一種利用LED光源產生均勻條形光斑的裝置的製作方法

2023-07-24 07:16:31

本發明屬於螢光照明領域，尤其是一種利用led光源產生均勻條形光斑的裝置。

背景技術：

隨著科技的發展，生命科學的重要性越來越凸顯。螢光檢測在生命科學儀器中應用廣泛，一般使用特定波長的雷射、led光源等等對樣本照射激發出螢光，然後檢測特定波段的螢光來判斷樣本的指標。在核酸檢測診斷領域和免疫螢光檢測診斷領域的儀器設備，應用led作為激發光源越來越普遍，其優點有：

1.成本低廉；

2.功耗低，功率調節便捷；

3.能以比較小的體積獲得較大的光功率，便於儀器設備的小型化；

4.可以選擇不同顏色的led，然後通過濾波獲得想要的波長。

目前應用微流控晶片進行螢光檢測和免疫螢光檢測逐漸普及，在對反應池陣列進行檢測時，通常需要激發光能均勻照射所有檢測區域，並且保證亮度足夠高，另外反應池通常會設計在一個長窄的範圍內，比較理想的激發光源的光束應該也是一個長條形的光束，因此設計一種體積小、功耗低的產生條形光斑的裝置是非常重要的。

為此，有必要設計一種新型的光源裝置，能夠均勻的產生條形光源。

技術實現要素：

本發明的主要目的是提供一種利用led光源產生均勻條形光斑的裝置，用來克服現有光源無法發出均勻長條光源的問題。

本發明是這樣實現的，一種利用led光源產生均勻條形光斑的裝置，包括光源組、透鏡組和鏡筒；所述光源組和所述透鏡組設置在所述鏡筒內部；所述光源組設有相互電連的燈珠陣列和電路板，所述電路板設置在所述燈珠陣列後側；所述透鏡組設有準直透鏡、濾波片、第一柱面透鏡和第二柱面透鏡；所述燈珠陣列發出的光依次經過所述準直透鏡、濾波片、第一柱面透鏡和第二柱面透鏡；所述燈珠陣列的中心、所述準直透鏡的中心、所述濾波片中心、所述第一柱面透鏡的中心和所述第二柱面透鏡同軸；所述準直透鏡的焦平面與所述燈珠陣列所在平面重合；所述燈珠陣列呈長條形。光源組發出光源，透鏡組將光源組發出的光源均一化的透射出去，從而確保發出的光均勻並呈條狀。燈珠陣列優選led燈珠顆粒組成多種形狀，所述的電路板優選鋁基材料，鋁基電路板兼顧電路板和導熱的作用。

本發明的進一步技術方案是：所述光源組還設有散熱器，所述散熱器與所述電路板相連。散熱器將led光源發出的熱量導出鏡筒，從而防止光源過熱造成危險。

本發明的進一步技術方案是：所述第一柱面透鏡和所述第二柱面透鏡均為球缺結構。該結構能夠更好的導光。

本發明的進一步技術方案是：所述第一柱面透鏡和所述第二柱面透鏡底面相對設置。

本發明的進一步技術方案是：所述第一柱面透鏡和所述第二柱面透鏡球面相對設置。

本發明的進一步技術方案是：所述透鏡組還設有隔圈，所述隔圈設置在所述準直透鏡和所述濾波片之間並將兩者隔開。隔圈用於隔離準直透鏡和濾波片，避免接觸後擦壞表面。

本發明的進一步技術方案是：所述透鏡組還設有定位隔圈，所述定位隔圈設置在所述第一柱面透鏡和所述第二柱面透鏡之間。定位隔圈起到將第一柱面透鏡和第二柱面透鏡隔離定位並保證凸面中心軸平行的作用。

