驱动方法及检测光源、检测方法及装置、检测仪

技术领域

本公开实施例涉及光学技术领域，特别涉及一种发光单元的驱动方法、一种检测方法、一种检测光源、一种检测装置、一种检测仪。

背景技术

红外光谱仪是利用物质对不同波长的红外辐射的吸收特性，进行分子结构和化学组成分析的仪器。红外光谱仪对物体进行检测时，由红外光源发出红外光，检测设备接收物体透射或反射的红外光的光谱进行分析，并与设定的标准红外光的光谱进行对比，从而得到检测结果。

但是，检测设备在接收红外光时会受到环境中的干扰信号的影响，使得红外光谱仪的检测精度下降。

发明内容

本公开实施例提供一种发光单元的驱动方法、一种检测方法、一种检测光源、一种检测装置、一种检测仪。

第一方面，本公开实施例提供一种发光单元的驱动方法，所述发光单元用于检测光源，所述检测光源包括电源单元和所述发光单元，所述驱动方法包括：

控制所述电源单元按照预定频率向所述发光单元提供具有预定波形的驱动电流，以使得所述发光单元在所述驱动电流的驱动下发出检测光，所述检测光的振幅周期性变化满足所述预定波形和所述预定频率。

在一些实施例中，所述预定波形为正弦波或者方波。

在一些实施例中，所述预定频率的取值范围为500Hz至2000Hz。

在一些实施例中，所述发光单元为红外发光元件、或者可见光发光元件。

第二方面，本公开实施例提供一种检测方法，所述检测方法包括：

根据经过待检测物体的待检测光，生成待检测电信号；

根据预定算法确定目标信号分量的检测参数值，其中，所述目标信号分量为所述待检测电信号中振幅变化满足预定波形和预定频率的信号分量；

根据所述检测参数值确定所述待检测物体的成分。

在一些实施例中，所述预定波形为正弦波形，所述预定算法包括根据以下公式(1)确定所述检测参数值；或者所述预定波形为方波，所述预定算法包括根据以下公式(2)确定所述检测参数值：

其中，C’为所述检测参数值，ω为所述预定频率，A(t)为所述待检测电信号的振幅。

第三方面，本公开实施例提供一种检测光源，所述检测光源包括驱动单元、电源单元和发光单元；

所述驱动单元能够控制所述电源单元以预定频率向所述发光单元提供具有预定波形的驱动电流；

所述发光单元能够在所述驱动电流的驱动下发出检测光，所述检测光的振幅周期性变化满足所述预定波形和所述预定频率。

在一些实施例中，所述预定波形为正弦波或者方波，所述预定频率的取值范围为500Hz至2000Hz。

在一些实施例中，所述发光单元为红外发光元件或者可见光发光元件。

第四方面，本公开实施例提供一种检测装置，所述检测装置包括：

传感器，用于采集经过待检测物体的待检测光，生成待检测电信号；

过滤单元，根据预定算法确定目标信号分量的检测参数值，其中，所述目标信号分量为所述待检测电信号中振幅变化满足预定波形和预定频率的信号分量；

检测单元，用于根据所述检测参数值确定所述待检测物体的成分。

在一些实施例中，所述预定波形为正弦波形，所述预定算法包括根据以下公式(1)确定所述检测参数值；或者所述预定波形为方波，所述预定算法包括根据以下公式(2)确定所述检测参数值：

其中，C’为所述检测参数值，ω为所述预定频率，A(t)为所述待检测电信号的振幅。

第五方面，本公开实施例提供一种检测仪，所述检测仪包括检测光源和检测装置，

所述检测光源为本公开实施例第三方面所述的检测光源；

所述检测装置为本公开实施例第四方面所述的检测装置。

在本公开实施例中，检测光源中的电源单元能够按照预定频率向发光单元提供预定波形的驱动电流，发光单元发出的检测光的振幅随着驱动电流的电流值的变化而变化，检测装置能够根据预定波形和预定频率，从采集到的经过待检测物体的待检测光中过滤得到表征振幅变化满足预定波形和预定频率的光谱变化的检测参数值，进而根据检测参数值检测待检测物体的成分，从而滤除了干扰信号的影响，提高了检测精度。

附图说明

附图用来提供对本公开实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本公开的实施例一起用于解释本公开，并不构成对本公开的限制。通过参考附图对详细示例实施例进行描述，以上和其它特征和优点对本领域技术人员将变得更加显而易见，在附图中：

图1为本公开实施例提供的一种驱动方法的流程图；

图2为本公开实施例提供的一种检测方法的流程图；

图3为本公开实施例提供的一种检测光源的组成框图；

图4为本公开实施例提供的一种检测装置的组成框图；

图5为本公开实施例提供的一种检测仪的组成框图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本公开的技术方案，下面结合附图对本公开提供的发光单元的驱动方法、检测方法、检测光源、检测装置、检测仪进行详细描述。

在下文中将参考附图更充分地描述示例实施例，但是所述示例实施例可以以不同形式来体现且不应当被解释为限于本文阐述的实施例。反之，提供这些实施例的目的在于使本公开透彻和完整，并将使本领域技术人员充分理解本公开的范围。

