一種光纖耦合式紅外激光光源的制作方法
【專利摘要】一種光纖耦合式紅外激光光源，屬于線陣相機(jī)光照補(bǔ)償領(lǐng)域。解決了現(xiàn)有圖像檢測系統(tǒng)采集圖像，因光照亮度不均勻，及隨著溫度變化而產(chǎn)生波長漂移，從而導(dǎo)致清晰度差的問題。它包括光纖耦合式激光器和散熱裝置，它包括驅(qū)動單元；驅(qū)動單元包括觸發(fā)電路和恒流驅(qū)動電路；驅(qū)動單元和光纖耦合式激光器固定在散熱裝置上，散熱裝置用于給驅(qū)動單元和光纖耦合式激光器進(jìn)行散熱，觸發(fā)電路的觸發(fā)信號輸出端與光纖耦合式激光器的觸發(fā)信號輸入端連接，恒流驅(qū)動電路的恒流信號輸出端與光纖耦合式激光器的恒流信號輸入端連接。它主要用于對線陣相機(jī)進(jìn)行光照補(bǔ)償。
【專利說明】
一種光纖耦合式紅外激光光源
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于線陣相機(jī)光照補(bǔ)償領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]鐵路機(jī)車和車輛作為鐵路運(yùn)輸?shù)暮诵牟糠郑圀w零部件等出現(xiàn)故障或異常將嚴(yán)重影響行車安全，因此鐵路機(jī)車和車輛的安全檢測變得更加重要。目前廣泛采用的圖像檢測系統(tǒng)，大部分采用LED燈作為補(bǔ)償光源，普遍存在光照能量不集中，拍攝圖像白天夜晚、遠(yuǎn)處近處亮度不均勻、陽光等外部光線直射時(shí)曝光過度等問題，嚴(yán)重影響拍攝圖像質(zhì)量;部分系統(tǒng)采用了激光光源作為補(bǔ)償光源，但均為一體式激光光源，補(bǔ)償光源在使用過程中需與相機(jī)一同安裝在鐵路線路上，激光器在列車通過時(shí)會因受到較大震動而降低使用壽命，同時(shí)由于室外溫度變化較大，激光器會隨著溫度變化而產(chǎn)生波長漂移，進(jìn)而影響圖片質(zhì)量。
[0003]圖像質(zhì)量決定檢車作業(yè)質(zhì)量，當(dāng)圖像質(zhì)量較差時(shí)，檢車人員無法根據(jù)圖像判斷列車故障，會給行車安全帶來隱患，同時(shí)，隨著圖像識別技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，故障自動識別將逐漸取代人工作業(yè)，較差的圖像質(zhì)量將會提高故障誤報(bào)率和漏報(bào)率，對故障自動識別的發(fā)展存在一定制約。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有圖像檢測系統(tǒng)采集圖像，因光照亮度不均勻，及隨著溫度變化而產(chǎn)生波長漂移，從而導(dǎo)致清晰度差的問題，本發(fā)明提供了一種光纖耦合式紅外激光光源。
[0005]—種光纖耦合式紅外激光光源，它包括光纖耦合式激光器和散熱裝置，它包括驅(qū)動單元；
[0006]所述的驅(qū)動單元包括觸發(fā)電路和恒流驅(qū)動電路；
[0007]驅(qū)動單元和光纖耦合式激光器固定在散熱裝置上，散熱裝置用于給驅(qū)動單元和光纖耦合式激光器進(jìn)行散熱，觸發(fā)電路的輸出端與光纖耦合式激光器的正輸入端連接，恒流驅(qū)動電路的輸出端與光纖親合式激光器的負(fù)輸入端連接。
[0008]所述的觸發(fā)電路包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、光耦和MOS管Ql;
[0009]恒流驅(qū)動電路包括電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9、運(yùn)算放大器和MOS管Q2；
[0010]電阻Rl的一端用于接收外部觸發(fā)器的觸發(fā)信號，電阻Rl的另一端與光耦的二極管的正極連接，光耦的二極管的負(fù)極接電源地，光耦的光敏三極管的集電極與電源VCC連接，光親的光敏三極管的發(fā)射極同時(shí)與電阻R2的一端和電阻R3的一端連接，電阻R2的另一端與MOS管Ql的柵極連接，MOS管Ql的漏極與電源VCC連接，MOS管Ql的源極作為觸發(fā)電路的輸出端與光纖耦合式激光器的正輸入端連接；
