一种多波长LED均匀照明光源的制作方法

一种多波长led均匀照明光源
技术领域
1.本发明公开了一种多波长led均匀照明光源，属于光测量技术领域，具体为一种混合不同波长led灯光进行高效均匀照明的光源。


背景技术：

2.近年来，发光二极管(led)凭借其高的发光效率，安全稳定的发光特性等优势，具有体积小、响应快、寿命长以及无污染等特点，极其广泛地被应用于照明、医疗、科研、军事等各领域中。随着科技的进步，led光源在光谱测试领域的应用逐渐深入，由于光谱测试和荧光检测中往往需要对样品进行多个波长的测试，单个波长依次检测，不仅测试时间较长，并且还容易导致特殊样品随时间氧化、变质等，影响测试结果。如果能将有选择性地将测试所需的多个波长光混合，只需对样品进行一次测试，这将极大地缩短测试时间，并保证测试结果的精确性。但此时混合光源照明的均匀程度将成为影响检测结果的主要因素，例如在多色荧光成像中，由于需要采用不同的荧光染料标记样本，监测不同波段激发光照下染料荧光强度分布，以完成标记位点的成分或微环境分布分析，为避免激发光的均匀性对检测结果造成干扰，需要对激发光进行匀光处理。但led近似朗伯余弦分布的空间光强使得直接用其进行照明时，将会在目标面上形成一个中心亮四周逐渐变暗的圆形光斑，均匀性差，混合多波长的led光并输出的光斑均匀度无法满足荧光成像检测需求。目前商用的匀光组件多数采用积分球内部的反射和漫射来实现匀光(如美国labsphere公司)，积分球装置尺寸、体积庞大，并且光线经过积分球内部的积分后输出的光强度被衰减，输出光为面光源等特点，不便实现多波长荧光照明检测应用尤其是多色荧光显微成像应用急需的多波段高光效集成匀光照明。因此，为满足led在更多光谱测试和荧光检测，尤其是多色荧光显微成像上面的应用，获得多波长led混合并均匀输出照明的光源，提高能量利用效率，亟需设计出一款体积小巧，能实现高效传光和匀光的多波长稳瞬态led均匀照明光源。


