[发明专利]阵列式LED面光源

说明书

技术领域

本发明属于光学检测领域。

背景技术

采用分光光度法进行样品检测的技术已经相当成熟并且被广泛应用。其中LED作为仪器光源已经相当普遍。而且多个LED阵列作为同一仪器光源也出现在此类检测仪器中。然而，人们在长期的实践中也发现了LED阵列光源的一些不足之处。在采用LED阵列组合面光源直接照射样品池时，每个LED发出的光不一定垂直照射在分光系统的入射狭缝上，大部分光源以与入射狭缝的垂线呈一定的角度的形式进入狭缝。

如图4所示，图中实线为从LED发出、途径样品溶液进入入射狭缝的光线。令该光线以偏离溶液入射面法线                                                的进入溶液，在溶液中的折射角为，由于溶液的两透光面相互平行，则光线在溶液另一侧的出射角也为。令狭缝到样品溶液光出射平面的距离为，样品溶液的厚度为，LED到样品溶液光入射平面的距离为，LED到狭缝的垂直距离为。对于一个固定的光路系统，、、、四个距离均为常数。令LED到入射法线的距离为，两法线的距离为，出射法线到狭缝的距离为，则、、与、、、、、之间存在如下关系：

                                   (1)

                                   (2)

                                   (3)

                                  (4)

将式1、2、3代入式4经化简可解得：

                            (5)

令样品溶液相对于空气的折射率为，则为大于1的实数。由几何光学折射定律得：

                                  (6)

由于和均为0-之间的锐角，故由式6可求得

                           (7)

将式7代入式5得：

                        (8)

由于、、、均为已知的常数，故斜射角是以样品溶液折射率为自变量的一条单调递增曲线。当从1增大到时，斜射角的值从增大到。由以上分析可得，在光线非垂直照射的情况下，样品溶液折射率的变化会导致进入狭缝的LED光偏离轴线的角度发生变化，从而导致入射光强度的变化，会引起测量误差。同样由前面的分析可得，当为0时，恒为零，即光垂直照射到样品溶液上时不会引起该误差。由此看来，使光源垂直照射样品溶液就可以减小检测误差。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以使光源垂直照射样品溶液的阵列式LED面光源。

本发明在电路板的一面安装有阵列式LED，电路板中心是电路板圆孔，在电路板安装有LED一面有凹面反射镜，电路板的另一面有前凸透镜，前凸透镜与后凸透镜之间是样品池，后凸透镜后面是分光光学系统，分光光学系统上有狭缝。

本发明本发明采用上述技术方案，其显著特点是：

1、采用多个LED作为光源，可以组合成阵列式LED面光源。

2、阵列式LED面光源，发光强度均匀、热稳定性好、使用寿命长。

3、阵列式LED面光源配合双聚焦光学系统，提高了样品溶液的检测精度。

本发明可以广泛应用于分光系统的检测仪器中。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明电路板阵列LED结构示意图；

图3是本发明电路原理示意图；图中LED

图4是现有技术光源穿过样品溶液时原理图。

具体实施方式

[0009]  本发明在电路板3的一面安装有阵列式LED2，电路板3中心是电路板圆孔9，在电路板3安装有LED2一面有凹面反射镜1，电路板3的另一面有前凸透镜4，前凸透镜4与后凸透镜6之间是样品池5，后凸透镜6后面是分光光学系统8，分光光学系统8上有狭缝7。

以下结合附图对本发明进行详细的描述：

本发明包括抛物凹面反射镜、电路板阵列LED、前凸透镜、样品池、后凸透镜。

采用多个LED组合成阵列式LED面光源。

阵列式LED面光源配合双聚焦光学系统，使开始的面光源最后汇聚成点光源，提高了样品溶液的检测精度。