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一种多类型LED 光源的控制装置

阅读：1018发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种多类型LED 光源的控制装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种多类型LED 光源的控制装置，其包括电源单元、LED驱动单元、 LED灯单元、主控单元和HUB集线器单元；电源单元为LED驱动单元和主控单元提供电压源，LED驱动单元作为LED灯单元的驱动电路，LED灯单元包括多种LED光源，主控单元通过LED驱动单元，控制该多种LED光源的亮灭状态，HUB集线器单元通过USB 接口连接到主控单元，从而实现控制装置的串联，并且通过USB接口连接到外部设备。本发明增加了光源种类，提高整个系统的分辨率，从而大大降低图象处理的算法难度，同时提高系统图片分析的精确度和可靠性；增加输出图像种类。，下面是一种多类型LED 光源的控制装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种多类型LED 光源的控制装置，其特征在于：包括电源单元、LED驱动单元、LED灯单元、主控单元和HUB集线器单元；电源单元为LED驱动单元和主控单元提供电压源，LED驱动单元作为LED灯单元的驱动电路，LED灯单元包括多种LED光源，主控单元通过LED驱动单元，控制该多种LED光源的亮灭状态，HUB集线器单元通过USB 接口连接到主控单元，从而实现控制装置的串联，并且通过USB接口连接到外部设备。
2.根据权利要求1所述的一种多类型LED光源的控制装置，其特征在于：所述电源单元包括电源单元的升压芯片U24和LDO降压芯片U2；U24用于将12V电压源升压为28V，电阻R64一端连接到升压输出端的28V，另一端连接到U24的FB引脚，电阻R66一端连接到GND，另一端连接到U24的FB引脚，电阻R64、R66共同构成了升压电路的反馈电路，通过FB引脚反馈到U24内部，并实时调整电源的输出电压，确保电压稳定在28V，电感L为升压电路的储能器件，肖特基二极管D21作为续流二极管；SW是U24的开关引脚，SW引脚打开时，VCC-12V电源的电流通过电感L6进入U24的SW引脚，再回流到GND形成回路；SW关断时，VCC-12V电源的电流通过电感L6，途经肖特基二极管D21，流入电容C28形成回路；通过U2把12V降压为5V。
3.根据权利要求1所述的一种多类型LED光源的控制装置，其特征在于：所述LED驱动单元包括若干组LED驱动芯片； VCC-28V电源通过第一电阻连接到稳压二极管上，由此产生一个约5.6V的电源提供给LED驱动芯片的VDD引脚；LED驱动芯片的EN引脚连接到LED驱动芯片的VDD引脚，使LED驱动芯片默认处于使能状态；LED驱动芯片的DIM引脚用于控制LED驱动芯片的开启或者关闭；LED驱动芯片的DIM引脚通过第二电阻下拉到GND，使得LED驱动芯片的DIM引脚处于低电平状态，即LED默认处于关闭状态；LED驱动芯片的DIM引脚连接到主控单元的IO端口，主控单元的IO端口输出低电平，LED驱动芯片的DIM引脚处于低电平，LED熄灭；
