近红外无创血液成分检测仪中的反射式led光源系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于近红外无创血液成分检测仪中光学领域，具体涉及一种近红外无创血液成分检测仪中的反射式LED光源系统。
【背景技术】
[0002]血液生化检验是健康诊断的基本手段之一。近红外光谱分析技术因具有无损快速、多组分同时分析等优势，已成为无创血液成分检测研究领域最具前景的热点技术之一。光源系统，为近红外无创血液成分检测仪器中重要的组成部分，提供有效的检测光谱范围的同时，光源汇聚在测试部位的照度及分布均匀程度会影响到检测结果的准确性和稳定性。而且，为追求无创血液成分检测仪器的便携化，在达到指标要求的情况下，光源系统结构应尽可能紧凑。
[0003]现阶段的光源系统结构，多采用卤钨灯为光源，透射式光学系统。该结构光源汇聚的光斑尺寸较小，便于测量。但该结构存在发热量高、光通量较低(易导致仪器信噪比较低)、光源到测试位置距离较长、能量利用率低、光斑照度不均匀等问题。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种近红外无创血液成分检测仪中的反射式LED光源系统，该系统照度均匀、结构紧凑，提出了以LED作为光源的反射式光源系统。
[0005]本发明解决技术问题所采用的技术方案如下:
[0006]近红外无创血液成分检测仪中的反射式LED光源系统，该系统包括:至少一个LED光源、环形电路板、凹面反射镜和通光孔;LED光源等间距安装在环形电路板上；环形电路板、凹面反射镜和通光孔同轴放置;通光孔与凹面反射镜分别位于环形电路板的两侧，且凹面反射镜凹面朝向LED光源;凹面反射镜的半径大于环形电路板的半径。
[0007]所述LED光源的中心波长范围为680nm?1600nm;所述LED光源的中心波长为910nm、940nm、970nm、980nm、1050nm、1070nm、1200nm、1300nm 或 1450nm;所述凹面反射镜为双曲凹面反射镜或抛物面凹面反射镜;该系统还包括位于环形电路板和通光孔中间的凸透镜;所述凸透镜的两面曲率半径相同。
[0008]本发明的有益效果是:本发明根据实验结果优选出9个LED光源，并设计了反射式照明光学系统。与传统光源系统结构相比，该光源系统结构显著精简，光学元件表面数量少，在降低光能量损失的同时提高了光照均匀性，而且也有效的控制了光源发热量，提高近红外无创血液成分分析仪的检测精度和稳定性，有利于开创新型便携式无创血液成分分析仪市场。
【附图说明】
[0009]图1本发明近红外无创血液成分检测仪中的反射式LED光源系统结构示意图。
[0010]图2本发明近红外无创血液成分检测仪中的反射式LED光源系统安装LED的环形电路板主视图。
[0011 ]图3本发明近红外无创血液成分检测仪中的反射式LED光源系统优选结构示意图。
[0012]图中:1、LED光源，2、环形电路板，3、双曲凹面反射镜，4、通光孔，5、凸透镜，6、LED光源发光面，7、双曲凹面反射镜3前表面顶点和8、凸透镜前表面顶点。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
[0014]如图1所示，近红外无创血液成分检测仪中的反射式LED光源系统，该系统包括:至少一个LED光源1、环形电路板2、双曲凹面反射镜3和通光孔4;所述LED光源I等间距安装在环形电路板2上，环形电路板2、双曲凹面反射镜3和通光孔4同轴放置;通光孔4与双曲凹面反射镜3分别位于环形电路板2的两侧，且凹面反射镜3凹面朝向LED光源I;双曲凹面反射镜3的半径大于环形电路板2的半径。
