CN117280194A - Led光源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于，使在吸光度分析中使用的LED光源装置的光量迅速地稳定，并且抑制相对于干扰的温度变动。本发明的LED光源装置在间隔件上配置LED基板，并且使所述基板和间隔件与装置框体或装置盖中的至少任一个接触，所述基板和所述间隔件的热导率高于所述框体和所述盖的热导率(参照图1)。

Description

LED光源装置
技术领域
本发明涉及LED光源装置。
背景技术
通过对试样照射光，测定该试样中包含的物质的技术在各种分析装置中使用。例如通过测定对象物质的吸光度，能够将该物质定量化。作为光源，例如能够使用LED(LightEmitting Diode：发光二极管)光源等。
下述专利文献1涉及高速液相色谱系统，记载了如下的技术：“提供高速液相色谱系统中包含的UV-VIS检测器单元等用于UV-VIS分光光度计的系统和方法。在一个示例中，UV-VIS检测器单元的系统包括第一光源、信号检测器、位于第一光源和信号检测器中间的流路、第二光源和基准检测器。第一光源、信号检测器以及流路沿着第一轴排列。第二光源和基准检测器沿着与第一轴不同的第二轴排列。”(参照摘要)。该文献中的第一光源及第二光源例如由LED构成(参照该文献的0050)。
下述专利文献2记载了在进行光聚合反应的光聚合器中使用LED光源的例子。该文献以“提供一种聚合装置，其是便于携带搬运的小型聚合装置，能够提高向聚合对象物照射的光的强度，能够稳定地进行高精度的聚合固化，而且，对象物含有由于聚合固化时的聚合发热而挥发的低分子量的单官能可聚合单体成分，即使在该成分在装置内作为污垢附着/固化的情况下，维护也容易。”作为课题，记载了如下的技术：“将使用了多个LED的带散热器的LED封装作为光源配置在光源室内，并且用保护膜覆盖用于将光源射出的光向外部照射的透光性窗口材料的外表面，从而在产生了所述污染的情况下，能够仅更换该保护膜，降低维护的工夫和成本。”(参照摘要)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2020-526770号公报
专利文献2：日本特开2020-033392号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在使用LED光源的分析装置中，为了提高分析吞吐量，优选尽量缩短从接通电源到LED光源的光量稳定所需要的时间。鉴于LED光源的光量受光源温度的影响，需要使光源温度迅速稳定化。
即使在LED光源的光量稳定之后，光源温度也有可能因各种干扰的影响而变动。这样的温度变动也对LED光源的光量产生影响。因此，从分析精度的观点出发，尽可能地减少光源温度相对于干扰的变动是重要的。
在上述专利文献1～专利文献2中，关于这样使启动LED光源时的光量迅速稳定化和抑制启动后的干扰引起的变动的技术，认为存在改善的余地。
本发明是鉴于上述那样的课题而完成的，其目的在于使在吸光度分析中使用的LED光源装置的光量迅速地稳定，并且抑制相对于干扰的温度变动。
用于解决课题的手段
本发明的LED光源装置在间隔件上配置LED基板，并且使所述基板和间隔件与装置框体或装置盖中的至少任一个接触，所述基板和所述间隔件的热导率比所述框体和所述盖的热导率高。
发明效果
根据本发明的LED光源装置，能够使在吸光度分析中使用的LED光源装置的光量迅速地稳定，并且抑制相对于干扰的温度变动。关于本发明的其他课题、结构、优点等，通过参照以下的实施方式而变得明确。
附图说明
图1是说明实施方式1的LED光源装置1的结构的剖视图
具体实施方式
<实施方式1>
图1是说明本发明的实施方式1的LED光源装置1的结构的剖视图。在通过测定试样中包含的物质的吸光度来对该物质进行定量化的分析装置中，LED光源装置1用作光源。例如，在通过光照射测定血液试样中包含的测定对象物质的自动分析装置中，能够使用LED光源装置1作为光源。