在不冲突的情况下，本公开各实施例及实施例中各特征可相互组合。

如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列举条目的任何和所有组合。

本文所使用的术语仅用于描述特定实施例，且不意欲限制本公开。如本文所使用的，单数形式“一个”和“该”也意欲包括复数形式，除非上下文另外清楚指出。还将理解的是，当本说明书中使用术语“包括”和/或“由……制成”时，指定存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。

除非另外限定，否则本文所用的所有术语(包括技术和科学术语)的含义与本领域普通技术人员通常理解的含义相同。还将理解，诸如那些在常用字典中限定的那些术语应当被解释为具有与其在相关技术以及本公开的背景下的含义一致的含义，且将不解释为具有理想化或过度形式上的含义，除非本文明确如此限定。

经本公开的发明人研究发现，日光、灯光、环境中的各种遮挡及其动态变化都可能成为干扰信号，对红外光谱仪的检测精度造成影响。在一些相关技术中，红外光谱仪中的红外光源发出设定强度的红外光，当存在日光、灯光等干扰信号时，由于干扰信号对于检测设备是未知的，检测设备在接收红外光时，无法将干扰信号滤除，从而造成红外光谱仪检测精度降低。

有鉴于此，第一方面，本公开实施例提供一种发光单元的驱动方法，所述发光单元用于检测光源，所述检测光源包括电源单元和发光单元，参照图1，所述驱动方法包括：

在步骤S100中，控制所述电源单元按照预定频率向所述发光单元提供具有预定波形的驱动电流，以使得所述发光单元在所述驱动电流的驱动下发出检测光，所述检测光的振幅周期性变化满足所述预定波形和所述预定频率。

在本公开实施例中，发光单元为红外光元件，检测光源为红外光源，检测光源发出的检测光为红外光。当然，本公开并不限于此，所述发光单元也可以为可见光发光元件。

在本公开实施例中，按照预定频率提供具有预定波形的驱动电流，是指驱动电流的电流值按照预定波形以预定频率变化，从而使得发光单元发出的检测光的强度(即振幅)按照预定波形以预定频率变化。

在本公开实施例中，对预定波形不做特殊限定。例如，可以是标准正弦波、方波、三角波中的任意一种。本公开实施例对所述预定频率也不做特殊限定。例如，预定频率远离已知的干扰信号的频率。

在本公开实施例中，检测光源向待检测物体发出检测光后，检测装置能够采集经过待检测物体的红外光，并从采集到的红外光中过滤得到振幅变化满足预定频率和预定波形的红外光的检测参数值，检测参数值能够表征检测装置接收到的振幅变化满足预定频率和预定波形的红外光的光谱相对于检测光源发出的检测光的光谱的变化，进而根据检测参数值检测待检测物体的成分，从而滤除了干扰信号的影响。

本公开实施例提供的发光单元的驱动方法中，检测光源中的电源单元能够按照预定频率向发光单元提供具有预定波形的驱动电流，发光单元发出的检测光的振幅随着驱动电流的电流值的变化而变化，使得检测装置能够根据预定波形和预定频率，从采集到的经过待检测物体的待检测光中过滤得到表征振幅变化满足预定波形和预定频率的光谱变化的检测参数值，进而根据检测参数值检测待检测物体的成分，从而滤除了干扰信号的影响，提高了检测精度。

如上文所述，本公开实施例对预定波形不做特殊限定。作为一种可选的实施方式，所述预定波形为正弦波。作为另一种可选的实施方式，所述预定波形为方波。

在本公开实施例中，对预定频率也不做特殊限定。作为一种可选的实施方式，根据场景设定预定频率。例如，在室外，干扰信号为自然光，在测试过程中自然光近似恒定，红外光干扰近似为直流分量，可以设定较低的预定频率；在室内，干扰信号包括自然光和灯光，红外光干扰包括自然光引起的直流分量和灯光干扰，灯光干扰例如50Hz的照明干扰，可以设定较高的预定频率；在光照较复杂的场景下，红外光干扰的频率特性分布较光，可以设置远离已知的干扰信号的频率的预定频率。

在一些实施例中，所述预定频率范围为500Hz至2000Hz。可选的，预定频率为1000Hz。

第二方面，本公开实施例提供一种检测方法，参照图2，所述检测方法包括：

在步骤S210中，根据经过待检测物体的待检测光，生成待检测电信号；

在步骤S220中，根据预定算法确定目标信号分量的检测参数值，其中，所述目标信号分量为所述待检测电信号中振幅变化满足预定波形和预定频率的信号分量；

在步骤S230中，根据所述检测参数值确定所述待检测物体的成分。

在本公开实施例中，采集的待检测光为红外光。需要说明的是，在本公开实施例中，经过待检测物体的待检测光是指经待检测物体透射或反射的红外光。

在本公开实施例中，通过步骤S210采集的待检测光为检测光源发出的检测光经过待检测物体后的红外光与干扰信号的叠加。采集待检测光生成的待检测电信号包括干扰信号分量和振幅变化满足预定波形和预定频率的信号分量。在本公开实施例中，干扰信号可以包括自然光，也可以包括灯光，还可以同时包括自然光和灯光。本公开实施例对此不做特殊限定。

