近紅外無創血液成分檢測儀中的反射式led光源系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于近紅外無創血液成分檢測儀中光學領域，具體涉及一種近紅外無創血液成分檢測儀中的反射式LED光源系統。
【背景技術】
[0002]血液生化檢驗是健康診斷的基本手段之一。近紅外光譜分析技術因具有無損快速、多組分同時分析等優勢，已成為無創血液成分檢測研究領域最具前景的熱點技術之一。光源系統，為近紅外無創血液成分檢測儀器中重要的組成部分，提供有效的檢測光譜范圍的同時，光源匯聚在測試部位的照度及分布均勻程度會影響到檢測結果的準確性和穩定性。而且，為追求無創血液成分檢測儀器的便攜化，在達到指標要求的情況下，光源系統結構應盡可能緊湊。
[0003]現階段的光源系統結構，多采用鹵鎢燈為光源，透射式光學系統。該結構光源匯聚的光斑尺寸較小，便于測量。但該結構存在發熱量高、光通量較低(易導致儀器信噪比較低)、光源到測試位置距離較長、能量利用率低、光斑照度不均勻等問題。

【發明內容】

[0004]為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供了一種近紅外無創血液成分檢測儀中的反射式LED光源系統，該系統照度均勻、結構緊湊，提出了以LED作為光源的反射式光源系統。
[0005]本發明解決技術問題所采用的技術方案如下:
[0006]近紅外無創血液成分檢測中儀的反射式LED光源系統，該系統包括:至少一個LED光源、環形電路板、凹面反射鏡和通光孔；LED等間距安裝在環形電路板上；環形電路板、凹面反射鏡和通光孔同軸放置；通光孔與凹面反射鏡分別位于環形電路板的兩側，LED光源發出光線照射在凹面反射鏡上，通過凹面反射鏡反射會聚后，穿過環形電路板的中空部分經由通光孔形成光斑。
[0007]本發明的有益效果是:本發明根據實驗結果優選出9個LED光源，并設計了反射式照明光學系統。與傳統光源系統結構相比，該光源系統結構顯著精簡，光學元件表面數量少，在降低光能量損失的同時提高了光照均勻性，而且也有效的控制了光源發熱量，提高近紅外無創血液成分分析儀的檢測精度和穩定性，有利于開創新型便攜式無創血液成分分析儀市場。
【附圖說明】
[0008]圖1本發明近紅外無創血液成分檢測儀中的反射式LED光源系統結構示意圖。
[0009]圖2本發明近紅外無創血液成分檢測儀中的反射式LED光源系統安裝LED的環形電路板主視圖。
[0010]圖3本發明近紅外無創血液成分檢測儀中的反射式LED光源系統優選結構示意圖。
[0011]圖中:1、LED，2、環形電路板，3、雙曲凹面反射鏡，4、通光孔，5、凸透鏡，6、LED1發光面，7、雙曲凹面反射鏡前表面頂點和8、凸透鏡前表面頂點。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖和實施例對本發明做進一步詳細說明。
[0013]如圖1所示，近紅外無創血液成分檢測儀中的反射式LED光源系統，該系統包括:至少一個LED1光源、環形電路板2、雙曲凹面反射鏡3和通光孔4 ;所述LED1等間距安裝在環形電路板2上，環形電路板2、雙曲凹面反射鏡3和通光孔4同軸放置；通光孔4與雙曲凹面反射鏡3分別位于環形電路板2的兩側，LED1光源發出光線照射在凹面反射鏡3上，通過凹面反射鏡3反射會聚后，穿過環形電路板2的中空部分經由通光孔4形成均勻會聚光斑；雙曲凹面反射鏡3的半徑大于環形電路板2的半徑。
