CN103604748A - 复合光源 - Google Patents

Abstract

一种复合光源，其特征在于，包括圆柱形并设有中心孔的基座，在基座的底端中心设有白光LED，在白光LED的上方设有白光聚光透镜；在基座的顶端设有八个沿圆周均布的单色LED，各单色LED分别通过放置各自前面的单光聚光透镜汇聚到位于中心反射镜处，经过反射镜的反射作用，所有单色光加入到白光LED发出的白光中，共同组成一个复合光源从反射镜顶端的小孔处射出。本发明型的有益效果是：采用一个白光大功率的LED，与八个单色光复合，可以省下很多管子，这种复合光源的波长几乎涵盖了绝大部分厂家的生化分析仪所需的光源波长，具有很高的推广价值。

Description

复合光源

技术领域

本发明涉及一种复合光源，主要用于生化分析仪中作为光源。

背景技术

在生化分析仪中，光源通常使用的是卤钨灯和氘灯，但都有弊病，首先寿命都不够长久，更换也非常麻烦，而氘灯的供电电源却是高压供电，成本很高。卤钨灯的水冷也是一个很大的难题。一直以来，人们都在寻找一种能满足整个生命周期可供使用的光源，不需要更换，就不会因为更换带来一些问题，也没有更换的烦恼；不需要散热，没有水冷的复杂机构，当然也不会有因为散热不好带来的稳定性问题；没有复杂的供电装置，简单的普通的开关电源都可以良好供电。在现实中，的确存在这样的光源，那就是发光二极管（LED）。LED的各种优点完全满足生化分析仪光源的要求，如寿命长，发热小，发光稳定，供电简单等。但LED的发光原理造成了LED发出的光几乎都是单色光，或者叫波带很窄的光，虽然LED有各种发光波长，但无论如何它也不能覆盖整个的生化分析仪用的波长范围。我们知道生化分析仪所使用的波长都是离散的波长点，一般的有8～16个波长选择，根据生化分析仪的使用要求和档次不同，可以选择数量不等的波长个数，然后每个波长处选择一个LED，在通过一个窄带滤光片就实现了生化分析仪对单色波长的要求，这样看来LED不但提供了良好的光源，甚至省去了困难繁杂的分光单元。目前市面上已经有了类似的产品，一般采用两种方式来实现吸光度的测量：一种是对应于每个波长放置一个反应杯位，这样如果有8个波长就有8个对应的反应杯位，需要测量哪个波长的吸光度，就必须在对应的杯位测量，因为那个杯位上安装了对应波长的LED；还有一种是转轮结构的，一个旋转的轮盘上有很多个LED，在需要某个波长时，就将对应的LED以及它对应的滤光片转到工作位置，这种切换方法也可以实现吸光度的测量。但仔细研究发现，这些方案是前分光技术，所谓的前分光指的是光线在通过反应杯前已经被分成了单色光。与之对应的后分光则相反，光线通过反应杯前还是复色光，通过后再将复色光分成单色光，至于需要测量哪个波长的吸光度只需要从得到的每路吸光度中选择即可，这样就可以实现双波长测量。所谓双波长是指能同时测量两个波长的吸光度，主波长的吸光度作为实验数值，而付波长可以作为参考，现在几乎所有的生化项目测试都需要双波长测试，而不能满足要求的前分光技术已经完全遭到淘汰。而LED多杯位和转轮旋转方案实质都是前分光，根本无法实现双波长，甚至有时候还需要三波长的测量。而要想实现多波长的测量，必须使用后分光，后分光技术的主要特点就是，所有的波长的吸光度在每次测试中都会测量，至于测试者需要哪个数据，需要哪两个数据，甚至需要所有的数据，都可以从得到的数据中进行选择，完全自由和随意，数据之间可以互相印证，能为生化实验提供更多的参考。很显然，上述的LED多杯位和轮盘转换方案都无法实现这种目的，已经处在淘汰的地位，只能存在很多低端的仪器上。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合光源，以解决现有技术LED多杯位和轮盘转换方案都无法满足生化分析仪光源要求的问题。

本发明的技术方案是：一种复合光源，其特征在于，包括圆柱形并设有中心孔的基座，在基座的底端中心设有白光LED，在白光LED的上方设有白光聚光透镜；在基座的顶端设有八个沿圆周均布的单色LED，各单色LED分别通过放置各自前面的单光聚光透镜汇聚到位于中心反射镜处，经过反射镜的反射作用，所有单色光加入到白光LED发出的白光中，共同组成一个复合光源从反射镜顶端的小孔处射出。

所述的反射镜为一个由八面组成的八棱锥形的镀铝紫外增强反射镜，每一面与一个所述的单色LED相对应。

所述的反射镜的每一面的形状为梯形，该梯形的上边长0.21mm，下边长0.62mm，梯形高度0.7mm。

八个所述的单色LED的波长分别为340、380、405、700、735、765、800、850nm。

所述的白光聚光透镜和单光聚光透镜由K9材料制成。

本发明的有益效果是：采用一个白光大功率的LED，与八个单色光复合，可以省下很多管子，这种复合光源的波长涵盖了绝大部分厂家的生化分析仪所需的光源波长，具有很高的推广价值。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明复合光源的实现图；

