(jī)的引入使儀器具有工作檢測、生命記錄、定時(shí)等多功能，并對氙燈光源、加熱元件、風(fēng)冷機(jī)構(gòu)、調(diào)光機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。但未明確提出使用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)線性冷光輸出。目前在大部分冷光源商品機(jī)上仍存在不少問題，主要有三點(diǎn)1、熱射線殘留大；2、無級調(diào)制不成線性，使用不便，現(xiàn)大部分冷光源機(jī)上使用的調(diào)光電路仍為雙向可控硅相位控制調(diào)光電路，因?yàn)樵撾娐肥抢每煽毓鑼?dǎo)通角的變化來實(shí)現(xiàn)調(diào)光的，因此當(dāng)光亮度要求嚴(yán)格線性輸出時(shí)，就很難做到，況且傳統(tǒng)的光源調(diào)節(jié)是靠手旋動電位器來完成，由于電位器本身的機(jī)械原因，造成對光源調(diào)節(jié)的線性度靠人眼識別僅僅是一個(gè)大概的范圍；3、弱光輸出時(shí)不穩(wěn)定，因?yàn)楫?dāng)需要弱光輸出時(shí)，由于該線路是基本交流50Hz進(jìn)行調(diào)節(jié)相位，其頻率較低，相位切割較多。實(shí)現(xiàn)對冷光源開發(fā)的漸進(jìn)型的創(chuàng)新，使冷光源具有一些新的優(yōu)良功能，拓寬其用途，為當(dāng)務(wù)之急。
(三)實(shí)用新型內(nèi)容本新型的目的是為了為公眾提供一種用單片機(jī)控制的數(shù)字化線性調(diào)光、能輸出低熱射線含量的數(shù)字化調(diào)光冷光源機(jī)。
本新型數(shù)字化調(diào)光冷光源機(jī)包括機(jī)箱，控制電路板、光源燈、風(fēng)冷機(jī)構(gòu)、光纖傳光束和變壓器，機(jī)箱呈長方體形，左上端面為傾斜面，控制電路板固裝在機(jī)箱內(nèi)左上端的傾斜面上，控制電路板相對應(yīng)的機(jī)箱面上設(shè)有控制按鍵，光源燈以燈頭前壓板和燈頭后壓板固裝在控制電路板下方的機(jī)箱內(nèi)的燈頭支架上，燈頭支架的上端面設(shè)置有燈頭滑板，在光源燈相對應(yīng)的機(jī)箱上配裝有輸出接頭，輸出接頭的右端口配裝有隔熱鏡，左端與光纖傳光束相匹配配裝，在隔熱鏡的左端、光纖傳光束的右端面的輸出接頭上配裝著濾光鏡，風(fēng)冷機(jī)構(gòu)由小風(fēng)扇和大風(fēng)扇組成，小風(fēng)扇配裝在光源燈的下方機(jī)箱內(nèi)，對著光源燈向左略傾斜，在小風(fēng)扇的兩側(cè)設(shè)置有導(dǎo)風(fēng)板，變壓器固裝在小風(fēng)扇的后端頭的機(jī)箱內(nèi)，大風(fēng)扇固裝在變壓器上方機(jī)箱內(nèi)的后端面上，機(jī)箱的后端面設(shè)置有電源插頭和控制開關(guān)。
所述的控制電路板上的電路是在電源的輸入端設(shè)有控制開關(guān)，并同時(shí)并聯(lián)大、小兩臺風(fēng)扇，電源經(jīng)過變壓器分別將其所產(chǎn)生的直流電源+5V輸送給單片機(jī)CPU和直流電源+24V輸送給場效應(yīng)管Q3的S極上，由單片機(jī)U2產(chǎn)生的PWM信號從6腳輸出，經(jīng)過三極管Q1驅(qū)動和Q2反相驅(qū)動之后加入場效應(yīng)管Q3的G極，從而形成大電流的PWM信號從場效應(yīng)管Q3的D極輸出加入光源燈的兩端，由單片機(jī)U2的12-19腳控制分別接到LED1和LED2的對應(yīng)管腳上，在LED1和LED2的數(shù)碼管上顯示亮度00～99檔位數(shù)值，控制按鍵SBN1和SBN2輕觸式分別連接到單片機(jī)U2的9腳和8腳上，用于數(shù)字調(diào)節(jié)亮度檔位。
