CN102466875A - 一种led荧光照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种LED荧光照明装置，由安装在荧光激发切换装置上的多个可更换的LED模块和一个固定的共用聚光镜组成，LED模块由荧光激发切换装置带动在工作区域和非工作区域之间进行切换，LED模块由LED和滤色块组成，当LED模块位于工作位置时，进入共用聚光镜的工作区域，LED点亮，其发出的光经聚光镜汇聚后进入滤色块，再由滤色块中的分光分色片反射，最后落射在切片上，激发切片发出荧光；依次使其他波长的LED模块进入共用聚光镜的工作区域，即可实现不同激发波长的切换。本发明实现了多个LED模块的分时工作，在保证系统灵活性的同时降低了系统成本。

Description

一种LED荧光照明装置
技术领域
本发明涉及荧光显微镜中荧光照明装置的技术领域，特指一种采用多个LED作为光源的荧光照明装置。
背景技术
荧光显微镜因能获得更高对比度的图像而受到广泛的应用。现有技术中，荧光显微镜主要由荧光激发源、聚光系统、滤色块(由激发滤色片、分光分色片和阻挡滤色片组成)和显微镜组成，具体原理是：荧光激发源通电后发出的光线经过聚光系统、激发滤色片(只能透过小于一定波长的光)和分光分色片(反射小于某波长的光，并能透射大于该波长的光)成像在显微镜中物镜的后焦面上，与物镜形成一个柯拉照明系统，可以在样品上获得均匀的落射照明；样品受到落射照激发后产生荧光，其波长大于分光分色片能够透射的光的波长，此荧光直接透过分光分色片和阻挡滤色片(只能透过大于某一波长的光)，到达目镜或者摄像装置以供观察。选用不同的滤色块，即可实现不同的波长激发。
为了保证观察者能看到荧光图像，要求荧光激发源能在特定的波长上提供较强的亮度，传统的荧光显微镜主要是采用高压气体灯如汞灯、金卤灯作为荧光激发源，这些光源能在特殊的波段上提供较强的辐射强度，但是功率高(一般要100W)，寿命短(进口汞灯的寿命一般为200小时)，价格昂贵，同时稳定性差，热辐射强会烧伤样品，开机需要预热、关机需冷却，甚至会带来爆炸的危险性，这些不利因素在一定程度上限制了荧光显微镜的应用范围。
随着LED的发展，其辐射功率可以满足荧光激发源的要求，已开始应用于荧光显微镜的照明中，具有以下优点：稳定性高，亮度连续可调，即开即关，功耗低，体积小，成本低，寿命长，没有热辐射，不会损伤切片，无爆炸的危险。
一张切片通常染有多种荧光染料，需要多种不同的激发波长，但一个LED只能提供单波长的激发，满足不了该要求，一般只能用于特殊用途，如Zeiss的Primo star iLED，专门用于肺结核诊断，只能配置一个波长的LED和相应的滤色块，如需其他波长激发，需打开机子，再更换LED和滤色块，使用不方便。
AMG公司推出了一款可以配置多个不同波长LED和滤色块的荧光显微镜EVOS fl，可以在不同波长之间切换，采用了US7502164(SolidState Fluorescence Light Assembly And Microscope)的专利方案，即将LED、聚光镜和滤色块合在一起，作为一个模块，称为LED lightcube，然后将多个LED light cube安装在荧光激发切换装置上，由荧光激发切换装置带动LED light cube在工作位置与非工作位置之间进行切换。在该方案中，每个LED light cube均需要1个聚光镜，如果每台荧光显微镜需要配置10个波段LED light cube，则需要10个聚光镜，使得成本提高了不少；另外，该方案中，LED模块因聚光系统固定，只能用于某个显微镜，通用性不高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种LED荧光照明装置，只需一个共用的聚光系统和多个由LED和滤色块构成的LED模块，实现了多个LED模块的分时工作，在保证系统灵活性的同时降低了系统成本。