[0011]電阻R3的另一端接電源地，
[0012]電阻R8的一端、運(yùn)算放大器接地端和電阻R9的一端連接，且電阻R9的一端接電源地，
[0013]電阻R8的另一端同時(shí)與電阻R7的另一端和運(yùn)算放大器的正向輸入端連接，
[0014]運(yùn)算放大器的電源端、電阻R7的一端和電源VCC同時(shí)連接，
[0015]運(yùn)算放大器的反向輸入端同時(shí)與電阻R5的一端和電阻R6的一端連接，電阻R5的另一端同時(shí)與運(yùn)算放大器的輸出端和電阻R4的一端連接，電阻R4的另一端與MOS管Q2的柵極連接，MOS管Q2的源極同時(shí)與電阻R6的另一端和電阻R9的另一端連接，
[0016]MOS管Q2的漏極作為恒流驅(qū)動電路的輸出端與光纖耦合式激光器的負(fù)輸入端連接。
[0017]所述的一種光纖耦合式紅外激光光源，它還包括溫度控制電路，所述的溫度控制電路的控制信號輸出端與散熱裝置的控制信號輸入端連接。
[0018]所述的溫度控制電路包括溫度傳感器T、電阻RlO、電阻Rll、電阻R12、電阻R13、比較器和MOS管Q3;
[0019]溫度傳感器用于檢測驅(qū)動單元和光纖耦合式激光器的溫度，溫度傳感器T的接地端接GND，溫度傳感器T的電壓信號輸出端與電阻Rl O的一端連接，電阻Rl O的另一端與比較器的正向輸入端連接，
[0020]比較器的電源端接電源VCC，電阻Rl I的一端接電源VCC，電阻Rl I的另一端同時(shí)與電阻R12的一端和比較器的反向輸入端連接，比較器的接地端與電阻R12的另一端同時(shí)接GND，
[0021]比較器電壓信號輸出端與電阻R13的一端連接，電阻R13的另一端與MOS管Q3的柵極連接，MOS管Q3的源極接GND，M0S管Q3的漏極作為溫度控制電路的控制信號輸出端與散熱裝置的控制信號輸入端連接。
[0022]所述的散熱裝置為制冷片、散熱片或風(fēng)扇。
[0023]所述的一種光纖耦合式紅外激光光源，它還包括殼體，所述的驅(qū)動單元、光纖耦合式激光器和散熱裝置位于殼體內(nèi)。
[0024]所述的光纖耦合式激光器輸出的激光為778nm至838nm波長的紅外激光。
[0025]本發(fā)明的目的在于提供一種光纖耦合式紅外激光光源，以實(shí)現(xiàn)對圖像動態(tài)檢測系統(tǒng)的拍攝光照補(bǔ)償，有效提高圖像檢測系統(tǒng)采集的鐵路車輛和機(jī)車圖像質(zhì)量，解決拍攝圖像白天夜晚、遠(yuǎn)處近處亮度不均勻、陽光等外部光線直射時(shí)曝光過度等問題，更有利于鐵路車輛和機(jī)車故障的圖像自動識別。
[0026]本發(fā)明帶來的有益效果是，本發(fā)明所述的一種光纖耦合式紅外激光光源，以實(shí)現(xiàn)對圖像動態(tài)檢測系統(tǒng)的拍攝光照補(bǔ)償，有效提高圖像檢測系統(tǒng)采集的鐵路車輛和機(jī)車圖像質(zhì)量，解決拍攝圖像白天夜晚、遠(yuǎn)處近處亮度不均勻、陽光等外部光線直射時(shí)曝光過度等問題，更有利于鐵路車輛和機(jī)車故障的圖像自動識別。
[0027]本發(fā)明所述的一種光纖耦合式紅外激光光源可安裝于室內(nèi)等溫度相對穩(wěn)定的環(huán)境內(nèi)，通過光纖耦合方式將紅外激光傳送至軌邊，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)中的一體式激光器相比，可有效降低激光波長漂移，減少震動對激光器的影響;本發(fā)明光源的發(fā)光波長為單一的紅外光，能夠有效去除可見光影響，有效解決拍攝圖像白天夜晚、遠(yuǎn)處近處亮度不均勻，在陽光等外部光線直射時(shí)曝光過度等問題;與現(xiàn)有鐵路機(jī)車和車輛圖像采集系統(tǒng)使用光源相比，由于有效解決了現(xiàn)有問題，改善了圖像質(zhì)量，將更有利于故障圖像的自動識別。