LED光源装置1具有在框体104的内部容纳基板102等部件并利用盖105进行密封的结构。LED光源装置1发出的光从光路113输出。因此，光路113至少在光轴上(即在沿着图1中的附图标记113的旁边的箭头的位置)具有开口部。
LED101安装在基板102上。间隔件103是支承基板102的部件，与框体104机械地接触并且与盖105也机械地接触。通过调整间隔件103的位置，能够使LED101射出的光的光轴与光路113所具有的开口部或光学部件112的光轴一致。即，间隔件103具有作为支承基板102并且进行光轴的对位的部件的作用。
LED101射出的光被合波装置111合波，经由光学部件112(例如透镜或狭缝等)向光路113射出。该光经由光学部件112(例如透镜、狭缝等)从光路113所具有的开口部输出。
在框体104的壁的内部形成了用于使用于调整LED光源装置1的温度的恒温液(例如水)循环的水路。恒温液从入口121提供，从出口122排出。恒温液例如也可以沿用在自动分析装置为了维持试样的温度而具备的恒温槽中使用的恒温液。在该情况下，入口121和出口122与恒温槽连接。
<实施方式1：关于装置的原理>
当对LED光源装置1接通电源时，LED101发光，并且LED101(及其周边部件)的温度随着时间经过而逐渐上升。相对于经过时间的温度上升量(温度上升率)逐渐变小，当达到某种程度的温度时，温度稳定。
LED101射出的光的光量和波长具有温度特性，它们根据温度而变动。为了确保吸光度分析中的分析精度，需要使射出光的特性稳定。因此，可以说优选在对LED光源装置1接通电源后，使射出光的特性迅速地稳定。
为了使射出光的特性迅速地稳定，需要使LED101及其周边部件的温度迅速上升至稳定状态。因此，在本实施方式1中，通过尽可能地减小基板102的体积和间隔件103的体积，来减小基板102的热容量和间隔件103的热容量。而且，基板102和间隔件103由热导率高的金属等材料(例如铝)构成。由此，来自LED101的热高效地传播到框体104等周边部件，因此能够使LED101的温度迅速地上升到稳定状态。由此，能够使LED101的光量和波长迅速地稳定。
鉴于以上情况，优选基板102的热导率和间隔件103的热导率比框体104的热导率和盖105的热导率的任何一个都高。例如，在由磷青铜形成盖105或框体104中的至少任一个的情况下，优选基板102的热导率和间隔件103的热导率均与磷青铜的热导率相同或者更大。框体104的热导率与盖105的热导率例如能够设为10W/(m·k)以上且50W/(m·k)以下。
即使在LED101的动作稳定之后，例如由于LED光源装置1周边的气流等变动而产生干扰，由此LED101及其周边部件的温度有可能变动。由此，LED101射出的光的光量和波长有可能变动。因此，可以说即使在LED101的动作稳定之后，也希望减小相对于这样的干扰的温度变动。
因此，在本实施方式1中，通过尽可能地增大框体104的体积和盖105的体积，增大框体104的热容量和盖105的热容量。由此，框体104和盖105的相对于干扰的温度变动变小，因此能够抑制LED101的动作稳定以后的温度变动。
也能够通过框体104和盖105各自的热导率来某种程度地抑制相对于干扰的温度变动。即，如果这些部件的热导率小，则即使外部气温变动，也能够在某种程度上抑制该变动向装置内部传播。
<实施方式1：其他部件>
使恒温液循环的水路具有作为调整LED光源装置1的温度的温度调整机构的作用。恒温液的温度例如设定为比LED光源装置1的外部空气温度高的温度。在该情况下，若降低温度则减少水量，由此传播的热量降低而温度自然地降低，因此不需要另外设置能够进行冷却动作的元件等，具有能够通过简便的结构进行温度调整的优点。
也可以代替水路或与其一并使用，通过加热和冷却都能够进行的元件对框体104、盖105进行加热、冷却来构成温度调整机构。例如，考虑一并使用具备恒温器的加热器或珀耳帖元件等。
