CN102789048A

CN102789048A - 用于显微镜的冷光源照明系统

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Publication number: CN102789048A
Application number: CN2012101592159A
Authority: CN
Inventors: 唐伟; 林志一; 胡昌; 季佳莉; 王矛宏
Original assignee: SHANGHAI XIANRUI OPTICAL INSTRUMENT CO Ltd; SHANGHAI XIANHENG PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI XIANRUI OPTICAL INSTRUMENT CO Ltd; SHANGHAI XIANHENG PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-05-21
Filing date: 2012-05-21
Publication date: 2012-11-21

Abstract

本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种显微镜照明装置。用于显微镜的冷光源照明系统，包括一壳体，壳体的内部设有LED发光光源、LED发光光源配合的光学系统，光学系统包括一用于聚集光源的聚光镜，LED发光光源的出光面朝向聚光镜。聚光镜采用非球面聚光镜，聚光镜的非球面中心与LED发光光源的光轴重合。光学系统还包括一镜筒组件，镜筒组件包括一空心的薄壁状镜筒，镜筒的内部设有一筒状的隔圈，隔圈的一侧开口处设有压圈，隔圈的另一侧开口处设有聚光镜。本发明提供了一种制造简单，低成本、使用和更换方便、照明亮度调节范围大、显色好、寿命长、能耗低、即开即亮适合显微镜使用的冷光源。

Description

用于显微镜的冷光源照明系统

技术领域

本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种显微镜照明装置。

背景技术

显微镜一般使用卤素灯或其它热光源作为照明光源，而卤素灯有发热严重、光衰减非常快。传统的卤素灯一般都采用低色温照明来延长寿命一般为3000K，颜色有点发黄。如果要达到目前照明光源所广泛要求的色温在5500-6500K的日光色，其工作寿命尤其短；所以工作寿命一般情况下只有几百小时，需要经常更换灯泡。灯泡每次更换，由于灯蕊位置有一定的偏差，还必须有一个专人调节灯泡发光中心的过程，灯箱装置复杂、校对复杂、一致性差、成本高。同时卤素灯除了本身发热量大外，光带有红外和紫外光，在出光处必须带有红外和紫外截止片，长期照明会使光学零件和结构零件温度过高，散热困难需要灯箱有专门的散热设计，而且还会灼伤一切被观察的生物切片。

发明内容

本发明公开了一种用于显微镜的冷光源照明系统，以解决上述技术问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

用于显微镜的冷光源照明系统，包括一壳体，其特征在于，所述壳体的内部设有LED发光光源、与所述LED发光光源配合的光学系统，所述光学系统包括一用于聚集光源发出的光的聚光镜，所述LED发光光源的出光面朝向所述聚光镜；

本发明采用LED发光光源代替传统的显微镜照明光源，充分利用了LED发光光源体积小、耗电量低、即开即亮、能和其它设备通讯、便于控制、使用寿命长、高亮度、低热量、环保，坚固耐用等优点。

所述聚光镜采用非球面聚光镜，所述聚光镜的非球面中心与所述LED发光光源的光轴重合。

所述光学系统还包括一镜筒组件，所述镜筒组件包括一空心的镜筒，所述镜筒的内部设有一筒状的隔圈，所述隔圈的一侧开口处设有压圈，所述隔圈的另一侧开口处设有所述聚光镜。

所述压圈与所述隔圈的中间设有用于匀光的光学玻片，所述压圈用于保证将所述光学玻片与所述隔圈压紧，便于所述光学系统的结构稳固性。

所述镜筒采用金属材料或碳纤维复合材料制成的镜筒，优选采用铝合金制成的镜筒。所述镜筒壁厚为1-3mm。

还可以在所述镜筒上设有圆环状的加强筋，用于提高所述镜筒的结构静强度。

所述LED发光光源还连接一LED驱动电路，所述LED驱动电路采用PWM（脉冲宽度调制）技术实现的LED驱动电路。PWM方法通过开启和关闭LED来改变正向电流导通时间以达到亮度调整的效果，保障控制效率，同时利于节能。并且可以解决连续驱动条件下最低亮度阈值太高的问题。