本新型數(shù)字化調(diào)光冷光源機(jī)，結(jié)構(gòu)相對簡單，采用推/挽式雙風(fēng)機(jī)強(qiáng)制冷風(fēng)機(jī)構(gòu)，輸出低熱射線含量的冷光，采用AT89C2051單片機(jī)控制產(chǎn)生PWM信號輸出控制光源燈亮度，在24MHz下產(chǎn)生PWM信號的頻率為666.67Hz，頻率非常穩(wěn)定，因此，軟件上只要改變PWM信號的高電位輸出的寬度即可做到連續(xù)線性調(diào)節(jié)。具有電路簡單，光強(qiáng)輸出穩(wěn)定，其穩(wěn)定精度直接與晶振蕩器的精度相當(dāng)，比RC組成的振蕩器產(chǎn)生的穩(wěn)定度高幾個(gè)量級，光源亮度分為100個(gè)數(shù)字檔位(0-99級)精確地進(jìn)行數(shù)字調(diào)節(jié)，且具有記憶功能。它由計(jì)算機(jī)調(diào)節(jié)，也可以手動按鍵調(diào)節(jié)，或者通過并網(wǎng)遙控。


圖1為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
本新型的機(jī)箱1左上端面為傾斜面，控制電路板2固裝在機(jī)箱1內(nèi)的左上端傾斜面上，相對應(yīng)的機(jī)箱1面上設(shè)置有控制按鍵，光源燈3為帶深橢圓冷反光鏡的鹵鎢光源燈，以燈頭前壓板5和燈頭后壓板4固裝在控制電路板2下方的機(jī)箱1內(nèi)的燈頭支架6上，燈頭支架6的上端面設(shè)置有燈頭滑板11，在光源燈3相對應(yīng)的機(jī)箱1上配裝有輸出接頭7，輸出接頭7的右端口配裝有隔熱鏡10，左端與光纖傳光束8相匹配配裝，所謂的光纖傳光束8可以是一進(jìn)二出光纖、環(huán)形光纖或其他型式的光纖傳光束；在隔熱鏡10的左端、光纖傳光束8的右端面的輸出接頭7上配裝著濾光鏡9，小風(fēng)扇12配裝在光源燈3的下方機(jī)箱1內(nèi)，對著光源燈3向左略傾斜，在小風(fēng)扇12的兩側(cè)設(shè)置有控制小風(fēng)扇12工作時(shí)風(fēng)流向的一個(gè)導(dǎo)風(fēng)板13，變壓器14固裝在小風(fēng)扇12的后端機(jī)箱1內(nèi)，大風(fēng)扇15固裝在變壓器14后上方機(jī)箱1內(nèi)的后端面上，小風(fēng)扇12、大風(fēng)扇15和導(dǎo)風(fēng)板13形成一個(gè)推/挽式風(fēng)冷機(jī)構(gòu)，強(qiáng)制風(fēng)冷效果好，使輸出冷光含熱射線更少。
所述的控制電路板2上的電路是由AT89C2051單片機(jī)來控制產(chǎn)生PWM信號，它是在電源的輸入端設(shè)有控制開關(guān)HD，并同時(shí)并聯(lián)大、小兩臺風(fēng)扇FS1、FS2，220V交流電源經(jīng)過變壓器變換為交流18V，交流18V經(jīng)過整流器ZB和電容C1產(chǎn)生+24V直流電壓，同時(shí)直流+24V電壓經(jīng)過單片機(jī)U1三端+5V穩(wěn)壓器產(chǎn)生+5V電壓給AT89C2051單片機(jī)U2供電，由AT89C2051單片機(jī)U2產(chǎn)生的PWM信號從6腳輸出，經(jīng)過電阻上接電阻R1和限流電阻R2驅(qū)動三極管Q1的b極，通過三極管Q1增加PWM信號的輸出驅(qū)動能力，由三極管Q1的c極輸出的PWM信號經(jīng)過R3流入場效應(yīng)管Q3產(chǎn)生大電流的PWM信號，由場效應(yīng)管Q3的D極輸出到J1的1腳，J1的1腳和2腳接鹵鎢光源燈兩端，由AT89C2051單片機(jī)U2的12-19腳控制分別接到數(shù)碼管LED1和LED2的對應(yīng)管腳上，在數(shù)碼管LED1和LED2上顯示亮度00～99檔位數(shù)值，控制按鍵SBN1和SBN2輕觸式分別連接到AT89C2051單片機(jī)U2的9腳和8腳上，用于數(shù)字調(diào)節(jié)亮度檔位。因采用PWM信號來控制鹵鎢燈，調(diào)節(jié)鹵鎢燈的亮度方便，比直接改變加在鹵鎢燈兩端的電壓來得方便，電路簡單；電子調(diào)節(jié)，不存在機(jī)械磨損；易于數(shù)字化管理，特別是在進(jìn)行計(jì)算機(jī)自動調(diào)光的亮度處理時(shí)來得十分方便。
