专利名称：数字化调光冷光源机的制作方法
技术领域：
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本新型涉及到光学仪器，特别是一种使用单片机控制实现线性冷光输出的数字化调光冷光源机。
背景技术：
冷光源是20世纪80年代出现的与医学仪器配套的新型光源，它输出的可见光基本上无热量、强度高、无阴影，可无级调制，因而在科研、医学、生物学、微电子学上得到广泛应用。据天津大学1992年2月邱庆军的硕士学位论文“智能医用氙灯冷光源的研制”报道，单片机的引入使仪器具有工作检测、生命记录、定时等多功能，并对氙灯光源、加热元件、风冷机构、调光机构进行控制。但未明确提出使用单片机实现线性冷光输出。目前在大部分冷光源商品机上仍存在不少问题，主要有三点1、热射线残留大；2、无级调制不成线性，使用不便，现大部分冷光源机上使用的调光电路仍为双向可控硅相位控制调光电路，因为该电路是利用可控硅导通角的变化来实现调光的，因此当光亮度要求严格线性输出时，就很难做到，况且传统的光源调节是靠手旋动电位器来完成，由于电位器本身的机械原因，造成对光源调节的线性度靠人眼识别仅仅是一个大概的范围；3、弱光输出时不稳定，因为当需要弱光输出时，由于该线路是基本交流50Hz进行调节相位，其频率较低，相位切割较多。实现对冷光源开发的渐进型的创新，使冷光源具有一些新的优良功能，拓宽其用途，为当务之急。
(三)实用新型内容本新型的目的是为了为公众提供一种用单片机控制的数字化线性调光、能输出低热射线含量的数字化调光冷光源机。
本新型数字化调光冷光源机包括机箱，控制电路板、光源灯、风冷机构、光纤传光束和变压器，机箱呈长方体形，左上端面为倾斜面，控制电路板固装在机箱内左上端的倾斜面上，控制电路板相对应的机箱面上设有控制按键，光源灯以灯头前压板和灯头后压板固装在控制电路板下方的机箱内的灯头支架上，灯头支架的上端面设置有灯头滑板，在光源灯相对应的机箱上配装有输出接头，输出接头的右端口配装有隔热镜，左端与光纤传光束相匹配配装，在隔热镜的左端、光纤传光束的右端面的输出接头上配装着滤光镜，风冷机构由小风扇和大风扇组成，小风扇配装在光源灯的下方机箱内，对着光源灯向左略倾斜，在小风扇的两侧设置有导风板，变压器固装在小风扇的后端头的机箱内，大风扇固装在变压器上方机箱内的后端面上，机箱的后端面设置有电源插头和控制开关。
所述的控制电路板上的电路是在电源的输入端设有控制开关，并同时并联大、小两台风扇，电源经过变压器分别将其所产生的直流电源+5V输送给单片机CPU和直流电源+24V输送给场效应管Q3的S极上，由单片机U2产生的PWM信号从6脚输出，经过三极管Q1驱动和Q2反相驱动之后加入场效应管Q3的G极，从而形成大电流的PWM信号从场效应管Q3的D极输出加入光源灯的两端，由单片机U2的12-19脚控制分别接到LED1和LED2的对应管脚上，在LED1和LED2的数码管上显示亮度00～99档位数值，控制按键SBN1和SBN2轻触式分别连接到单片机U2的9脚和8脚上，用于数字调节亮度档位。
本新型数字化调光冷光源机，结构相对简单，采用推/挽式双风机强制冷风机构，输出低热射线含量的冷光，采用AT89C2051单片机控制产生PWM信号输出控制光源灯亮度，在24MHz下产生PWM信号的频率为666.67Hz，频率非常稳定，因此，软件上只要改变PWM信号的高电位输出的宽度即可做到连续线性调节。具有电路简单，光强输出稳定，其稳定精度直接与晶振荡器的精度相当，比RC组成的振荡器产生的稳定度高几个量级，光源亮度分为100个数字档位(0-99级)精确地进行数字调节，且具有记忆功能。它由计算机调节，也可以手动按键调节，或者通过并网遥控。
图1为本实用新型整体结构示意图；图2为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
本新型的机箱1左上端面为倾斜面，控制电路板2固装在机箱1内的左上端倾斜面上，相对应的机箱1面上设置有控制按键，光源灯3为带深椭圆冷反光镜的卤钨光源灯，以灯头前压板5和灯头后压板4固装在控制电路板2下方的机箱1内的灯头支架6上，灯头支架6的上端面设置有灯头滑板11，在光源灯3相对应的机箱1上配装有输出接头7，输出接头7的右端口配装有隔热镜10，左端与光纤传光束8相匹配配装，所谓的光纤传光束8可以是一进二出光纤、环形光纤或其他型式的光纤传光束；在隔热镜10的左端、光纤传光束8的右端面的输出接头7上配装着滤光镜9，小风扇12配装在光源灯3的下方机箱1内，对着光源灯3向左略倾斜，在小风扇12的两侧设置有控制小风扇12工作时风流向的一个导风板13，变压器14固装在小风扇12的后端机箱1内，大风扇15固装在变压器14后上方机箱1内的后端面上，小风扇12、大风扇15和导风板13形成一个推/挽式风冷机构，强制风冷效果好，使输出冷光含热射线更少。
