光源系统及基于光线的检测设备

文档序号:167167 发布日期:2021-10-29 浏览:29次 >En<

阅读说明:本技术 光源系统及基于光线的检测设备 (Light source system and light-based detection equipment ) 是由 张凤杰 马德新 戴杰铭 于 2021-08-27 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种光源系统及基于光线的检测设备,涉及光处理技术领域。光源系统包括光源模块和光束收集模块;其中,光源模块包括多个具有不同主波长的发光二极管,用于产生光源;光束收集模块,与光源模块耦合,用于收集光源,形成测量光束。本发明通过利用不同主波长的发光二极管替换了卤素灯生成光源,避免了卤素灯带来了不利影响,使得光源系统寿命较长。同时各发光二极管可独立进行配置,从而可实现对各所需波长处的光功率进行配置,使得光源系统的光功率配置更灵活。(The invention discloses a light source system and light-based detection equipment, and relates to the technical field of light processing. The light source system comprises a light source module and a light beam collecting module; the light source module comprises a plurality of light emitting diodes with different main wavelengths and is used for generating a light source; and the light beam collecting module is coupled with the light source module and is used for collecting the light source to form a measuring light beam. According to the invention, the light emitting diodes with different main wavelengths are used for replacing the halogen lamp to generate the light source, so that the adverse effect caused by the halogen lamp is avoided, and the service life of the light source system is longer. Meanwhile, each light emitting diode can be configured independently, so that the light power at each required wavelength can be configured, and the light power configuration of the light source system is more flexible.)

光源系统及基于光线的检测设备

技术领域

本发明涉及光处理技术领域,尤其涉及一种光源系统及基于光线的检测设备。

背景技术

在测量分析领域中,常常会利用光线对被测对象进行测量,利用不同物质对光线的吸收能力的不同,从而完成对被测对象的测量及分析。在基于光线的检测设备中,通常配置有光源系统,以产生用于测量的光线;其中,大多以卤素灯作为发光件。然而,卤素灯存在寿命短的问题,其使用寿命只有1000-2000小时,需要经常进行更换。并且,卤素灯光电转换效率低,发热量大,容易导致光源系统损坏。另外,卤素灯各波长处功率差异较大,其发出的光在各波长处的光能量不均匀,不能对单一波长的光功率进行调节,紫外波段的光能量特别微弱,不利于后端设备的处理。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种光源系统及基于光线的检测设备,旨在解决现有技术中光源系统寿命短,单一波长的光功率不可调的技术问题。

为实现上述目的,本发明提出一种光源系统,光源系统包括:

光源模块,包括多个具有不同主波长的发光二极管,用于产生光源;

光束收集模块,与光源模块耦合,用于收集光源,形成测量光束。

可选的,光源模块还包括:

多个透镜,各透镜与各发光二极管对应设置,以收集各发光二极管产生的光线,形成第一准直光束;

多个分光片,各分光片与各透镜对应设置,以对第一准直光束进行反射。

可选的,各分光片对应的反射光路共轴。

可选的,透镜为凸透镜。

可选的,光束收集模块包括:

准直透镜,与光源模块耦合,以对光源模块产生的光线进行准直,获得第二准直光束。

可选的,光束收集模块还包括:

光阑,设置于准直透镜的输出光路上,以对准直透镜输出的光束进行限制。

可选的,光源模块还包括:

多个电源驱动板,各电源驱动板与各发光二极管对应设置,用于调节各发光二极管的出射光功率。

可选的,各发光二极管的光谱具有重叠部分。

可选的,各发光二极管中至少一个为白光发光二极管。

为实现上述目的,本发明还提出一种基于光线的检测设备,基于光线的检测设备包括如上述的光源系统。

本发明中,通过设置光源模块和光束收集模块构成光源系统。其中,光源模块包括多个具有不同主波长的发光二极管,用于产生光源;光束收集模块,与光源模块耦合,用于收集光源,形成测量光束。本发明通过利用不同主波长的发光二极管替换了卤素灯生成光源,避免了卤素灯带来了不利影响,使得光源系统寿命较长。同时各发光二极管可独立进行配置,从而可实现对各所需波长处的光功率进行配置,使得光源系统的光功率配置更灵活。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是本发明实施例提出的结构示意图;