權(quán)利要求1.一種數(shù)字化調(diào)光冷光源機(jī)，包括機(jī)箱(1)，控制電路板(2)、光源燈(3)、風(fēng)冷機(jī)構(gòu)、光纖傳光束(8)和變壓器(14)，其特征在于機(jī)箱(1)左上端面為傾斜面，控制電路板(2)固裝在機(jī)箱(1)內(nèi)左上端的傾斜面上，控制電路板(2)相對應(yīng)的機(jī)箱(1)面上設(shè)有控制按鍵，光源燈(3)以燈頭前壓板(5)和燈頭后壓板(4)固裝在控制電路板(2)下方的機(jī)箱(1)內(nèi)的燈頭支架(6)上，燈頭支架(6)的上端面設(shè)置有燈頭滑板(11)，在光源燈(3)相對應(yīng)的機(jī)箱(1)上配裝有輸出接頭(7)，輸出接頭(7)的右端口配裝有隔熱鏡(10)，左端與光纖傳光束(8)相匹配配裝，在隔熱鏡(10)的左端、光纖傳光束(8)的右端面的輸出接頭(7)上配裝著濾光鏡(9)，風(fēng)冷機(jī)構(gòu)由小風(fēng)扇(12)和大風(fēng)扇(15)組成，小風(fēng)扇(12)配裝在光源燈(3)的下方機(jī)箱(1)內(nèi)，對著光源燈(3)向左略傾斜，在小風(fēng)扇(12)的兩側(cè)設(shè)置有導(dǎo)風(fēng)板(13)，變壓器(14)固裝在小風(fēng)扇(12)的后端頭的機(jī)箱(1)內(nèi)，大風(fēng)扇(15)固裝在變壓器(14)上方機(jī)箱(1)內(nèi)的后端面上，機(jī)箱(1)的后端面設(shè)置有電源插頭和控制開關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化調(diào)光冷光源機(jī)，其特征在于控制電路板(2)上的電路是在電源的輸入端設(shè)有控制開關(guān)，并同時(shí)并聯(lián)大、小兩臺風(fēng)扇，電源經(jīng)過變壓器分別將其所產(chǎn)生的直流電源+5V輸送給單片機(jī)CPU和直流電源+24V輸送給場效應(yīng)管Q3的S極上，由單片機(jī)U2產(chǎn)生的PWM信號從6腳輸出，經(jīng)過三極管Q1驅(qū)動和Q2反相驅(qū)動之后加入場效應(yīng)管Q3的G極，從而形成大電流的PWM信號從場效應(yīng)管Q3的D極輸出加入光源燈的兩端，由單片機(jī)U2的12-19腳控制分別接到LED1和LED2的對應(yīng)管腳上，在LED1和LED2的數(shù)碼管上顯示亮度00～99檔位數(shù)值，控制按鍵SBN1和SBN2輕觸式分別連接到單片機(jī)U2的9腳和8腳上，用于數(shù)字調(diào)節(jié)亮度檔位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化調(diào)光冷光源機(jī)，其特征在于光纖傳光束(8)可為一進(jìn)二出光纖或環(huán)形光纖。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化調(diào)光冷光源機(jī)，其特征在于所述的光源燈(3)為帶深橢圓冷反光鏡的鹵鎢光源燈。
專利摘要一種數(shù)字化調(diào)光冷光源機(jī)，包括機(jī)箱，控制電路板、光源燈、風(fēng)冷機(jī)構(gòu)、光纖傳光束和變壓器，控制電路板固裝在機(jī)箱內(nèi)左上端的傾斜面上，機(jī)箱面上設(shè)有控制按鍵，光源燈固裝在控制電路板下方的燈頭支架上，輸出接頭配裝在光源燈相對應(yīng)的機(jī)箱上，其右端口配裝有隔熱鏡，右端頭與光纖傳光束相匹配配裝，光纖傳光束右端面的輸出接頭上配裝著濾光鏡，小風(fēng)扇配裝在光源燈的下方，兩側(cè)有導(dǎo)風(fēng)板，變壓器固裝機(jī)箱內(nèi)后端頭，大風(fēng)扇固裝在機(jī)箱內(nèi)的后端面上，機(jī)箱后端面設(shè)有電源插頭和控制開關(guān)。本新型結(jié)構(gòu)簡單，輸出低熱射線含量的冷光，由AT89C2051單片機(jī)來控制產(chǎn)生PWM信號輸出控制光源燈亮度，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)線性調(diào)節(jié)，電路簡單，光強(qiáng)輸出穩(wěn)定，且具有記憶功能。
文檔編號F21V29/00GK2867088SQ20052003549
公開日2007年2月7日 申請日期2005年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月12日
發(fā)明者蕭澤新, 張旭, 孫安青 申請人:桂林電子工業(yè)學(xué)院