[发明专利]高亮度投光器恒定光源装置

说明书

技术领域

本发明属于光学技术领域，特别是用于光学镀膜监控系统的一种高亮度投光器恒定光源装置。

背景技术

在光学真空镀膜监控过程中，光源是产生膜厚信号的基础，它是将投光器光源部分发出的光经过调制、分光处理，投射到比较片上，再通过比较片的反射产生膜厚光信号。在这一过程中要求光源发射能够提供高亮度且光源稳定的出射光。在现有的技术中，投光器的光源部分通常采用的是平置或立置在光源箱内的白炽灯泡，也有的是在白炽灯泡后侧置一平面或弧面反射镜以便增强发射光源的亮度。这种结构存在以下缺陷：

1、对于立置不带反射镜的白炽灯，其光源在出射光孔方向发射的光线是散射光或经过反射产生的平行光，由于出射光孔透出的光束很小，绝大部分光线投射到光源箱壁上白白浪费，因此光能量的利用率低，而且出射的光线太弱，由此导致监控系统的光信号弱，监控识别难度大，效果差。

2、光源灯直接与电源连接，电源电压的波动导致光源的亮度不稳定，从而影响到光信号监测的精准性，致使膜厚监控效果差。

3、光源箱内无散热措施，灯泡长时间连续工作导致光源箱温度过高，对供电电源阻抗增大，影响灯泡发光效果。

4、灯泡在使用寿命后期发光性能降低，会直接影响到监控系统的信号质量，因此必须及时进行更换，但靠人工操作记忆，不能及时准确地掌握控制更换时间，其可靠性差。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够产生恒定高能量强光源的高亮度投光器恒定光源装置。

本发明进一步的目的是能对光源灯使用时间进行计量。

实现本发明的目的所采取的技术方案是：该装置具有一个光源发射箱体，箱体的前壁内固装一个中心带有光通道的灯座，灯座上设有带聚光灯罩的光源灯，其中，聚光灯罩的聚光面朝向光通道，并与灯座扣装相连，光源灯通过导线分别与设置的电源恒定控制模块、光源灯工作计时器连接，箱体的前壁上设有光源出射孔，侧壁对应设有进风口和散热出风口，并在进风口处装有风机。

所述灯座朝向光源的端面为一斜面，光源灯及聚光灯罩斜置安装在该斜面上。

所述光源灯的聚光光轴与光源出射孔的出射光轴之间的夹角α为1～9°。

所述光源灯采用卤钨灯泡，聚光灯罩为椭球面灯罩。

所述箱体的后部与进风口对应处设置有风力缓冲挡板，并与箱体侧壁之间形成进风通道。

所述电源恒定控制模块采用DC稳压电源集成模块。

所述光源灯工作计时器是由依次连接的电流传感器、计时器接口和计时器组成，其中电源导线113从电流传感器114中穿过，计时器接口连接电流传感器高电平信号。

按照上述方案制成的高亮度投光器恒定光源装置，具有光能利用率高、光源强度恒定、重量轻、刚性好等特点，与传统投光器光源相比，不仅能够很好的解决光源亮度不够、精度低、波动大等缺点，而且光源发出的汇聚光亮度高、且稳定。本发明还能可靠地控制光源灯的使用时间，可以直观监控灯的使用时间，在接近寿命的时候及时更换。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是光源电路示意图。

具体实施方式

参看图1，本发明的高亮度投光器恒定光源装置具有一个光源发射箱体101，箱体的前壁上设有光源出射孔109，并在该前壁内固装有一个灯座107，灯座107的中心部位设有光通道110，其圆周壁上设有若干个与中心光通道110连通的散热孔108。灯座107朝向光源的端面为一斜面，光源灯102斜置安装在该斜面上，并使其上的聚光灯罩的聚光面朝向光通道，与灯座107扣装相连。光源灯102采用的是卤钨灯泡，聚光灯罩采用椭球面灯罩，光源灯102的聚光光轴与光源出射孔的出射光轴之间的夹角α为1～9°，可避免光源灯丝在出射光轴上成像而导致出射光束携带暗斑。在箱体101的侧壁分别对应设有进风口106和散热出风口103，与进风口106的对应处装有风机105。在箱体101的后壁与进风口106对应处设置有风力缓冲挡板104，并与箱体101侧壁之间形成进风通道。

参看图2，是光源电路连接示意图，光源是产生膜厚光信号的基础，因此对产生光的电源质量要求很高，如：稳定性要求电压在10～20秒波动不大于±1mV，1小时内的电压波动不大于±5mV；纹波电压Vrms≤1mV等等。因此，为满足光源稳定性的要求，在投光器的光源部分增设了高性能的电源恒定控制模块。在图中，该电路输入电源的电压为AC220V，通过电源输入导线111，经DC电源模块112及电流传感器114，使灯电源输出电压为DC12V。光源灯102通过导线与电源恒定控制模块112连接，电源恒定控制模块采用的是市售DC稳压电源集成模块。另外，因光源灯102的使用寿命有限，即使降压使用，也只有几千小时，在使用寿命后期，其发光性能则大大降低，会导致膜厚监控系统对膜厚信号的错误判断而影响监控效果。为了能够准确的掌握和控制光源灯的使用时间，及时更换光源灯102，以保持镀膜监控系统始终处于良好状态，在光源灯102的电路上加装了工作计时器，该计时器是由依次连接的电流传感器114、计时器接口115和计时器116组成，其中电源导线113从电流传感器114中穿过，计时器接口115连接电流传感器114的高电平信号。当电源灯102工作时，电流传感器114输出一定幅度的电压信号，计时器116开始计时，并用数码管显示时间，计时器最大计时范围为9999.9小时，能够满足光源灯102的工作计时要求，计时器116的面板上设有复位按扭，更换新光源灯后，可以将计时器的记录时间调整归0。