近紅外無創(chuàng)血液成分檢測儀中的反射式led光源系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于近紅外無創(chuàng)血液成分檢測儀中光學領域，具體涉及一種近紅外無創(chuàng)血液成分檢測儀中的反射式LED光源系統(tǒng)。
【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(yōu)勢，已成為無創(chuàng)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(tǒng)，為近紅外無創(chuàng)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(wěn)定性。而且，為追求無創(chuàng)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(tǒng)結構應盡可能緊湊。
[0003]現(xiàn)階段的光源系統(tǒng)結構，多采用鹵鎢燈為光源，透射式光學系統(tǒng)。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(fā)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(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明提供了一種近紅外無創(chuàng)血液成分檢測儀中的反射式LED光源系統(tǒng)，該系統(tǒng)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(tǒng)。
[0005]本發(fā)明解決技術問題所采用的技術方案如下:
[0006]近紅外無創(chuàng)血液成分檢測儀中的反射式LED光源系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:至少一個LED光源、環(huán)形電路板、凹面反射鏡和通光孔;LED光源等間距安裝在環(huán)形電路板上；環(huán)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(huán)形電路板的兩側，且凹面反射鏡凹面朝向LED光源;凹面反射鏡的半徑大于環(huán)形電路板的半徑。
[0007]所述LED光源的中心波長范圍為680nm?1600nm;所述LED光源的中心波長為910nm、940nm、970nm、980nm、1050nm、1070nm、1200nm、1300nm 或 1450nm;所述凹面反射鏡為雙曲凹面反射鏡或拋物面凹面反射鏡;該系統(tǒng)還包括位于環(huán)形電路板和通光孔中間的凸透鏡;所述凸透鏡的兩面曲率半徑相同。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明根據(jù)實驗結果優(yōu)選出9個LED光源，并設計了反射式照明光學系統(tǒng)。與傳統(tǒng)光源系統(tǒng)結構相比，該光源系統(tǒng)結構顯著精簡，光學元件表面數(shù)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(fā)熱量，提高近紅外無創(chuàng)血液成分分析儀的檢測精度和穩(wěn)定性，有利于開創(chuàng)新型便攜式無創(chuàng)血液成分分析儀市場。
【附圖說明】
[0009]圖1本發(fā)明近紅外無創(chuàng)血液成分檢測儀中的反射式LED光源系統(tǒng)結構示意圖。
[0010]圖2本發(fā)明近紅外無創(chuàng)血液成分檢測儀中的反射式LED光源系統(tǒng)安裝LED的環(huán)形電路板主視圖。
[0011 ]圖3本發(fā)明近紅外無創(chuàng)血液成分檢測儀中的反射式LED光源系統(tǒng)優(yōu)選結構示意圖。
[0012]圖中:1、LED光源，2、環(huán)形電路板，3、雙曲凹面反射鏡，4、通光孔，5、凸透鏡，6、LED光源發(fā)光面，7、雙曲凹面反射鏡3前表面頂點和8、凸透鏡前表面頂點。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。
[0014]如圖1所示，近紅外無創(chuàng)血液成分檢測儀中的反射式LED光源系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:至少一個LED光源1、環(huán)形電路板2、雙曲凹面反射鏡3和通光孔4;所述LED光源I等間距安裝在環(huán)形電路板2上，環(huán)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(huán)形電路板2的兩側，且凹面反射鏡3凹面朝向LED光源I;雙曲凹面反射鏡3的半徑大于環(huán)形電路板2的半徑。
[0015]如圖2所示，LED光源I中心波長的范圍是680nm?1600nm，在本實施例中，選取9個LED光源I安裝在環(huán)形電路板2上，每個LED光源I對應的中心波長為910nm、940nm、970nm、980nm、1050nm、1070nm、1200nm、1300nm和HSOnmc3LED光源I光源發(fā)光面積不大于0.5mm*
0.5mm，每個LED光源I福射功率不小于50mW;環(huán)形電路板2的內(nèi)徑為17mm，外徑為23mm; LED光源I中心位置均位于半徑為20mm的圓周上。
[0016]在本實施例一中，在LED光源I發(fā)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(shù)為4.72，中心厚度為Imm。在LED光源I發(fā)光面后方18mm處放置通光孔4，通光孔4直徑為8mm。LED光源I光源發(fā)出的光，經(jīng)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。
[0017]在實施例二中，在實施例一的基礎上，位于環(huán)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LED光源I發(fā)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(huán)形電路板2距離約3.5mm;在LED光源I發(fā)光面6的中心之后26.3mm處放置通光孔4，通光孔4直徑為SmnuLED光源I光源發(fā)出的光，經(jīng)雙曲凹面反射鏡3反射后，經(jīng)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(chuàng)血液成分檢測儀中的反射式LED光源系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括:至少一個LED光源、環(huán)形電路板、凹面反射鏡和通光孔;所述LED光源等間距安裝在環(huán)形電路板上;環(huán)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(huán)形電路板的兩側，且凹面反射鏡凹面朝向LED光源;凹面反射鏡的半徑大于環(huán)形電路板的半徑。2.根據(jù)權利要求1所述的近紅外無創(chuàng)血液成分檢測儀中的反射式LED光源系統(tǒng)，其特征在于，所述LED光源的中心波長范圍為680nm?1600nm。3.根據(jù)權利要求2所述的近紅外無創(chuàng)血液成分檢測儀中的反射式LED光源系統(tǒng)，其特征在于，所述 LED 光源的中心波長為 910nm、940nm、970nm、980nm、1050nm、1070nm、1200nm、1300nm或1450nmo4.根據(jù)權利要求1所述的近紅外無創(chuàng)血液成分檢測儀中的反射式LED光源系統(tǒng)，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(jù)權利要求1所述的近紅外無創(chuàng)血液成分檢測儀中的反射式LED光源系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括位于環(huán)形電路板和通光孔中間的凸透鏡。6.根據(jù)權利要求5所述的近紅外無創(chuàng)血液成分檢測儀中的反射式LED光源系統(tǒng)，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(chuàng)血液成分檢測儀中的反射式LED光源系統(tǒng)，屬于光學設計領域，該系統(tǒng)包括：至少一個LED光源、環(huán)形電路板、凹面反射鏡和通光孔；LED光源等間距安裝在環(huán)形電路板上；環(huán)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(huán)形電路板的兩側，且凹面反射鏡凹面朝向LED光源；凹面反射鏡的半徑大于環(huán)形電路板的半徑。與傳統(tǒng)光源系統(tǒng)結構相比，該光源系統(tǒng)結構顯著精簡，光學元件表面數(shù)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(fā)熱量，提高近紅外無創(chuàng)血液成分分析儀的檢測精度和穩(wěn)定性，有利于開創(chuàng)新型便攜式無創(chuàng)血液成分分析儀市場。
【IPC分類】F21V5/04, F21S8/00, F21V7/04, F21Y115/10
【公開號】CN205278875
【申請?zhí)枴緾N201520837385
【發(fā)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6月1日
【申請日】2015年10月27日