【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明所述的一種光纖耦合式紅外激光光源的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖標(biāo)記5表示輸出光纖；
[0029]圖2為【具體實(shí)施方式】一所述的驅(qū)動單元的電路原理示意圖；
[0030]圖3為【具體實(shí)施方式】四所述的溫度控制電路的電路原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031 ]【具體實(shí)施方式】一:參見圖1和圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的一種光纖親合式紅外激光光源，它包括光纖耦合式激光器2和散熱裝置3，它包括驅(qū)動單元I;
[0032 ] 所述的驅(qū)動單元I包括觸發(fā)電路1-1和恒流驅(qū)動電路1-2;
[0033]驅(qū)動單元I和光纖耦合式激光器2固定在散熱裝置3上，散熱裝置3用于給驅(qū)動單元I和光纖耦合式激光器2進(jìn)行散熱，觸發(fā)電路1-1的輸出端與光纖耦合式激光器2的正輸入端連接，恒流驅(qū)動電路1-2的輸出端與光纖耦合式激光器2的負(fù)輸入端連接。
[0034]本實(shí)施方式，本發(fā)明所述的一種光纖耦合式紅外激光光源，可安裝于室內(nèi)等溫度相對穩(wěn)定的環(huán)境內(nèi)，通過光纖耦合方式將紅外激光傳送至軌邊，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)中的一體式激光器相比，可有效降低激光波長漂移，減少震動對激光器的影響;本發(fā)明光源的發(fā)光波長為單一的紅外光，能夠有效去除可見光影響，有效解決拍攝圖像白天夜晚、遠(yuǎn)處近處亮度不均勻，在陽光等外部光線直射時(shí)曝光過度等問題；與現(xiàn)有鐵路機(jī)車和車輛圖像采集系統(tǒng)使用光源相比，由于有效解決了現(xiàn)有問題，改善了圖像質(zhì)量，將更有利于故障圖像的自動識別。
[0035]【具體實(shí)施方式】二:參見圖1和圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一所述的一種光纖耦合式紅外激光光源的區(qū)別在于，所述的觸發(fā)電路1-1包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、光耦Ul和MOS管Ql ；
[0036]恒流驅(qū)動電路1-2包括電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9、運(yùn)算放大器U2和MOS管Q2 ；
[0037]電阻Rl的一端用于接收外部觸發(fā)器的觸發(fā)信號，電阻Rl的另一端與光耦Ul的二極管的正極連接，光耦UI的二極管的負(fù)極接電源地，光耦UI的光敏三極管的集電極與電源VCC連接，光耦UI的光敏三極管的發(fā)射極同時(shí)與電阻R2的一端和電阻R3的一端連接，電阻R2的另一端與MOS管Ql的柵極連接，MOS管Ql的漏極與電源VCC連接，MOS管Ql的源極作為觸發(fā)電路1-1的輸出端與光纖親合式激光器2的正輸入端連接；
[0038]電阻R3的另一端接電源地，
[0039]電阻R8的一端、運(yùn)算放大器U2接地端和電阻R9的一端連接，且電阻R9的一端接電源地，
[0040]電阻R8的另一端同時(shí)與電阻R7的另一端和運(yùn)算放大器U2的正向輸入端連接，
[0041]運(yùn)算放大器U2的電源端、電阻R7的一端和電源VCC同時(shí)連接，
[0042]運(yùn)算放大器U2的反向輸入端同時(shí)與電阻R5的一端和電阻R6的一端連接，電阻R5的另一端同時(shí)與運(yùn)算放大器U2的輸出端和電阻R4的一端連接，電阻R4的另一端與MOS管Q2的柵極連接，MOS管Q2的源極同時(shí)與電阻R6的另一端和電阻R9的另一端連接，[0043 ] MOS管Q2的漏極作為恒流驅(qū)動電路I ~2的輸出端與光纖親合式激光器2的負(fù)輸入端連接。