主控单元的IO端口输出高电平，LED驱动芯片4的DIM引脚处于高电平，LED灯点亮；LED灯、第一电感、肖特基二极管构成一个回路，LED驱动芯片的SW引脚打开时，电流通过LED灯、电感L1、SW引脚循环，并且此时第二电感储能；LED驱动芯片的SW引脚关闭时，电流通过LED灯、第一电感、肖特基二极管循环，此时肖特基二极管作为续流二极管；第三电阻一端连接到GND，另外一端连接到LED驱动芯片的CS引脚，用于调节LED灯的亮度；LED驱动芯片的TOFF引脚通过电容连接到GND，用于调节U14的开关频率；LED驱动单元电路通过端口P7连接到LED灯单元电路。
4.根据权利要求1所述的一种多类型LED光源的控制装置，其特征在于：所述LED灯单元电路由若干路LED灯组成，每一路LED灯的正端连接到VCC-28V，负端分别连接到主控单元的IO端口，LED单元通过端口P1连接到LED驱动单元电路。
5.根据权利要求4所述的一种多类型LED光源的控制装置，其特征在于：所述LED灯单元电路由5路LED灯组成，第一路LED产生波段为450-465nm，色温为6500K的白光；第二路LED产生波段为450-465nm，色温为6500K的白光，通过偏光片产生偏光；第三路LED产生波段为
365-370nm的紫光；第四路LED产生波段为320 400nm的伍德光；第五路LED产生波段为600-~
620nm的红外光。
6.根据权利要求1所述的一种多类型LED光源的控制装置，其特征在于：所述主控单元由单片机U1作为主控芯片，电容C1和电阻R7构成单片机U1的上电复位电路，主控单元电路通过P1.0_RXD2和P1.1_TXD2连接到HUB集线器单元电路，两个单元通过UART串口通讯；发光二极管D1、发光二极管D2分别通过电阻R1、电阻R2上拉到VCC-5V，用于指示UART串口通讯的状态；同理，发光二极管D5、发光二极管D6分别通过电阻R5、电阻R6上拉到VCC-5V，用于指示程序烧录的状态；P3.1_TXD通过电阻R8、P3.0_RXD通过D7连接到端口P1，用于单片机U1烧录程序；单片机U1通过IO端口连接到LED驱动单元，用于LED驱动单元的输出，而LED驱动单元连接到LED灯单元；主控单元实现多路LED灯的亮灭和切换。
7.根据权利要求1所述的一种多类型LED光源的控制装置，其特征在于：所述HUB集线器单元包括HUB集线器U8，电阻R29为U8的外部电阻，U8通过电阻R29把引脚REXT接到GND；晶体振荡器X1为U8提供震荡源；U8的OVCJ引脚通过电阻R27上拉的+5V电源；U8的XRSTJ引脚通过电阻R28连接到VDD33_O；U8的VBUSM引脚通过电阻R24连接到+5V电源；U8通过DP3、DM3连接到U9的UD+、UD-引脚，并且通过U9的RXD、TXD引脚连接到主控单元的TXD2、RXD2引脚；HUB集线器单元通过DPU、DMU连接到端口P3，并通过P3连接到外部设备的USB接口，由此可实现外部设备与控制装置的数据交互；U10、U11、U12是防止ESD干扰的器件，用于防止USB受到ESD干扰。