所述的控制电路板2上的电路是由AT89C2051单片机来控制产生PWM信号，它是在电源的输入端设有控制开关HD，并同时并联大、小两台风扇FS1、FS2，220V交流电源经过变压器变换为交流18V，交流18V经过整流器ZB和电容C1产生+24V直流电压，同时直流+24V电压经过单片机U1三端+5V稳压器产生+5V电压给AT89C2051单片机U2供电，由AT89C2051单片机U2产生的PWM信号从6脚输出，经过电阻上接电阻R1和限流电阻R2驱动三极管Q1的b极，通过三极管Q1增加PWM信号的输出驱动能力，由三极管Q1的c极输出的PWM信号经过R3流入场效应管Q3产生大电流的PWM信号，由场效应管Q3的D极输出到J1的1脚，J1的1脚和2脚接卤钨光源灯两端，由AT89C2051单片机U2的12-19脚控制分别接到数码管LED1和LED2的对应管脚上，在数码管LED1和LED2上显示亮度00～99档位数值，控制按键SBN1和SBN2轻触式分别连接到AT89C2051单片机U2的9脚和8脚上，用于数字调节亮度档位。因采用PWM信号来控制卤钨灯，调节卤钨灯的亮度方便，比直接改变加在卤钨灯两端的电压来得方便，电路简单；电子调节，不存在机械磨损；易于数字化管理，特别是在进行计算机自动调光的亮度处理时来得十分方便。
权利要求1.一种数字化调光冷光源机，包括机箱(1)，控制电路板(2)、光源灯(3)、风冷机构、光纤传光束(8)和变压器(14)，其特征在于机箱(1)左上端面为倾斜面，控制电路板(2)固装在机箱(1)内左上端的倾斜面上，控制电路板(2)相对应的机箱(1)面上设有控制按键，光源灯(3)以灯头前压板(5)和灯头后压板(4)固装在控制电路板(2)下方的机箱(1)内的灯头支架(6)上，灯头支架(6)的上端面设置有灯头滑板(11)，在光源灯(3)相对应的机箱(1)上配装有输出接头(7)，输出接头(7)的右端口配装有隔热镜(10)，左端与光纤传光束(8)相匹配配装，在隔热镜(10)的左端、光纤传光束(8)的右端面的输出接头(7)上配装着滤光镜(9)，风冷机构由小风扇(12)和大风扇(15)组成，小风扇(12)配装在光源灯(3)的下方机箱(1)内，对着光源灯(3)向左略倾斜，在小风扇(12)的两侧设置有导风板(13)，变压器(14)固装在小风扇(12)的后端头的机箱(1)内，大风扇(15)固装在变压器(14)上方机箱(1)内的后端面上，机箱(1)的后端面设置有电源插头和控制开关。
2.根据权利要求1所述的数字化调光冷光源机，其特征在于控制电路板(2)上的电路是在电源的输入端设有控制开关，并同时并联大、小两台风扇，电源经过变压器分别将其所产生的直流电源+5V输送给单片机CPU和直流电源+24V输送给场效应管Q3的S极上，由单片机U2产生的PWM信号从6脚输出，经过三极管Q1驱动和Q2反相驱动之后加入场效应管Q3的G极，从而形成大电流的PWM信号从场效应管Q3的D极输出加入光源灯的两端，由单片机U2的12-19脚控制分别接到LED1和LED2的对应管脚上，在LED1和LED2的数码管上显示亮度00～99档位数值，控制按键SBN1和SBN2轻触式分别连接到单片机U2的9脚和8脚上，用于数字调节亮度档位。
3.根据权利要求1所述的数字化调光冷光源机，其特征在于光纤传光束(8)可为一进二出光纤或环形光纤。
4.根据权利要求1所述的数字化调光冷光源机，其特征在于所述的光源灯(3)为带深椭圆冷反光镜的卤钨光源灯。
专利摘要一种数字化调光冷光源机，包括机箱，控制电路板、光源灯、风冷机构、光纤传光束和变压器，控制电路板固装在机箱内左上端的倾斜面上，机箱面上设有控制按键，光源灯固装在控制电路板下方的灯头支架上，输出接头配装在光源灯相对应的机箱上，其右端口配装有隔热镜，右端头与光纤传光束相匹配配装，光纤传光束右端面的输出接头上配装着滤光镜，小风扇配装在光源灯的下方，两侧有导风板，变压器固装机箱内后端头，大风扇固装在机箱内的后端面上，机箱后端面设有电源插头和控制开关。本新型结构简单，输出低热射线含量的冷光，由AT89C2051单片机来控制产生PWM信号输出控制光源灯亮度，可实现连续线性调节，电路简单，光强输出稳定，且具有记忆功能。
文档编号F21V29/00GK2867088SQ20052003549
公开日2007年2月7日 申请日期2005年9月12日 优先权日2005年9月12日
发明者萧泽新, 张旭, 孙安青 申请人:桂林电子工业学院