[發(fā)明專利]一種智能型多波長LED熒光顯微鏡光源

在審

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• 申請日: 2017-01-13
• 公開（公告）號: CN106772979A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王富;陳奧輝
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所
• 主分類號: G02B21/08
• 分類號: G02B21/08;H05B33/08
• 代理公司: 烏魯木齊中科新興專利事務(wù)所65106
• 代理人: 張莉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用LED發(fā)光芯片發(fā)出不同波長光源的器械。

背景技術(shù)

熒光顯微鏡是利用特定波長的光照射被檢物體產(chǎn)生熒光進行鏡檢的顯微光學(xué)觀測技術(shù)。近年來隨著熒光顯微技術(shù)的不斷發(fā)展，漸漸涌現(xiàn)出了如全內(nèi)反射、激光共聚焦及超分辨等新一代熒光顯微鏡，其在生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、化學(xué)等研究中發(fā)揮著不可替代的作用。熒光激發(fā)光源作為熒光顯微鏡的最重要的組成部分，常見有高壓汞燈、氙燈、LED燈及激光。然而，高壓汞燈光源波長主要集中在紫外部分，可見光部分光源強度低，耗能高，體積笨重，發(fā)熱嚴(yán)重且使用壽命短。氙燈光源波長分布比較接近日光燈，壽命比汞燈更長，但是啟動慢，體積大且發(fā)熱嚴(yán)重，造價高昂。LED燈能耗更低，響應(yīng)快，波長均勻，使用壽命成倍提高。然而這三種燈作為激發(fā)光源都需要濾光片，大大提高了顯微鏡的制作成本。激光作為新型的激發(fā)光源，強度高，純度好，光均勻性較強。但是一個顯微鏡往往需要配備多個波長的激光器，造價太高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于，針對現(xiàn)有技術(shù)中使用中的不足的情況，本發(fā)明提供一種智能型多波長LED熒光顯微鏡光源，該光源由開關(guān)、電動馬達(dá)、LED發(fā)光芯片、電位計、移動電阻、單片機、電源線插口、USB輸出端口、擴散透鏡、聚焦透鏡、光纖接口、控制面板、殼體和陣列固定器組成，該光源純度高、均勻性較好且輸出強度高，可以電腦控制。相比較同類產(chǎn)品：具備了能耗低、壽命長、多波長、光強度高且純度好、體積小等優(yōu)點，同時它相比激光器來說，成本低廉，不需要濾光片。且可以計算機控制，智能化程度高。由于其不需要濾光片就可以輸出多種單色波長光，制作簡單，易操作，造價低，更易于批量生產(chǎn)，具有較好的市場前景。

本發(fā)明所述的一種智能型多波長LED熒光顯微鏡光源，該顯微鏡光源由開關(guān)、電動馬達(dá)、LED發(fā)光芯片、電位計、移動電阻、單片機、電源線插口、USB輸出端口、擴散透鏡、聚焦透鏡、光纖接口、控制面板、殼體和陣列固定器組成，沿陣列固定器(14)的側(cè)面分別固定不同波長的LED發(fā)光芯片(3)，將陣列固定器(14)固定在電動馬達(dá)(2)上，并與電位計(4)連接，在殼體(13)內(nèi)分別固定有單片機(6)、陣列固定器(14)、擴散透鏡(9)和聚焦透鏡(10)，單片機(6)分別與電動馬達(dá)(2)、電位計(4)、移動電阻(5)和控制面板(12)串接，單片機(6)通過USB輸出端口(8)與計算機連接，在殼體(13)的一端分別設(shè)有光纖接口(11)和開關(guān)(1)，控制面板(12)上的按鈕和旋鈕分別控制輸出光源的波長和光強度，殼體(13)內(nèi)一側(cè)設(shè)有擴散透鏡(9)，使LED發(fā)光芯片(3)發(fā)出來的光更加均勻，在擴散透鏡(9)的一側(cè)固定聚集透鏡(10)，將光源最大限度地通過光纖接口(11)導(dǎo)入到光纖里面，減少光的損失。

所述的不同波長的LED發(fā)光芯片(3)是由多個具有特定波長的LED焊接到印刷電路板PCB上制成的，然后將若干個電路板固定到具有N個側(cè)面的陣列固定器(14)上。

所述的電位計(4)作為角位置編碼器，與電動馬達(dá)(2)控制陣列固定器(14)的轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)對不同波長LED發(fā)光芯片(3)光源的選擇。

單片機(6)存儲的脈沖調(diào)制通過電壓的控制用來調(diào)制LED發(fā)光芯片(3)光源的強度，一個N通道的金屬氧化物場效應(yīng)晶體管用作每個LED發(fā)光芯片(3)的開關(guān)。

輸出光源的波長及強度通過計算機控制運行；或通過控制面板(12)進行手動控制。

本發(fā)明所述的一種智能型多波長LED熒光顯微鏡光源，該光源采用單個波長220V交流電源供電光源，六個不同波長的LED發(fā)光芯片(3)構(gòu)成常用的光源需求。殼體(13)內(nèi)設(shè)置的單片機(6)通過USB輸出端口(8)，與計算機進行連接，存儲并運行來自計算機上的程序指令，并通過計算機進行控制；單片機(6)PIC18F4550存儲的脈沖調(diào)制(PWM)通過電壓的控制可以用來調(diào)制LED發(fā)光芯片(3)光源的強度，一個N通道的金屬氧化物場效應(yīng)晶體管用作每個LED發(fā)光芯片(3)的開關(guān)；電位計(4)和電動馬達(dá)(2)控制六棱柱陣列固定器(14)的轉(zhuǎn)動，殼體(13)外部設(shè)置有一移動的控制面板(12)，通過控制面板(12)上的按鍵可以用來切換不同波長的陣列光源，控制面板(12)上的旋鈕可以調(diào)節(jié)光源的亮度。殼體(13)一側(cè)設(shè)有擴散透鏡(9)，使LED發(fā)光芯片(3)發(fā)出來的光更加均勻，擴散透鏡(9)一側(cè)固定聚集透鏡(10)，將光源最大限度地通過光纖接口(11)導(dǎo)入到光纖里面，減少光的損失。

本發(fā)明所述的一種智能型多波長LED熒光顯微鏡光源，其優(yōu)勢：