图3是本发明的工作原理示意图。

具体实施方式

参见图1～图3，本发明一种复合光源，其特征在于，包括圆柱形并设有中心孔的基座1，在基座1的底端中心设有白光LED6，在白光LED6的上方设有白光聚光透镜5。在基座1的顶端设有八个沿圆周均布的单色LED2，各单色LED2分别通过放置各自前面的单光聚光透镜3汇聚到位于中心反射镜4处，经过反射镜4的反射作用，所有单色光加入到白光LED发出的白光中，共同组成一个复合光源从反射镜顶端的小孔处射出。

所述的反射镜4为一个由八面组成的八棱锥形的镀铝紫外增强反射镜，每一面与一个所述的单色LED2相对应。

为了利用LED优良的发光性能，并且也能实现后分光，就必须使用多个LED，使之组成一个包含所有波长范围的光源。很显然的事实是，高档的生化分析仪的波长范围为340nm～850nm。如果能使用多个LED组合成的波长范围涵盖了这个生化分析的波长范围，并将之放在通常的光源的位置，则能够实现完美的光源替换，我们称这种多LED的复合而形成光源的技术，为复合光源技术。

那么如何组成这样的复合光源呢，我司生产的生化分析仪的波长范围为340nm～850nm，并且有16个波长，显然要组成这样的复合光源，必须有16个发光在这16个波长附近的LED，16个LED的方案太过于复杂，这16个LED发出的光线还必须能够很好的复合在一条主光路上，这么多的LED使得这个美好的想法根本无法实现。必须找到减少光源个数的方案来。通过调查发现有一种白光大功率的LED，功率能达到数瓦，光功率也完全满足要求，它覆盖的发光范围为430～700nm，有了它就可以省下很多管子，典型的波长方案参见表1，

表1，典型的波长方案（nm）

340

380

405

450

480

505

546

570

600

635

660

700

735

765

800

850

这种波长方案几乎涵盖了绝大部分厂家的生化分析仪波长方案，如果这个方案的复合光源能够很好的解决，将具有很大的可推广性。

本发明选用前端三个340,380,405，这三个LED，加上后端的700,735,765,800,850五个管子，而中间的450,480,505,546,570,600,635,660用一个白光LED就能解决。

目前可以买到的LED管子：340为进口紫外管，市场上有380,405的紫光管，目前的白光LED的发光范围已经满足430～700的要求，但700处的发光强度已经很弱，购买700深红色光LED，市场无735nm的LED，买740nm的可以使用，765也没有，770替代。而800nm和850nm的管子都很容易买到。

因此购买的九种LED的波长如表2所示。

表2，购买的九种LED的波长（nm）：

340

380

405

白光

700

740

770

800

850

必须说明的是LED的半波宽至少在30nm之上，所以，在波长方案中每个波长上下浮动15nm方案都是满足的。

本发明的工作原理如图3，白光LED6发出的白光经过白光聚光透镜5汇聚，并从反射镜4顶端的小孔7（直径为0.5mm）射出；八个方向上放置八个单色LED2，分别通过放置其前的单光聚光透镜3到反射镜4处。经过反射镜4的反射作用，所有单色光都加入到白光LED发射的白光中，共同组成一个复合光源从小孔7处射出。小孔7中心位置相对于光源灯丝所在位置，灯丝大小为小孔7的大小加上上下两个反光点的大小，可以看成灯丝为方形，则复合光源的灯丝尺寸为1mm见方。

本发明中，一个八面的镀铝紫外增强反射镜4是实现光源复合技术的关键。镀铝紫外增强反射镜是为了加强对紫外波段的反射，因为生化分析仪的紫外波段非常重要，平面图上看到的是两面，立体图上八个方向上都有，反射镜的形状为梯形。

将本发明的小孔7所在位置为灯丝位置安装到生化分析仪上，测试结果表明效果满足要求，但在450，635和660处，光强不足，特别是660，光强最弱，但也能满足要求。

Claims (5)

1.一种复合光源，其特征在于，包括圆柱形并设有中心孔的基座，在基座的底端中心设有白光LED，在白光LED的上方设有白光聚光透镜；在基座的顶端设有八个沿圆周均布的单色LED，各单色LED分别通过放置各自前面的单光聚光透镜汇聚到位于中心反射镜处，经过反射镜的反射作用，所有单色光加入到白光LED发出的白光中，共同组成一个复合光源从反射镜顶端的小孔处射出。

2.根据权利要求1所述的复合光源，其特征在于，所述的反射镜为一个由八面组成的八棱锥形的镀铝紫外增强反射镜，每一面与一个所述的单色LED相对应。

3.根据权利要求2所述的复合光源，其特征在于，所述的反射镜的每一面的形状为梯形，该梯形的上边长0.21mm，下边长0.62mm，梯形高度0.7mm。

4.根据权利要求1所述的复合光源，其特征在于，八个所述的单色LED的波长分别为340、380、405、700、735、765、800、850nm。

5.根据权利要求1所述的复合光源，其特征在于，所述的白光聚光透镜和单光聚光透镜由K9材料制成。

Images