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种LED荧光照明装置，由安装在荧光激发切换装置上的多个可更换的LED模块和一个固定的共用聚光镜组成，LED模块由荧光激发切换装置带动在工作位置(即进入共用聚光镜的工作区域)和非工作位置(即离开共用聚光镜的工作区域)之间进行切换，LED模块由LED和滤色块组成，当LED模块位于工作位置时，进入共用聚光镜的工作区域，LED点亮，其发出的光经聚光镜汇聚后进入滤色块，再由滤色块中的分光分色片反射，最后落射在切片上，激发切片发出荧光；依次使其他波长的LED模块进入共用聚光镜的工作区域，即可实现不同激发波长的切换。
上述的所有LED模块中，当个别LED光学参数不一样时，特别是LED虚像大小不一样时，此时聚光镜不能完全共用，应在该LED后增加一个辅助透镜，使其经过该辅助透镜后的虚像大小和其他的LED模块一样，这样可以共用原来的聚光镜。
上述的LED模块中挖有一个槽，介于LED或辅助透镜(当有辅助透镜时)和滤色块之间，使得LED模块可以从固定的共用聚光镜穿过去。
上述的LED模块装有两个电极，分别连接LED的正负极，只有当LED模块位于工作位置时，两个电极分别与可调恒流源的两个固定弹片接通，LED获得电源并点亮，LED模块工作，当LED模块偏离离开工作位置时，两个电极即与弹片断开，LED因断电而关闭。
上述的滤色块由激发滤色片、分光分色片和阻挡滤色片组成。
上述的LED模块工作位置，即聚光镜的工作区域，此时LED中心和滤色块中激发滤色片的中心连线与聚光镜的光轴重合，LED发出的光可以通过聚光镜汇聚进入滤色块。
上述的LED模块，其配置的LED光谱曲线和滤色块的光谱曲线均不一样，即每个LED模块可以产生不同的激发波长。
上述的荧光激发切换装置是一个可以作曲线或直线运动的装置，如做圆周运动的转盘或做直线运动的滑座等，当荧光激发切换装置分时带动不同的LED模块进入工作位置时，即可产生不同的激发波长。
采用上述方案后，本发明与现有技术的荧光照明装置相比，具有以下优点：
一、所有的LED模块共用一个聚光系统，成本进一步降低；
二、LED模块因没有光学系统或者仅有辅助透镜，通用性更高，可以直接用于其他不同聚光系统的照明装置中；
三、所有的LED模块可更换，便于用户根据需要进行选配；
四、LED模块免调试，即插即用，即开即关，使用方便。
附图说明
图1是安装在显微镜上的本发明(荧光照明装置)示意图；
图2-1是本发明工作位置时的侧视光路图；
图2-2是本发明工作位置时的俯视光路图；
图3是本发明中LED的位置示意图；
图4是本发明中LED模块(没有辅助透镜)的剖视图；
图5是本发明中LED模块(带有辅助透镜)的剖视图；
图6是本发明中LED模块(没有辅助透镜)进入聚光镜工作区域的剖视图；
图7是本发明中LED模块(带有辅助透镜)进入聚光镜工作区域的剖视图。
标号说明
滑座1              LED模块2
LED 21            滤色块22
激发滤色片221     分光分色片222
阻挡滤色片223     辅助透镜23
电极24            槽25
聚光镜3           弹片4
具体实施方式
下面参照附图和具体实施例对本发明做进一步详细阐述。
如图1和图2-1、图2-2所示，本发明揭示的一种LED荧光照明装置，由安装在荧光激发切换装置上的多个可更换的LED模块2和一个固定的共用聚光镜3组成。
图中荧光激发切换装置采用滑座1形式，滑座1安装在显微镜上，滑座1上装有4个LED模块2，滑座1可分时带动4个LED模块2在工作位置和非工作位置之间进行切换，其中工作位置即进入共用聚光镜3的工作区域，非工作位置即离开共用聚光镜3的工作区域。