[0044]本實(shí)施方式中，恒流驅(qū)動電路1-2用于給光纖耦合式激光器2提供穩(wěn)定的電流信號，電流的大小將決定光纖耦合式激光器2的出光功率。觸發(fā)電路1-1采用光耦隔離，用于接收外部觸發(fā)電平信號，當(dāng)外部觸發(fā)信號為高電平時(shí)，MOS管Ql導(dǎo)通，光纖耦合式激光器2出光;當(dāng)外部觸發(fā)信號為低電平時(shí)，M0S管Ql截止，光纖親合式激光器2不出光。
[0045]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一所述的一種光纖耦合式紅外激光光源的區(qū)別在于，它還包括溫度控制電路4，所述的溫度控制電路4的控制信號輸出端與散熱裝置3的控制信號輸入端連接。
[0046]【具體實(shí)施方式】四:參見圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】三所述的一種光纖耦合式紅外激光光源的區(qū)別在于，所述的溫度控制電路4包括溫度傳感器T、電阻尺10、電阻1?11、電阻1?12、電阻1?13、比較器1]3和祖)3管03;
[0047]溫度傳感器用于檢測驅(qū)動單元I和光纖耦合式激光器2的溫度，溫度傳感器T的接地端接GND，溫度傳感器T的電壓信號輸出端與電阻RlO的一端連接，電阻RlO的另一端與比較器U3的正向輸入端連接，
[0048]比較器U3的電源端接電源VCC，電阻Rl I的一端接電源VCC，電阻Rl I的另一端同時(shí)與電阻R12的一端和比較器U3的反向輸入端連接，比較器U3的接地端與電阻R12的另一端同時(shí)接GND，
[0049]比較器U3電壓信號輸出端與電阻R13的一端連接，電阻R13的另一端與MOS管Q3的柵極連接，MOS管Q3的源極接GND，M0S管Q3的漏極作為溫度控制電路4的控制信號輸出端與散熱裝置3的控制信號輸入端連接。
[0050]本實(shí)施方式中，可根據(jù)溫度傳感器采集的光纖耦合式激光器2的溫度信號，自動開啟和關(guān)閉散熱裝置3，實(shí)現(xiàn)溫度的控制。
[0051 ]【具體實(shí)施方式】五:參見圖1和2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一、二、三或四所述的一種光纖耦合式紅外激光光源的區(qū)別在于，所述的散熱裝置3為制冷片、散熱片或風(fēng)扇。
[0052]【具體實(shí)施方式】六:參見圖1和圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一所述的一種光纖耦合式紅外激光光源的區(qū)別在于，它還包括殼體，所述的驅(qū)動單元1、光纖耦合式激光器2和散熱裝置3位于殼體內(nèi)。
[0053]本實(shí)施方式，使得本發(fā)明所述的一種光纖耦合式紅外激光光源得到良好的封裝，提尚便攜性。
[0054]【具體實(shí)施方式】七:參見圖1和圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一所述的一種光纖耦合式紅外激光光源的區(qū)別在于，所述的光纖耦合式激光器2輸出的激光為778nm至838nm波長的紅外激光。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種光纖耦合式紅外激光光源，它包括光纖耦合式激光器(2)和散熱裝置(3)，其特征在于，它包括驅(qū)動單元(I); 所述的驅(qū)動單元(I)包括觸發(fā)電路(1-1)和恒流驅(qū)動電路(1-2); 驅(qū)動單元(I)和光纖耦合式激光器(2)固定在散熱裝置(3)上，散熱裝置(3)用于給驅(qū)動單元(I)和光纖耦合式激光器(2)進(jìn)行散熱，觸發(fā)電路(1-1)的輸出端與光纖耦合式激光器(2)的正輸入端連接，恒流驅(qū)動電路(1-2)的輸出端與光纖耦合式激光器(2)的負(fù)輸入端連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纖耦合式紅外激光光源，其特征在于，所述的觸發(fā)電路(1-1)包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、光耦(Ul)和MOS管Ql; 