本發明的進一步技術方案是：所述透鏡組還設有壓圈，所述壓圈設置在所述第二柱面透鏡外側並對所述第二柱面進行限位。壓圈起到固定的作用。

本發明的進一步技術方案是：所述燈珠陣列的長寬比大於2。

本發明的進一步技術方案是：所述濾波片的濾波範圍為400-700nm之外的波長。準直透鏡、兩個柱面透鏡的焦距在實際應用中根據目標區域的大小、照明的距離來確定，所述的濾波片的波長、帶寬等規格根據應用確定。第一柱面透鏡、第二柱面透鏡的焦距變化範圍很大，從10mm到200mm甚至更大都有，根據應用需要選擇。光斑均勻區域的大小跟光源與目標的距離成比例，比如，在要求光強度均勻性cv值在4%的情況下，25mm-30mm的焦距（柱面透鏡、準直透鏡）在0.2m的距離上可以投射不小於10mm×100mm範圍的均勻光斑，在1.2m的距離光斑成比例擴大到60mm×600mm。實際應用中光源到目標的距離、光斑的大小、柱面透鏡的焦距、準直透鏡的焦距、燈珠顆粒陣列的大小，這些參數都是互相影響的。濾波片的波長選擇範圍很大，從400nm到700nm有很多種，帶寬在10nm-50nm，在核酸檢測領域，這些參數與使用的螢光染料有關。

本發明的有益效果是：本方案提供的利用led光源產生均勻條形光斑的裝置通過光源和透鏡的設計使得裝置能夠發出均勻的條形光斑，從而適合基因檢測使用；本裝置成本低廉，效果優異，便於大範圍推廣。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明實施例1提供的利用led光源產生均勻條形光斑的裝置的示意圖。

圖2是本發明實施例1提供的利用led光源產生均勻條形光斑的裝置的定位隔圈示意圖。

圖3是本發明實施例2提供的利用led光源產生均勻條形光斑的裝置的示意圖。

圖4是本發明實施例3提供的利用led光源產生均勻條形光斑的裝置電源組的示意圖。

具體實施方式

本發明提供一種利用led光源產生均勻條形光斑的裝置。以下結合附圖及實施例對本發明進行詳細說明。

實施例1

參見圖1-2所示，為本發明提供的一種利用led光源產生均勻條形光斑的裝置的結構示意圖。利用led光源產生均勻條形光斑的裝置包括光源組1、透鏡組2，光源組1由led燈珠顆粒陣列13焊接在緊貼散熱器11的鋁基電路板12上組成，其中led燈珠顆粒陣列13為多顆led燈珠排列在一個長條區域，鋁基電路板12兼顧電路板和導熱的作用，散熱器11起到散發熱量的作用。

透鏡組2包括準直透鏡21、隔圈22、濾波片23、第一柱面透鏡24、定位隔圈25、第二柱面透鏡26、壓圈27、鏡筒28，這些器件同軸放置，隔圈22用於隔離準直透鏡21和濾波片23，避免接觸後擦壞表面，壓圈27起到固定的作用。定位隔圈25起到將第一柱面透鏡24和第二柱面透鏡26隔離定位並保證凸面中心軸平行的作用。光源組1、透鏡組2在光軸方向同軸放置，另外，第一柱面透鏡24以及第二柱面透鏡26的凸面的中心軸與led燈珠顆粒陣列13的陣列區域長邊方向垂直。

實施例2

圖3為實施例2的結構示意圖，結構基本同實施例1，只是透鏡組3中的第一柱面透鏡24以及第二柱面透鏡26在光軸方向的安裝方向與實施例1相反，另外定位隔圈31隻起到隔離的作用，所以在安裝時，需要調整第一柱面透鏡24、第二柱面透鏡26的角度使兩個凸面的中心軸平行。

實施例3

圖4為實施例3的led光源組成示意圖，結構基本同實施例1，只是led燈珠顆粒陣列43的led燈珠與實施例排列方式不一樣，但仍然是排列在一個長條形區域內的，相應地鋁基電路板42與led燈珠顆粒陣列43匹配。

在本發明實施例1-3中，第一柱面透鏡24、第二柱面透鏡26的凸面中心軸與led顆粒的陣列區域長邊方向垂直的。

在本發明的實施例1-3中，led燈珠顆粒陣列13、led燈珠顆粒陣列43安裝在準直透鏡的焦平面附近。

本方案提供的利用led光源產生均勻條形光斑的裝置通過光源和透鏡的設計使得裝置能夠發出均勻的條形光斑，從而適合基因檢測使用；本裝置成本低廉，效果優異，便於大範圍推廣。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。