图2为本发明光源模块一实施例的结构示意图;

图3为本发明光束收集模块一实施例的结构示意图。

附图标号说明:

标号 名称 标号 名称
10 光源模块 B1~Bn 第一至第n电源驱动板
20 光束收集模块 C1~Cn 第一至第n发光二极管
30 准直透镜 D1~Dn 第一至第n分光片
40 光阑 L1~Ln 第一至第n透镜

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。

另外,在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。

参照图1,图1为本发明光源系统第一实施例的结构示意图。本发明提出光源系统的第一实施例。

在第一实施例中,光源系统包括:

光源模块10,包括多个具有不同主波长的发光二极管,用于产生光源。光束收集模块20,与光源模块10耦合,用于收集光源,形成测量光束。

需要说明的是,为避免使用卤素灯对光源系统所造成的影响,本实施方式采用发光二极管替代卤素灯,从而提高光源系统的使用寿命,以及提供便于处理的光束。

可以理解的是,由于后端设备对光束的波长需求不同,光源模块10所能提供的光源的波长应当覆盖该波长需求。例如,若后端设备所需求的波长包括340nm、380nm、405nm、450nm、505nm、546nm、578nm、600nm、660nm、700nm、750nm、800nm;则光源的波长应当包括上述波长,具体的,光源的波长可以为300nm-800nm或者340nm-850nm等。

发光二极管的波长可以分布与紫外波段(波长<380nm)、可见光波段(380nm-780nm)和近红外波段(780nm-850nm),本实施方式可以通过设置不同主波长的发光二极管以使得光源模块10所能提供的光源的波长覆盖波长需求。例如,若波长需要为350nm-450nm以及750nm-800nm,则各发光二极管的主波长可以分别为345nm、365nm、385nm、405nm、750nm-800nm。当然,上述参数仅为示例,具体数值可以根据用户需求进行设置,本实施方式对此不加以限制。

需要说明的是,由于发光二极管的光谱较宽,主波长附近的发光强度较大,远离主波长处发光强度较小,因此所选择的各发光二极管的光谱具有重叠部分,以使各所需波长处具有足够的光能量。

需要说明的是,为使发光二极管的以较少的数量覆盖较宽的波长范围,各发光二极管中可以设置至少一个白光发光二极管。由于白光二极管的波长范围宽,因此使用白光二极管可以覆盖较宽的波长范围。当然,若所需波长处的光能量需求较高,可以使用白光二极管以另一主波长为所需波长的发光二极管进行叠加。

在本实施方式中,为进一步提高光源的可调整性,光源模块10还包括:多个电源驱动板,各电源驱动板与各发光二极管对应设置,用于调节各发光二极管的出射光功率。

需要说明的是,各发光二极管由于电源驱动板进行驱动,电源驱动板可调节发光二极管的电流大小,从而调节各发光二极管的出射光功率。在所需波长的所需光能量较高时,可以通过电源驱动板增大发光二极管的电流,反之,则减小发光二极管的电流。电源驱动板已有成熟的技术,本实施方式在此不再赘述。

可以理解的是,由于发光二极管产生的光通常呈发散状向四周辐射,为提高对光源的利用,本实施方式还设置了光束收集模块20,以收集光源,形成测量光束。在具体实现时,光束收集模块20接收光源模块10产生的光源,通过对光线进行折射等处理,将发散状的光源进行会聚,提高光源的利用率,以及便于后续对光源的传输及处理。

在第一实施例中,通过设置光源模块10和光束收集模块20构成光源系统;其中,光源模块10包括多个具有不同主波长的发光二极管,用于产生光源;光束收集模块20,与光源模块10耦合,用于收集光源,形成测量光束。本实施方式通过利用不同主波长的发光二极管替换了卤素灯生成光源,避免了卤素灯带来了不利影响,使得光源系统寿命较长。同时各发光二极管可独立进行配置,从而可实现对各所需波长处的光功率进行配置,使得光源系统的光功率配置更灵活。