说明书全文

一种多类型LED光源的控制装置

技术领域

[0001] 本发明涉及光源驱动技术领域，特别是一种多类型LED光源的控制装置。

背景技术

[0002] 光源作为图像视觉系统较为关键的部分，直接影响到图像分析的质量，其重要性无论如何强调都是不过分的。

[0003] 而目前的LED光源装置存在以下不足：光源种类少，不能适应多种场景的照明要求，无法提取多种皮肤特征图像。

发明内容

[0004] 本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种多类型LED光源的控制装置。

[0005] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种多类型LED光源的控制装置，其包括电源单元、LED驱动单元、LED灯单元、主控单元和HUB集线器单元；电源单元为LED驱动单元和主控单元提供电压源，LED驱动单元作为LED灯单元的驱动电路，LED灯单元包括多种LED光源，主控单元通过LED驱动单元，控制该多种LED光源的亮灭状态，HUB集线器单元通过USB 接口连接到主控单元，从而实现控制装置的串联，并且通过USB接口连接到外部设备。

[0006] 上述技术方案中，所述电源单元包括电源单元的升压芯片U24和LDO降压芯片U2；U24用于将12V电压源升压为28V，电阻R64一端连接到升压输出端的28V，另一端连接到U24的FB引脚，电阻R66一端连接到GND，另一端连接到U24的FB引脚，电阻R64、R66共同构成了升压电路的反馈电路，通过FB引脚反馈到U24内部，并实时调整电源的输出电压，确保电压稳定在28V，电感L为升压电路的储能器件，肖特基二极管D21作为续流二极管；SW是U24的开关引脚，SW引脚打开时，VCC-12V电源的电流通过电感L6进入U24的SW引脚，再回流到GND形成回路；SW关断时，VCC-12V电源的电流通过电感L6，途经肖特基二极管D21，流入电容C28形成回路；通过U2把12V降压为5V。

[0007] 上述技术方案中，所述LED驱动单元包括若干组LED驱动芯片； VCC-28V电源通过第一电阻连接到稳压二极管上，由此产生一个约5.6V的电源提供给LED驱动芯片的VDD引脚；LED驱动芯片的EN引脚连接到LED驱动芯片的VDD引脚，使LED驱动芯片默认处于使能状态；LED驱动芯片的DIM引脚用于控制LED驱动芯片的开启或者关闭；LED驱动芯片的DIM引脚通过第二电阻下拉到GND，使得LED驱动芯片的DIM引脚处于低电平状态，即LED默认处于关闭状态；LED驱动芯片的DIM引脚连接到主控单元的IO端口，主控单元的IO端口输出低电平，LED驱动芯片的DIM引脚处于低电平，LED熄灭；主控单元的IO端口输出高电平，LED驱动芯片4的DIM引脚处于高电平，LED灯点亮；LED灯、第一电感、肖特基二极管构成一个回路，LED驱动芯片的SW引脚打开时，电流通过LED灯、电感L1、SW引脚循环，并且此时第二电感储能；LED驱动芯片的SW引脚关闭时，电流通过LED灯、第一电感、肖特基二极管循环，此时肖特基二极管作为续流二极管；第三电阻一端连接到GND，另外一端连接到LED驱动芯片的CS引脚，用于调节LED灯的亮度；LED驱动芯片的TOFF引脚通过电容连接到GND，用于调节U14的开关频率；
LED驱动单元电路通过端口P7连接到LED灯单元电路。

[0008] 上述技术方案中，所述LED灯单元电路由若干路LED灯组成，每一路LED灯的正端连接到VCC-28V，负端分别连接到主控单元的IO端口，LED单元通过端口P1连接到LED驱动单元电路。

[0009] 上述技术方案中，所述LED灯单元电路由5路LED灯组成，第一路LED产生波段为450-465nm，色温为6500K的白光；第二路LED产生波段为450-465nm，色温为6500K的白光，通过偏光片产生偏光；第三路LED产生波段为365-370nm的紫光；第四路LED产生波段为320~
400nm的伍德光；第五路LED产生波段为600-620nm的红外光。

[0010] 上述技术方案中，所述主控单元由单片机U1作为主控芯片，电容C1和电阻R7构成单片机U1的上电复位电路，主控单元电路通过P1.0_RXD2和P1.1_TXD2连接到HUB集线器单元电路，两个单元通过UART串口通讯；发光二极管D1、发光二极管D2分别通过电阻R1、电阻R2上拉到VCC-5V，用于指示UART串口通讯的状态；同理，发光二极管D5、发光二极管D6分别通过电阻R5、电阻R6上拉到VCC-5V，用于指示程序烧录的状态；P3.1_TXD通过电阻R8、P3.0_RXD通过D7连接到端口P1，用于单片机U1烧录程序；单片机U1通过IO端口连接到LED驱动单元，用于LED驱动单元的输出，而LED驱动单元连接到LED灯单元；主控单元实现多路LED灯的亮灭和切换。