技术实现要素：

3.针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种多波长led均匀照明光源，可实现高效传光和匀光的多波长led均匀照明，能量利用率高，能够满足多色荧光显微成像等更多光学检测所需。
4.本发明提供的一种多波长led均匀照明光源，主要由壳体、聚光模块、匀光模块组成。所述壳体包括遮光罩、线路盘和电源接头，所述遮光罩用于装配安装所述聚光模块和匀光模块，并防止外部光线进入内部形成杂散光；所述线路盘用于有序收拢为各led灯珠供电的电源导线；所述电源接头安装在所述线路盘上，用于连接为各led灯珠供电的电源导线。所述聚光模块包括led安装盘、led灯珠、透镜、抛物面反射镜和反射镜压圈，所述led安装盘安装在所述遮光罩和线路盘中间，所述led灯珠和所述透镜，所述led灯珠用于发射不同波长的光，所述透镜用于收集并准直所述led灯珠发射的光；所述抛物面反射镜通过所述反射镜压圈被安装压紧在所述遮光罩上，用于将所述透镜准直的光反射交汇于抛物面焦点处。
所述匀光模块包括导光棒套筒和导光棒，所述导光棒套筒安装在所述led安装盘上，所述导光棒安装在所述导光棒套筒上，所述导光棒的前端面位于所述抛物面反射镜焦点处，用于接收被所述抛物面反射镜发射交汇于其焦点的光，并从所述导光棒的后端面输出均匀光，优选的，所述导光棒为六角实心石英棒。所述led安装盘上各位置的所述led灯珠发出的光通过所述透镜收集并准直为平行光后，被所述抛物面反射镜反射交汇于抛物面焦点处，被位于抛物面焦点处的所述导光棒前端面接收，利用全内反射原理各波长光线在所述导光棒中多次全反射后从所述导光棒后端面均匀输出。
5.本发明的有益效果：
6.(1)本发明公开的一种多波长led均匀照明光源，设计精巧，体积小巧，结构紧凑，所述led安装盘上用于安装所述led灯珠的工位数量可根据实际测试需求调整，led安装工位越少，所述一种多波长均匀照明光源的体积越小，可应用于更多小型仪器。
7.(2)本发明公开的一种多波长led均匀照明光源，所述led安装盘上led灯珠呈圆周分布，发射的光经所述抛物面反射镜反射后，均能汇聚于抛物面焦点位置，被位于抛物面焦点处的导光棒前端面接收，以相同角度入射所述导光棒。
8.(3)本发明公开的一种多波长led均匀照明光源，所述led灯珠发射的光经所述透镜收集并准直后，利用抛物面反射镜将各光束反射汇聚于抛物面焦点位置被所述导光棒前端面接收，利用入射光在实心导光棒中发生全反射，最后从导光棒后端面射出，能量损失少，实现小尺寸、高均匀性光线输出。
附图说明
9.图1为一种多波长led均匀照明光源外观图
10.图2为一种多波长led均匀照明光源装配示意图
11.图3为一种多波长led均匀照明光源的led灯珠安装示意图
12.图4为一种多波长led均匀照明光源的匀光光路示意图
13.图5为一种多波长led均匀照明光源导光棒后端面照明均匀度的zemax软件非序列模拟图
14.图中：1.遮光罩；2.led安装盘；3.线路盘；4.电源接头；5.导光棒套筒；6.反射镜压圈；7.抛物面反射镜；8.透镜；9.led灯珠；10.导光棒
具体实施方式
15.下文将结合附图以及具体实施案例对本发明的技术方案做更进一步的详细说明。应当了解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
16.本发明提供的一种多波长led均匀照明光源，主要由壳体、聚光模块、匀光模块组成。所述壳体包括遮光罩1、线路盘3和电源接头4，所述遮光罩1用于装配安装所述聚光模块和匀光模块，并防止外部光线进入内部形成杂散光；所述线路盘3用于有序收拢为各led灯珠9供电的电源导线；所述电源接头4安装在所述线路盘3上，用于连接为各led灯珠9供电的电源导线。所述聚光模块包括led安装盘2、led灯珠9、透镜8、抛物面反射镜7和反射镜压圈6，所述led安装盘2安装在所述遮光罩1和线路盘3中间，用于安装所述led灯珠9和所述透镜
8，所述led灯珠9用于发射不同波长的光，所述透镜8用于收集并准直所述led灯珠9发射的光；所述抛物面反射镜7通过所述反射镜压圈6被安装压紧在所述遮光罩1上，用于将所述透镜8准直的光反射交汇于抛物面焦点处。所述匀光模块包括导光棒10套筒5和导光棒10，所述导光棒10套筒5安装在所述led安装盘2上，所述导光棒10安装在所述导光棒10套筒5上，所述导光棒10的前端面位于所述抛物面反射镜7焦点处，用于接收被所述抛物面反射镜7发射交汇于其焦点的光，并从所述导光棒10的后端面输出均匀光，优选的，所述导光棒10为六角实心石英棒。所述led安装盘2上各位置的所述led灯珠9发出的光通过所述透镜8收集并准直为平行光后，被所述抛物面反射镜7反射交汇于抛物面焦点处，被位于抛物面焦点处的所述导光棒10前端面接收，各波长光线在所述导光棒10中多次反射后从所述导光棒10后端面输出均匀光。
17.工作时，根据实际应用需求选取并供电各合适波长的led灯珠9，各led灯珠9发射的光经过透镜8收集并准直为平行光后被抛物面反射镜7反射汇聚于抛物面焦点位置，被位于抛物面焦点处的导光棒10前端面接收，光线在导光棒10中经多次发射后，从导光棒10后端面出射均匀的光斑，如图4、5所示。
18.以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。