恒流驅(qū)動電路(1-2)包括電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9、運(yùn)算放大器(1]2)和祖)3管02; 電阻Rl的一端用于接收外部觸發(fā)器的觸發(fā)信號，電阻Rl的另一端與光耦(Ul)的二極管的正極連接，光耦(Ul)的二極管的負(fù)極接電源地，光耦(Ul)的光敏三極管的集電極與電源VCC連接，光耦(Ul)的光敏三極管的發(fā)射極同時(shí)與電阻R2的一端和電阻R3的一端連接，電阻R2的另一端與MOS管Ql的柵極連接，MOS管Ql的漏極與電源VCC連接，MOS管Ql的源極作為觸發(fā)電路(1-1)的輸出端與光纖親合式激光器(2)的正輸入端連接； 電阻R3的另一端接電源地， 電阻R8的一端、運(yùn)算放大器(U2)接地端和電阻R9的一端連接，且電阻R9的一端接電源地， 電阻R8的另一端同時(shí)與電阻R7的另一端和運(yùn)算放大器(U2)的正向輸入端連接， 運(yùn)算放大器(U2)的電源端、電阻R7的一端和電源VCC同時(shí)連接， 運(yùn)算放大器(U2)的反向輸入端同時(shí)與電阻R5的一端和電阻R6的一端連接，電阻R5的另一端同時(shí)與運(yùn)算放大器(U2)的輸出端和電阻R4的一端連接，電阻R4的另一端與MOS管Q2的柵極連接，MOS管Q2的源極同時(shí)與電阻R6的另一端和電阻R9的另一端連接， MOS管Q2的漏極作為恒流驅(qū)動電路(1-2)的輸出端與光纖耦合式激光器(2)的負(fù)輸入端連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纖耦合式紅外激光光源，其特征在于，它還包括溫度控制電路(4)，所述的溫度控制電路(4)的控制信號輸出端與散熱裝置(3)的控制信號輸入端連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種光纖耦合式紅外激光光源，其特征在于，所述的溫度控制電路(4)包括溫度傳感器T、電阻R10、電阻R11、電阻R12、電阻R13、比較器(U3)和MOS管Q3; 溫度傳感器用于檢測驅(qū)動單元(I)和光纖耦合式激光器(2)的溫度，溫度傳感器T的接地端接GND，溫度傳感器T的電壓信號輸出端與電阻RlO的一端連接，電阻RlO的另一端與比較器(U3)的正向輸入端連接， 比較器(U3)的電源端接電源VCC，電阻Rl I的一端接電源VCC，電阻Rl I的另一端同時(shí)與電阻R12的一端和比較器(U3)的反向輸入端連接，比較器(U3)的接地端與電阻R12的另一端同時(shí)接GND， 比較器(U3)電壓信號輸出端與電阻R13的一端連接，電阻R13的另一端與MOS管Q3的柵極連接，MOS管Q3的源極接GND，M0S管Q3的漏極作為溫度控制電路(4)的控制信號輸出端與散熱裝置(3)的控制信號輸入端連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的一種光纖耦合式紅外激光光源，其特征在于，所述的散熱裝置(3)為制冷片、散熱片或風(fēng)扇。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纖耦合式紅外激光光源，其特征在于，它還包括殼體，所述的驅(qū)動單元(1)、光纖耦合式激光器(2)和散熱裝置(3)位于殼體內(nèi)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光纖耦合式紅外激光光源，其特征在于，所述的光纖耦合式激光器(2)輸出的激光為778nm至838nm波長的紅外激光。
【文檔編號】G03B15/05GK105867048SQ201610388838
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月2日
【發(fā)明人】秦昌, 王志剛, 豐興彰
【申請人】哈爾濱市科佳通用機(jī)電有限公司