[0011] 上述技术方案中，所述HUB集线器单元包括HUB集线器U8，电阻R29为U8的外部电阻，U8通过电阻R29把引脚REXT接到GND；晶体振荡器X1为U8提供震荡源；U8的OVCJ引脚通过电阻R27上拉的+5V电源；U8的XRSTJ引脚通过电阻R28连接到VDD33_O；U8的VBUSM引脚通过电阻R24连接到+5V电源；U8通过DP3、DM3连接到U9的UD+、UD-引脚，并且通过U9的RXD、TXD引脚连接到主控单元的TXD2、RXD2引脚；HUB集线器单元通过DPU、DMU连接到端口P3，并通过P3连接到外部设备的USB接口，由此可实现外部设备与控制装置的数据交互；U10、U11、U12是防止ESD干扰的器件，用于防止USB受到ESD干扰。

[0012] 本发明的有益效果是：增加了光源种类，提高整个系统的分辨率，从而大大降低图象处理的算法难度，同时提高系统图片分析的精确度和可靠性；增加输出图像种类。本实施例采用5种LED光源配合摄像头，可输出多达15种皮肤特征图像，是传统装置所获取的10种皮肤特征图像1.5倍。附图说明

[0013] 图1是本发明的整体结构示意图；图2是本发明的电源单元电路图；
图3是本发明的LED驱动单元的电路图；
图4是本发明的LED灯单元电路图；
图5是本发明的主控单元电路图；
图6是本发明的HUB集线器电路图。

具体实施方式

[0014] 下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

[0015] 如图1所示，一种多类型LED光源的控制装置，其包括电源单元、LED驱动单元、LED灯单元、主控单元和HUB集线器单元；电源单元为LED驱动单元和主控单元提供电压源，LED驱动单元作为LED灯单元的驱动电路，LED灯单元包括多种LED光源，主控单元通过LED驱动单元，控制该多种LED光源的亮灭状态，HUB集线器单元通过USB接口连接到主控单元，从而实现控制装置的串联，并且通过USB接口连接到外部设备。下面具体结合电路元原理图进行说明。

[0016] 如图2所示，是装置的电源单元电路图，所述P9端口连接外部电源，为装置提供12V的电压源。U24是电源单元的升压芯片，将12V电压源升压为28V。其中电容C30、C31是升压电路的电源输入侧滤波电容；电容C28、C29是升压电路输出侧的电源滤波电容。电阻R64一端连接到升压输出端的28V，另一端连接到U24的FB引脚，电阻R66一端连接到GND，另一端连接到U24的FB引脚，电阻R64、R66共同构成了升压电路的反馈电路，通过FB引脚反馈到U24内部，并实时调整电源的输出电压，确保电压稳定在28V。电感L为升压电路的储能器件，肖特基二极管D21作为续流二极管。SW是U24的开关引脚，SW引脚打开时，VCC-12V电源的电流通过电感L6进入U24的SW引脚，再回流到GND形成回路；SW关断时，VCC-12V电源的电流通过电感L6，途经肖特基二极管D21，流入电容C28形成回路。U2是电源单元的LDO降压芯片，电容C4、C5是电源VCC-12V输入侧的滤波电容，电容C6、C7是VCC-5V输出端的滤波电容，通过U2把12V降压为5V。

[0017] 如图3所示为LED驱动单元的电路，电路由5组LED驱动组成，每组的驱动原理一致。选取U14所在的驱动电路对LED驱动单元做说明。VCC-28V电源通过电阻R44连接到稳压二极管D16上，由此产生一个约5.6V的电源提供给U14的VDD引脚。U14的EN引脚连接到U14的VDD引脚，使U14默认处于使能状态。U14的DIM引脚用于控制U14的开启或者关闭；U14的DIM引脚通过电阻R39下拉到GND，使得U14的DIM引脚处于低电平状态，即LED默认处于关闭状态；U14的DIM引脚通过RGB_IO 信号连接到主控单元的IO端口，主控单元的IO端口输出低电平，那么U14的DIM引脚处于低电平，LED熄灭；主控单元的IO端口输出高电平，那么U14的DIM引脚处于高电平，LED灯点亮。LED灯、电感L1、肖特基二极管D11构成一个回路，U14的SW引脚打开时，电流通过LED灯、电感L1、SW引脚循环，并且此时电感L2储能；U14的SW引脚关闭时，电流通过LED灯、电感L1、肖特基二极管D11循环，此时肖特基二极管D11作为续流二极管。电容C18作为滤波电容，连接到U14的VDD引脚。电阻R21一端连接到GND，另外一端连接到U14的CS引脚，用于调节LED灯的亮度。U14的TOFF引脚通过电容C23连接到GND，用于调节U14的开关频率。LED驱动单元电路通过端口P7连接到LED灯单元电路。