在本公开实施例中，预定算法满足如下条件：当信号的振幅变化不满足预定波形或预定频率时，预定算法的计算结果为0；当信号的振幅变化满足预定波形和预定频率时，预定算法的计算结果为检测参数值，检测参数值能够表征振幅变化满足预定波形和预定频率的信号的光谱相对于标准信号的光谱的变化，其中，标准信号为采集检测光源发出的检测光得到的振幅变化满足预定波形和预定频率的电信号。在步骤S220中，利用预定算法能够滤除干扰信号的影响。

本公开实施例提供的检测方法中，检测装置能够根据预定波形和预定频率，从采集到的经过待检测物体的待检测光中过滤得到表征振幅变化满足预定波形和预定频率的光谱变化的检测参数值，进而根据检测参数值检测待检测物体的成分，从而滤除了干扰信号的影响，提高了检测精度。

本公开实施例对预定波形不做特殊限定。例如，可以是标准正弦波、方波、三角波中的任意一种。本公开实施例对预定算法也不做特殊限定。例如，可以根据预定波形选择相应的算法。

相应地，在一些实施例中，所述预定波形为正弦波形，预定算法可以用公式(1)表示。即，在步骤S220中，根据公式(1)确定所述检测参数值：

其中，C′为所述检测参数值，ω为所述预定频率，A(t)为所述待检测电信号的振幅。

需要说明的是，检测电信号中红外光干扰的直流分量或50Hz干扰信号等信号分量，经过公式(1)的计算结果为0；振幅变化满足正弦波且频率为ω的信号分量的计算结果不为0。

如上文中所述，所述预定波形还可以为方波，相应地，所述预定算法可以根据以下公式(2)确定所述检测参数值：

检测电信号中红外光干扰的直流分量或50Hz干扰信号等信号分量，经过公式(2)的计算结果为0；振幅变化满足正弦波且频率为ω的信号分量的计算结果不为0。

作为一种可选的实施方式，检测参数值为振幅常量。

第三方面，本公开实施例提供一种检测光源，参照图3，所述检测光源包括驱动单元101、电源单元102和发光单元103；

所述驱动单元101能够控制所述电源单元102以预定频率向所述发光单元103提供具有预定波形的驱动电流；

所述发光单元103能够在所述电源单元102的驱动下发出检测光，所述检测光的振幅周期性变化满足所述预定波形和所述预定频率。

本公开实施例提供的检测光源中，电源单元能够按照预定频率向发光单元提供具有预定波形的驱动电流，发光单元发出的检测光的振幅随着驱动电流的电流值的变化而变化，使得检测装置能够根据预定波形和预定频率，从采集到的经过待检测物体的待检测光中过滤得到表征振幅变化满足预定波形和预定频率的光谱变化的检测参数值，进而根据检测参数值检测待检测物体的成分，从而滤除了干扰信号的影响，提高了检测精度。

在一些实施例中，所述预定波形为正弦波或者方波。

在一些实施例中，所述预定频率的取值范围为500Hz至2000Hz。可选的，所述预定频率为1000Hz。

在一些实施例中，所述发光单元为红外发光单元或者可见光发光元件。

第四方面，本公开实施例提供一种检测装置，参照图4，所述检测装置包括：

传感器201，用于采集经过待检测物体的待检测光，生成待检测电信号；

过滤单元202，用于根据预定算法确定目标信号分量的检测参数值，其中，所述目标信号分量为所述待检测电信号中振幅变化满足预定波形和预定频率的信号分量；

检测单元203，用于根据所述检测参数值确定所述待检测物体的成分。

在一些实施例中，所述预定波形为正弦波形，所述过滤单元根据公式(1)确定所述检测参数值：

其中，C′为所述检测参数值，ω为所述预定频率，A(t)为所述待检测电信号的振幅。

在一些实施例中，所述预定波形为方波，所述过滤单元哪根筋公式(2)确定所述检测参数值：

上文中已经对所述公式(1)和所述公式(2)的实现滤波原理进行了解释，这里不再赘述。

第五方面，本公开实施例提供一种检测仪，参照图5，所述检测仪包括检测光源100和检测装置200，其中，

所述检测光源100为本公开实施例第三方面所述的检测光源；

所述检测装置200为本公开实施例第四方面所述的检测装置。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其它存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其它光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其它磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其它的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其它传输机制之类的调制数据信号中的其它数据，并且可包括任何信息递送介质。

本文已经公开了示例实施例，并且虽然采用了具体术语，但它们仅用于并仅应当被解释为一般说明性含义，并且不用于限制的目的。在一些实例中，对本领域技术人员显而易见的是，除非另外明确指出，否则可单独使用与特定实施例相结合描述的特征、特性和/或元素，或可与其它实施例相结合描述的特征、特性和/或元件组合使用。因此，本领域技术人员将理解，在不脱离由所附的权利要求阐明的本公开的范围的情况下，可进行各种形式和细节上的改变。