在使用恒温液作为温度调整机构的情况下，该恒温液可以与由LED光源装置1提供光的自动分析装置所具备的恒温液循环机构共用。自动分析装置有时具备用于将试样的温度维持为恒定的恒温槽，为了维持该恒温槽的温度而使恒温液在恒温槽的周围循环。在该情况下，通过对LED光源装置1提供该恒温液，LED光源装置1不需要具备独自的恒温液提供源，因此是有用的。
在与自动分析装置之间共用恒温液的情况下，恒温液的流量等的控制也可以委托自动分析装置。或者，例如也可以通过在LED光源装置1的内部配置流量调整阀等，LED光源装置1自身具备流量控制功能。提供控制指示的控制器等装置可以组装于LED光源装置1内部，也可以构成为LED光源装置1外的器件。
光路113具有使LED101射出的光通过的开口。通过该开口，空气能够在LED光源装置1的内部空间与外部空气之间出入。这样的空气的出入成为使LED光源装置1的内部空间的温度变动的主要原因，因此期望尽量抑制。即，可以说优选光路113的开口尺寸停留在射出光所需的最小限度。
除了光路113所具有的开口之外，还存在在LED光源装置1的内部空间与外部空气之间设置能够换气的孔的情况。例如，有时在盖105的一部分设置使对LED101供电的布线通过的孔。即使在该情况下，该孔的开口尺寸也优选小于光路113所具有的开口尺寸。即，优选LED光源装置1的内部空间的换气能力根据光路113的开口尺寸而最大。由此，能够将内部空间与外部空气之间的热交换抑制为最小限度，因此能够抑制LED101的温度变动。即使在光路113的开口以外设置能够换气的孔的情况下，如果能够利用适当的密封材料等密封该孔，则优选进行密封。
间隔件103的体积也受其他部件的尺寸等的影响，但为了尽量减小间隔件103的热容量，优选间隔件103的体积至少比框体104的体积和盖105的体积的任何一个都小。这同样适用于基板102的体积。
<实施方式1：总结>
在本实施方式1的LED光源装置1中，基板102的热导率和间隔件103的热导率比框体104的热导率和盖105的热导率的任何一个都高。由此，来自LED101的发热迅速地传播，因此尤其能够使对LED101接通电源时的光量、波长迅速地稳定。
在本实施方式1的LED光源装置1中，通过尽可能地减小基板102的体积和间隔件103的体积(例如比比框体104的体积和盖105的体积的任何一个都小)，从而减小基板102的热容量和间隔件103的热容量。由此，尤其能够使对LED101接通电源时的光量和波长迅速地稳定。
在本实施方式1的LED光源装置1中，通过尽可能增大框体104的体积和盖105的体积(例如比基板102的体积和间隔件103的体积的任何一个都小)，增大框体104的热容量和盖105的热容量。由此，能够抑制LED101的动作稳定以后的温度变动。
在本实施方式1的LED光源装置1中，框体104的内部空间与外部气体之间能够经由光路113所具有的开口进行换气，该开口的开口尺寸比能够对内部空间进行换气的其他开口尺寸小。由此，能够将内部空间的温度变动抑制为最小限度。
<实施方式2>
在实施方式1中，为了判定LED101的动作是否稳定，例如能够使用LED101射出的光量的相对于最近10分钟内的平均值的方差是否收敛于2％以内等那样的基准。同样的基准也能够用于判定框体104、盖105等部件的温度是否稳定。在设计LED光源装置1的各部件的材料和体积等时，只要能够在这样的基准下实现本发明的目的即可。
在实施方式1中，若不频繁地接通/断开LED101，而较长时间地维持接通状态，则能够缓和使对LED101接通电源时的光的波长、光量迅速稳定化的课题。即使在该情况下，实施方式1中的抑制LED101启动后的干扰影响的效果也是有用的。另一方面，例如在如自动分析装置等那样频繁地接通/断开光的装置中使用LED光源装置1的情况下，显著地发挥实施方式1的结构的效果。
在实施方式1中，在来自LED101的发热量比较小的情况下，也能够省略温度调整机构。另一方面，在使用发热量比较大的光源的光源装置中，也能够将已经具备温度调整机构的框体104和盖105用于本发明。在该情况下，具有能够关于基板102、除了LED101等光源本身以外的部件而沿用大部分的优点。