[0018] 如图4所示为LED灯单元电路，所述电路由5路LED灯组成，分别为第一路LED灯DR1、DR2、DR3、DR4、DR5、DR6，第二路LED灯DF1、DF2、DF3、DF4、DF5、DF6，第三路LED灯DU1、DU2、DU3、DU4、DU5、DU6，第四路LED灯DV1、DV2、DV3、DV4、DV5、DV6，第五路LED灯DI1、DI2、DI3、DI4、DI5、DI6。每一路LED灯的正端连接到VCC-28V，负端分别连接到RGB、FP、UV1、UV2、IR，LED单元通过端口P1连接到LED驱动单元电路。

[0019] 第一路LED产生波段为450-465nm，色温为6500K的白光。第二路LED产生波段为450-465nm，色温为6500K的白光，通过偏光片产生偏光。第三路LED产生波段为365-370nm的紫光。第四路LED产生波段为320 400nm的伍德光。第五路LED产生波段为600-620nm的红外~
光。

[0020] 如图5所示为主控单元电路，所述主控单元由单片机U1作为主控芯片。电容C2、C3作为单片机U1的电源滤波电容。电容C1和电阻R7构成单片机U1的上电复位电路。主控单元电路通过P1.0_RXD2和P1.1_TXD2连接到HUB集线器单元电路，两个单元通过UART串口通讯。发光二极管D1、发光二极管D2分别通过电阻R1、电阻R2上拉到VCC-5V，用于指示UART串口通讯的状态；同理，发光二极管D5、发光二极管D6分别通过电阻R5、电阻R6上拉到VCC-5V，用于指示程序烧录的状态。P3.1_TXD通过电阻R8、P3.0_RXD通过D7连接到端口P1，用于单片机U1烧录程序。单片机U1通过IO端口RGB_IO、FP_IO、UV1_IO、UV2_IO、IR_IO连接到LED驱动单元，用于LED驱动单元的输出，而LED驱动单元连接到LED灯单元，所以主控单元实现五路LED灯的亮灭和切换。

[0021] 由于每组LED灯通过配合摄像头模组可以获取三种皮肤特征图像，所以五组LED灯可以实现15种皮肤特征图像的获取。

[0022] 如图6所示为HUB集线器电路，电阻R29为U8的外部电阻，U8通过电阻R29把引脚REXT接到GND；晶体振荡器X1为U8提供震荡源；U8的OVCJ引脚通过电阻R27上拉的+5V电源，并且通过电容C14滤波。U8的XRSTJ引脚通过电阻R28连接到VDD33_O，电容C15为VDD33_O的滤波电容。U8的VBUSM引脚通过电阻R24连接到+5V电源。U8通过DP3、DM3连接到U9的UD+、UD-引脚，并且通过U9的RXD、TXD引脚连接到主控单元的TXD2、RXD2引脚。HUB集线器单元通过DPU、DMU连接到端口P3，并通过P3连接到外部设备的USB接口，由此可实现外部设备与本装置的数据交互。U10、U11、U12是防止ESD干扰的器件，用于防止USB受到ESD干扰。

[0023] 以上的实施例只是在于说明而不是限制本发明，故凡依本发明专利申请范围所述的方法所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

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