所述LED驱动电路带有控制信号接口，能实现在需要照明时配合摄像装置快门瞬间点亮，对生物切片类的光照影响非常小。

所述LED驱动电路连接一微处理器，所述LED发光光源上设有检测所述LED发光亮度的光敏传感器，所述光敏传感器的信号输出端连接所述微处理器，所述微处理器判断所述LED发光光源的发光亮度，并通过发送控制信号给所述LED驱动电路，实现LED发光亮度的调节。保证LED的发光亮度调节，以便于观察不同反光系数的切片，使得生物切片获得最佳的照明状态。

所述壳体上设有一调节所述LED发光光源亮度的调节按钮，所述调节按钮连接所述微处理器。实现操作者手动调节LED发光光源亮度，所述LED发光光源亮度也可以自适应调节LED发光光源亮度。

所述壳体上设有与显微镜主体连接的安装卡口。所述安装卡口采用可与显微镜通用的安装卡口，能直接替代传统显微镜卤素灯照明光源，安装更换方便。

所述壳体长度尺寸为128-168mm，宽度尺寸为100-125mm，高度尺寸为85-105mm。

所述LED发光光源通过所述LED驱动电路连接一供电电源，所述供电电源包括一电源适配器，也包括一蓄电池。可以采用蓄电池供电或电源适配器供电，采用蓄电池储存电能便于仪器不方便采用外接电源时的供电或应急供电。

所述蓄电池可以采用与太阳能电池供电模块连接的蓄电池。实现LED照明系统的绿色照明。

所述LED发光光源采用白色LED发光光源，所述LED发光光源采用色温在5000-6000K（K=℃+273.15）的白色LED发光光源。直接替代传统卤素灯显微镜光源。

所述LED发光光源包括LED芯片、及与所述LED芯片封装在一体的基板，所述基板的一侧设置所述LED芯片，所述基板的另一侧设有散热装置。

所述LED发光光源的LED芯片与基板之间直接接触，无绝缘层影响散热，便于提高LED散热性，保证发光稳定性。

所述散热装置采用散热片，所述散热片的外侧设有一用于散热的风扇，所述风扇的出风口朝向所述散热装置。所述风扇的入风口与外界连通。

所述基板采用陶瓷散热基板。所述基板优选采用金属基复合材料制成的基板。

所述LED发光光源与所述光学系统的位置直接用结构件保证，无需对灯蕊进行调节，使用方便。

本发明可用于荧光显微镜、金相显微镜、生物显微镜等各种显微镜上。

有益效果：本发明提供了一种制造简单，低成本、使用和更换方便、照明亮度调节范围大、显色好、寿命长、能耗低、即开即亮适合显微镜使用的冷光源。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述。

参照图1，用于显微镜的冷光源照明系统，包括一壳体2，壳体2的内部设有LED发光光源4、与LED发光光源4配合的光学系统，光学系统包括一用于聚集光源的聚光镜5，LED发光光源4的出光面朝向聚光镜5。聚光镜5采用非球面聚光镜5，聚光镜5的非球面中心与LED发光光源4的光轴重合。光学系统还包括一镜筒组件8，镜筒组件8包括一空心的薄壁状镜筒6，镜筒6的内部设有一筒状的隔圈7，隔圈7的一侧开口处设有压圈10，隔圈7的另一侧开口处设有聚光镜5。

压圈10与隔圈7的中间设有用于匀光的光学玻片9，压圈10用于保证将光学玻片9与位于隔圈7压紧，便于光学系统的结构稳固性。光学玻片9用于匀光，光利用率高、照明均匀，同时还解决了LED发光面会在照明时成像的问题。

镜筒6采用铝合金制成的镜筒6。镜筒6壁厚为1-3mm。镜筒6上设有圆环状的加强筋，用于提高镜筒6的结构静强度。

LED发光光源4还连接一LED驱动电路1，LED驱动电路1采用PWM（脉冲宽度调制）技术驱动的LED驱动电路1。PWM方法通过开启和关闭LED来改变正向电流导通时间以达到亮度调整的效果，保障控制效率，同时利于节能。并且可以解决连续驱动条件下最低亮度阈值太高的问题。

LED驱动电路1带有控制信号接口，能实现在需要照明时配合摄像装置快门瞬间点亮，对生物切片类的光照影响非常小。LED发光光源4采用白色LED发光光源4，LED发光光源4采用色温在5000-6000K（K=℃+273.15）的白色LED发光光源4。直接替代传统卤素灯显微镜光源。