[0015]如图2所示，LED光源I中心波长的范围是680nm?1600nm，在本实施例中，选取9个LED光源I安装在环形电路板2上，每个LED光源I对应的中心波长为910nm、940nm、970nm、980nm、1050nm、1070nm、1200nm、1300nm和HSOnmc3LED光源I光源发光面积不大于0.5mm*
0.5mm，每个LED光源I福射功率不小于50mW;环形电路板2的内径为17mm，外径为23mm; LED光源I中心位置均位于半径为20mm的圆周上。
[0016]在本实施例一中，在LED光源I发光面6距前方的双曲凹面反射镜3前表面顶点7为10.4mm，双曲凹面反射镜3尺寸半径为25mm，曲率为0.0133，二次曲面系数为4.72，中心厚度为Imm。在LED光源I发光面后方18mm处放置通光孔4，通光孔4直径为8mm。LED光源I光源发出的光，经双曲凹面反射镜3反射后，在通光孔4处会聚成一个均匀光斑。
[0017]在实施例二中，在实施例一的基础上，位于环形电路板2和通光孔4中间设置一个两面曲率半径相同凸透镜5，以LED光源I发光面6距前方的双曲凹面反射镜3前表面顶点7为16mm，距后方的凸透镜5前表面顶点8为16mm，凸透镜5前表面顶点8到环形电路板2距离约3.5mm;在LED光源I发光面6的中心之后26.3mm处放置通光孔4，通光孔4直径为SmnuLED光源I光源发出的光，经双曲凹面反射镜3反射后，经过凸透镜5进一步会聚，在通光孔4处会聚成一个均匀光斑。凸透镜5也可以为抛物面凹面反射镜。
【主权项】
1.近红外无创血液成分检测仪中的反射式LED光源系统，其特征在于，该系统包括:至少一个LED光源、环形电路板、凹面反射镜和通光孔;所述LED光源等间距安装在环形电路板上;环形电路板、凹面反射镜和通光孔同轴放置;通光孔与凹面反射镜分别位于环形电路板的两侧，且凹面反射镜凹面朝向LED光源;凹面反射镜的半径大于环形电路板的半径。2.根据权利要求1所述的近红外无创血液成分检测仪中的反射式LED光源系统，其特征在于，所述LED光源的中心波长范围为680nm?1600nm。3.根据权利要求2所述的近红外无创血液成分检测仪中的反射式LED光源系统，其特征在于，所述 LED 光源的中心波长为 910nm、940nm、970nm、980nm、1050nm、1070nm、1200nm、1300nm或1450nmo4.根据权利要求1所述的近红外无创血液成分检测仪中的反射式LED光源系统，其特征在于，所述凹面反射镜为双曲凹面反射镜或抛物面凹面反射镜。5.根据权利要求1所述的近红外无创血液成分检测仪中的反射式LED光源系统，其特征在于，该系统还包括位于环形电路板和通光孔中间的凸透镜。6.根据权利要求5所述的近红外无创血液成分检测仪中的反射式LED光源系统，其特征在于，所述凸透镜的两面曲率半径相同。
【专利摘要】近红外无创血液成分检测仪中的反射式LED光源系统，属于光学设计领域，该系统包括：至少一个LED光源、环形电路板、凹面反射镜和通光孔；LED光源等间距安装在环形电路板上；环形电路板、凹面反射镜和通光孔同轴放置；通光孔与凹面反射镜分别位于环形电路板的两侧，且凹面反射镜凹面朝向LED光源；凹面反射镜的半径大于环形电路板的半径。与传统光源系统结构相比，该光源系统结构显著精简，光学元件表面数量少，在降低光能量损失的同时提高了光照均匀性，而且也有效的控制了光源发热量，提高近红外无创血液成分分析仪的检测精度和稳定性，有利于开创新型便携式无创血液成分分析仪市场。
【IPC分类】F21V5/04, F21S8/00, F21V7/04, F21Y115/10
【公开号】CN205278875
【申请号】CN201520837385
【发明人】丁海泉, 袁境泽, 卢启鹏, 高洪智
【申请人】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年10月27日