在实施方式1中，各金属部件除了需要电绝缘的情况以外，优选通过接触热阻成为最小的方式进行连接。例如考虑使用导热润滑脂等。
<关于本发明的变形例>
本发明不限于上述实施方式，包括各种变形例。例如，上述的实施方式是为了容易理解地说明本发明而详细说明的，并不一定限定于具备所说明的全部结构。另外，能够将某实施方式的结构的一部分置换为其他实施例的结构，另外，也能够对某实施方式的结构追加其他实施例的结构。另外，关于各实施方式的结构的一部分，能够进行其他结构的追加、删除、置换。
在以上的实施方式中，间隔件103即使在仅与框体104或者盖105中的任一方机械地接触的情况下，也能够经由该接触的部件起到与以上的实施方式同样的作用。
附图标记说明
1：LED光源装置
101：LED
102：基板
103：间隔件
104：框体
105：盖
113：光路。

Claims (10)

1.一种LED光源装置，射出用于测定试样的吸光度的光，其特征在于，
所述LED光源装置具备：
发光元件，其射出所述光；
基板，其安装有所述发光元件；
间隔件，其支承所述基板；
框体，其容纳所述发光元件、所述基板以及所述间隔件；以及
盖，其密封所述框体，
所述发光元件使用LED构成，
所述间隔件配置为与所述框体或所述盖中的至少任一个接触，
所述基板的热导率和所述间隔件的热导率比所述框体的热导率和所述盖的热导率均高。
2.根据权利要求1所述的LED光源装置，其特征在于，
所述框体的热导率和所述盖的热导率均为10W/(m·k)以上且50W/(m·k)以下。
3.根据权利要求1所述的LED光源装置，其特征在于，
所述基板的热导率和所述间隔件的热导率均为磷青铜的热导率以上。
4.根据权利要求1所述的LED光源装置，其特征在于，
所述框体具有能够将所述框体的内部调整为比外部气温高的温度的温度调整机构。
5.根据权利要求4所述的LED光源装置，其特征在于，
所述温度调整机构由使恒温液在所述框体的内部循环的机构和对所述框体进行加热的加热器中的至少任一个构成。
6.根据权利要求4所述的LED光源装置，其特征在于，
所述温度调整机构由使恒温液在所述框体的内部循环的机构构成，
所述温度调整机构构成为，通过所述恒温液的流量减少，所述框体的内部的温度下降。
7.根据权利要求4所述的LED光源装置，其特征在于，
所述温度调整机构使用用于维持由所述LED光源装置提供所述光的自动分析装置所具备的恒温槽的温度的恒温液来调整所述框体的内部的温度。
8.根据权利要求1所述的LED光源装置，其特征在于，
所述LED光源装置还具备使所述发光元件射出的所述光通过的光路，
所述光路具有使所述光通过的开口，
所述框体的内部空间与所述LED光源装置的外部空气之间构成为能够经由所述开口进行换气。
9.根据权利要求8所述的LED光源装置，其特征在于，
所述盖具有使对所述发光元件供电的布线通过的孔，
所述孔的开口尺寸小于所述光路的开口尺寸。
10.根据权利要求1所述的LED光源装置，其特征在于，
所述间隔件的体积比所述框体的体积和所述盖的体积的任何一个都小。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009021384A (ja) * 2007-07-12 2009-01-29 Sanyo Electric Co Ltd 電子部品及び発光装置
JP4893601B2 (ja) * 2007-11-22 2012-03-07 豊田合成株式会社 光源装置
JP5112518B2 (ja) * 2008-07-30 2013-01-09 株式会社日立ハイテクノロジーズ 試料分析装置
JP7291063B2 (ja) * 2019-11-20 2023-06-14 株式会社日立ハイテク 自動分析装置

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