配合图3和图4所示，LED模块2由LED 21和滤色块22组成，滤色块22由激发滤色片221、分光分色片222和阻挡滤色片223组成，配合图5所示，在所有LED模块2中，针对个别LED 21光学参数不一样的LED模块2，特别是LED 21虚像大小不一样的LED模块2，为了保证聚光镜3完全共用，在该LED 21后增加一个辅助透镜23，使其经过该辅助透镜23后的虚像大小和其他的LED模块2一样，这样可以共用原来的聚光镜3。LED模块2中还挖有一个槽25，介于LED21或辅助透镜23(当有辅助透镜时)和滤色块22之间，且有足够的宽度，使得LED模块2可以从固定的共用聚光镜3穿过去。LED模块2装有两个电极24，分别连接LED 21的正负极，只有当LED模块2位于工作位置时，两个电极24才分别与可调恒流源的两个固定弹片4接通，LED 21获得电源并点亮，LED模块2工作，当LED模块2偏离离开工作位置时，两个电极24即与弹片4断开，LED 21因断电而关闭。所有LED模块2中，其配置的LED 21光谱曲线和滤色块22的光谱曲线均不一样，即每个LED模块2可以产生不同的激发波长。
本发明的工作原理是，LED模块2由滑座1滑动至工作位置时，进入共用聚光镜3的工作区域，LED 21的两个电极24分别与可调恒流源的正负极弹片4接触，LED 21被点亮，其发出的光经聚光镜3汇聚后进入滤色块22，再由滤色块22中的分光分色片222反射，成像在物镜的入瞳处，形成柯拉照明，经物镜后均匀地照射在切片上，激发切片发出荧光；依次使其他波长的LED模块2进入聚光镜3的工作区域，即可实现不同激发波长的切换。
图6是没有带辅助透镜23的LED模块2进入聚光镜3工作区域时的剖视图，此时LED 21中心和滤色块22中激发滤色片221的中心连线与聚光镜3的光轴重合；图7是带有辅助透镜的LED模块进入聚光镜工作区域时的剖视图，此时LED 21中心和滤色块22中激发滤色片221的中心连线与聚光镜3的光轴重合。
上述仅为本发明的一个具体实施例，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (9)

1.一种LED荧光照明装置，其特征在于：由安装在荧光激发切换装置上的多个可更换的LED模块和一个固定的共用聚光镜组成，LED模块由荧光激发切换装置带动在共用聚光镜的工作区域和非工作区域之间进行切换，LED模块由LED和滤色块组成，LED模块进入共用聚光镜的工作区域后，LED点亮后发出的光经聚光镜汇聚后进入滤色块，再由滤色块中的分光分色片反射，最后落射在切片上，激发切片发出荧光。
2.如权利要求1所述的一种LED荧光照明装置，其特征在于：LED模块中挖有一个供共用聚光镜穿过去的槽，此槽介于LED和滤色块之间。
3.如权利要求1所述的一种LED荧光照明装置，其特征在于：所有LED模块中，个别LED光学参数不一样的LED模块在该LED后增加一个辅助透镜。
4.如权利要求3所述的一种LED荧光照明装置，其特征在于：LED模块中挖有一个供共用聚光镜穿过去的槽，此槽介于辅助透镜和滤色块之间。
5.如权利要求1所述的一种LED荧光照明装置，其特征在于：LED模块装有两个电极，分别连接LED的正负极，当LED模块共用聚光镜的工作区域时，两个电极分别与可调恒流源的两个固定弹片接通，LED获得电源并点亮，LED模块工作，当LED模块偏离离开共用聚光镜的工作区域时，两个电极即与弹片断开，LED因断电而关闭。
6.如权利要求1所述的一种LED荧光照明装置，其特征在于：滤色块由激发滤色片、分光分色片和阻挡滤色片组成。
7.如权利要求1所述的一种LED荧光照明装置，其特征在于：进入聚光镜工作区域的LED模块，其LED中心和滤色块中激发滤色片的中心连线与聚光镜的光轴重合，LED发出的光通过聚光镜汇聚进入滤色块。
8.如权利要求1所述的一种LED荧光照明装置，其特征在于：所有LED模块为激发波长不同的LED模块，其配置的LED光谱曲线和滤色块的光谱曲线均不一样，即每个LED模块产生不同的激发波长。
9.如权利要求1所述的一种LED荧光照明装置，其特征在于：荧光激发切换装置是一个可以作曲线或直线运动的装置。
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