LED驱动电路1连接一微处理器，LED发光光源4上设有检测LED发光亮度的光敏传感器，光敏传感器的信号输出端连接微处理器，微处理器判断LED发光光源4的发光亮度，并通过发送控制信号给LED驱动电路1，实现LED发光亮度的调节。保证LED的发光亮度调节，以便于观察不同反光系数的切片，使得生物切片获得最佳的照明状态。壳体2上设有一调节LED发光光源4亮度的调节按钮，调节按钮连接微处理器。实现操作者手动调节LED发光光源4亮度，LED发光光源4亮度也可以自适应调节LED发光光源亮度。

LED发光光源4通过LED驱动电路1连接一供电电源，供电电源包括一电源适配器，也包括一蓄电池，可以采用蓄电池供电或电源适配器供电，采用蓄电池储存电能可以便于仪器不方便采用外接电源时的供电或应急供电。蓄电池可以采用与太阳能电池供电模块连接的蓄电池，实现LED照明系统的绿色照明。

LED发光光源4包括LED芯片、及与LED芯片封装在一体的基板，基板的一侧设置LED芯片，基板的另一侧设有散热装置3。LED发光光源4的LED芯片与基板之间直接接触，无绝缘层影响散热，便于提高LED散热性，保证发光稳定性。散热装置3采用散热片，散热片的外侧设有一用于散热的风扇。风扇的出风口朝向散热装置3。基板采用陶瓷散热基板。基板优选采用金属基复合材料制成的基板。

壳体2上设有与显微镜主体连接的安装卡口11。安装卡口11采用可与显微镜通用的安装卡口11，能直接替代传统显微镜卤素灯照明光源，安装更换方便。壳体2长度尺寸优选为148mm，宽度尺寸优选为113mm，高度尺寸优选为95mm。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.用于显微镜的冷光源照明系统，包括一壳体，其特征在于，所述壳体的内部设有LED发光光源、与所述LED发光光源配合的光学系统，所述光学系统包括一用于聚集光源发出的光的聚光镜，所述LED发光光源的出光面朝向所述聚光镜；

所述聚光镜采用非球面聚光镜，所述聚光镜的非球面中心与所述LED发光光源的光轴重合；

所述光学系统还包括一镜筒组件，所述镜筒组件包括一镜筒，所述镜筒的内部设有一筒状的隔圈，所述隔圈的一侧开口处设有压圈，所述隔圈的另一侧开口处设有所述聚光镜。

2.根据权利要求1所述的用于显微镜的冷光源照明系统，其特征在于，所述压圈与所述隔圈的中间设有用于匀光的光学玻片，所述压圈用于保证将所述光学玻片与隔圈压紧。

3.根据权利要求2所述的用于显微镜的冷光源照明系统，其特征在于，所述镜筒采用碳纤维复合材料制成的镜筒。

4.根据权利要求3所述的用于显微镜的冷光源照明系统，其特征在于，所述镜筒上设有圆环状的加强筋。

5.根据权利要求4所述的用于显微镜的冷光源照明系统，其特征在于，所述LED发光光源还连接一LED驱动电路，所述LED驱动电路采用PWM技术驱动的LED驱动电路；所述LED驱动电路连接一微处理器，所述LED发光光源上设有检测所述LED发光亮度的光敏传感器，所述光敏传感器的信号输出端连接所述微处理器，所述微处理器判断所述LED发光光源的发光亮度，并通过发送控制信号给所述LED驱动电路，实现LED发光亮度的调节。

6.根据权利要求1所述的用于显微镜的冷光源照明系统，其特征在于，所述壳体长度尺寸为128-168mm，宽度尺寸为100-125mm，高度尺寸为85-105mm。

7.根据权利要求5所述的用于显微镜的冷光源照明系统，其特征在于，所述LED发光光源通过所述LED驱动电路连接一供电电源，所述供电电源包括一电源适配器，也包括一蓄电池。

8.根据权利要求7所述的用于显微镜的冷光源照明系统，其特征在于，所述LED发光光源采用白色LED发光光源，所述LED发光光源采用色温在5000-6000K的白色LED发光光源。

9.根据权利要求8所述的用于显微镜的冷光源照明系统，其特征在于，所述LED发光光源包括LED芯片、及与所述LED芯片封装在一体的基板，所述基板的一侧设置所述LED芯片，所述基板的另一侧设有散热装置。

10.根据权利要求9所述的用于显微镜的冷光源照明系统，其特征在于，所述基板采用金属基复合材料制成的基板。