参照图2,图2为本发明光源模块一实施例的结构示意图。基于上述第一实施例,本发明提出光源系统的第二实施例。

在第二实施例中,光源模块10还包括:多个透镜,各透镜与各发光二极管对应设置,以收集各发光二极管产生的光线,形成第一准直光束。多个分光片,各分光片与各透镜对应设置,以对第一准直光束进行反射。

需要说明的是,由于各发光二极管可独立发光,为形成便于处理的光束,需要对各发光二极管所产生的光线进行整合。在具体实现时,可先对各发光二级管所产生的光线进行会聚,再将各会聚后的光线进行整合。由于光源模块10的输出光路仅有一个,因此在对各会聚后的光线进行整合时,还需要将各会聚后的光线折射至该输出光路上。

如图2所示,光源模块10中可以包括第一发光二极管C1、第二发光二极管C2、第n-1发光二极管Cn-1、第n发光二极管Cn。第一发光二极管C1由于第一电源驱动板B1驱动,其产生的光线经第一透镜L1收集后,射向第一分光片D1;第二发光二极管C2由于第二电源驱动板B2驱动,其产生的光线经第二透镜L2收集后,射向第二分光片D2;第n-1发光二极管Cn-1由于第n-1电源驱动板Bn-1驱动,其产生的光线经第n-1透镜Ln-1收集后,射向第n-1分光片Dn-1;第n发光二极管Cn由于第n电源驱动板Bn驱动,其产生的光线经第n透镜Ln收集后,射向第n分光片Dn。

在本实施方式中,光源模块10的输出光路数量为一个;且为便于后续处理,将各发光二极管对应的光束进行混合后再输出;因此,各分光片对应的反射光路共轴,且各反射光路与该输出光路共轴。各分光片可以反射对应的发光二极管发出的光线,并透过前侧分光片所产生的光线;即第一分光片D1反射的光束穿过第二分光片D2,并与第二分光片D2反射的光束混合。

需要说明的是,各透镜为凸透镜,以将各发光二极管产生的光线转换成平行向下或者向上的光束,反射至各分光片。其中,一个发光二极管所对应的透镜数量还可以为一个或者多个,即利用一个或多个透镜对发光二极管产生的光线进行准直。

参照图3,图3为本发明光束收集模块一实施例的结构示意图。在本实施方式中,为避免光束从光源模块10输出后再次发散,通过光束收集模块20对光源模块10输出的光源进行再处理。在具体实现时,光束收集模块20可以包括:准直透镜30,与光源模块10耦合,以对光源模块10产生的光线进行准直,形成第二准直光束。

在具体实现时,准直透镜30也可以为凸透镜,可设置于光源模块10的输出光路上,以将光源模块10输出的光线转换成平行光束进行输出,供后端设备使用。

在本实施方式,光束收集模块20还可以包括:光阑40,设置于准直透镜30的输出光路上,以对准直透镜输出的光束进行限制。

可以理解的是,光阑是指在光学系统中对光束起着限制作用的实体,其可以是带孔屏。准直透镜30的输出光线在经过光阑40时,受到阻挡,仅有光阑40上通孔部分的光线可以输出。光阑40上的通孔形状可以为多边形或者圆形等,通孔数量可以为一个或者两个等;具体可以根据用户需求进行设置,本实施方式对此不加以限制。

在第二实施例中,光源模块10可以包括多个透镜及多个分光片,各透镜与各发光二极管对应设置,以收集各发光二极管产生的光线,形成第一准直光束;各分光片与各透镜对应设置,以对第一准直光束进行反射,形成光源。在本实施方式中,通过透镜及分光片对各发光二极管所产生的光线进行处理,从而得到输出光源,实现了对各发光二极管光源的整合。

为实现上述目的,本发明还提出一种基于光线的检测设备,基于光线的检测设备包括如上述的光源系统。该基于光线的检测设备可以为血液分析仪、样本分析仪或者生化分析仪等。该光源系统的具体结构参照上述实施例,由于本基于光线的检测设备可以采用了上述所有实施例的技术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的有益效果,在此不再一一赘述。

以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

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