[0014]如圖2所示，LED1中心波長的范圍是680nm?1600nm，在本實施例中，選取9個LED 1安裝在環形電路板2上，每個LED 1對應的中心波長為910nm、940nm、970nm、980nm、1050nm、1070nm、1200nm、1300nm 和 1450nm。LED1 光源發光面積不大于 0.5mm*0.5mm,每個LED1輻射功率不小于50mW ;環形電路板2的內徑為17mm，外徑為23mm ；LED1中心位置均位于半徑為20mm的圓周上。
[0015]在本實施例一中，在LED1發光面6距前方的雙曲凹面反射鏡3前表面頂點7為10.4mm，雙曲凹面反射鏡3尺寸半徑為25mm，曲率為0.0133，二次曲面系數為4.72，中心厚度為1mm。在LED1發光面后方18mm處放置通光孔4，通光孔4直徑為8mm。LED1光源發出的光，經雙曲凹面反射鏡3反射后，在通光孔4處會聚成一個均勻光斑。
[0016]在實施例二中，在實施例一的基礎上，位于環形電路板2和通光孔4中間設置一個兩面曲率半徑相同凸透鏡5，以LED1發光面6距前方的雙曲凹面反射鏡3前表面頂點7為16mm，距后方的凸透鏡5前表面頂點8為16mm，凸透鏡5前表面頂點8到環形電路板2距離約3.5mm ;在LED1發光面6的中心之后26.3mm處放置通光孔4，通光孔4直徑為8mm。LED1光源發出的光，經雙曲凹面反射鏡3反射后，經過凸透鏡5進一步會聚，在通光孔4處會聚成一個均勻光斑。凸透鏡5也可以為拋物面凹面反射鏡。
【主權項】
1.近紅外無創血液成分檢測儀中的反射式LED光源系統，其特征在于，該系統包括:至少一個LED光源、環形電路板、凹面反射鏡和通光孔；所述LED等間距安裝在環形電路板上；環形電路板、凹面反射鏡和通光孔同軸放置；通光孔與凹面反射鏡分別位于環形電路板的兩側；LED光源發出光線照射在凹面反射鏡上，通過凹面反射鏡反射會聚后，穿過環形電路板的中空部分經由通光孔形成光斑。2.根據權利要求1所述的近紅外無創血液成分檢測儀中的反射式LED光源系統，其特征在于，所述LED的中心波長范圍為680nm?1600nm。3.根據權利要求2所述的近紅外無創血液成分檢測儀中的反射式LED光源系統，其特征在于，所述 LED 的中心波長為 910nm、940nm、970nm、980nm、1050nm、1070nm、1200nm、1300nm和1450nm效果最佳。4.根據權利要求1所述的近紅外無創血液成分檢測儀中的反射式LED光源系統，其特征在于，所述凹面反射鏡為雙曲凹面反射鏡或拋物面凹面反射鏡。5.根據權利要求1所述的近紅外無創血液成分檢測儀中的反射式LED光源系統，其特征在于，該系統還包括位于環形電路板和通光孔中間的凸透鏡。6.根據權利要求5所述的近紅外無創血液成分檢測儀中的反射式LED光源系統，其特征在于，所述凸透鏡的兩面曲率半徑相同。
【專利摘要】近紅外無創血液成分檢測儀中的反射式LED光源系統屬于光學設計領域，該系統包括：至少一個LED光源、環形電路板、凹面反射鏡和通光孔；LED等間距安裝在環形電路板上；環形電路板、凹面反射鏡和通光孔同軸放置；LED光源發出光線照射在凹面反射鏡上，通過凹面反射鏡反射會聚后，穿過環形電路板的中空部分經由通光孔形成光斑。與傳統光源系統結構相比，該光源系統結構顯著精簡，光學元件表面數量少，在降低光能量損失的同時提高了光照均勻性，而且也有效的控制了光源發熱量，提高近紅外無創血液成分分析儀的檢測精度和穩定性，有利于開創新型便攜式無創血液成分分析儀市場。
【IPC分類】F21V7/04, F21V5/04, F21S8/00, F21Y115/10
【公開號】CN105276450
【申請號】CN201510705287
【發明人】丁海泉, 袁境澤, 盧啟鵬, 高洪智
【申請人】中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年10月27日