本發(fā)明涉及光電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用LED發(fā)光芯片發(fā)出不同波長(zhǎng)光源的器械。

背景技術(shù)：

熒光顯微鏡是利用特定波長(zhǎng)的光照射被檢物體產(chǎn)生熒光進(jìn)行鏡檢的顯微光學(xué)觀測(cè)技術(shù)。近年來隨著熒光顯微技術(shù)的不斷發(fā)展，漸漸涌現(xiàn)出了如全內(nèi)反射、激光共聚焦及超分辨等新一代熒光顯微鏡，其在生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、化學(xué)等研究中發(fā)揮著不可替代的作用。熒光激發(fā)光源作為熒光顯微鏡的最重要的組成部分，常見有高壓汞燈、氙燈、LED燈及激光。然而，高壓汞燈光源波長(zhǎng)主要集中在紫外部分，可見光部分光源強(qiáng)度低，耗能高，體積笨重，發(fā)熱嚴(yán)重且使用壽命短。氙燈光源波長(zhǎng)分布比較接近日光燈，壽命比汞燈更長(zhǎng)，但是啟動(dòng)慢，體積大且發(fā)熱嚴(yán)重，造價(jià)高昂。LED燈能耗更低，響應(yīng)快，波長(zhǎng)均勻，使用壽命成倍提高。然而這三種燈作為激發(fā)光源都需要濾光片，大大提高了顯微鏡的制作成本。激光作為新型的激發(fā)光源，強(qiáng)度高，純度好，光均勻性較強(qiáng)。但是一個(gè)顯微鏡往往需要配備多個(gè)波長(zhǎng)的激光器，造價(jià)太高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中使用中的不足的情況，本發(fā)明提供一種智能型多波長(zhǎng)LED熒光顯微鏡光源，該光源由開關(guān)、電動(dòng)馬達(dá)、LED發(fā)光芯片、電位計(jì)、移動(dòng)電阻、單片機(jī)、電源線插口、USB輸出端口、擴(kuò)散透鏡、聚焦透鏡、光纖接口、控制面板、殼體和陣列固定器組成，該光源純度高、均勻性較好且輸出強(qiáng)度高，可以電腦控制。相比較同類產(chǎn)品：具備了能耗低、壽命長(zhǎng)、多波長(zhǎng)、光強(qiáng)度高且純度好、體積小等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)它相比激光器來說，成本低廉，不需要濾光片。且可以計(jì)算機(jī)控制，智能化程度高。由于其不需要濾光片就可以輸出多種單色波長(zhǎng)光，制作簡(jiǎn)單，易操作，造價(jià)低，更易于批量生產(chǎn)，具有較好的市場(chǎng)前景。

本發(fā)明所述的一種智能型多波長(zhǎng)LED熒光顯微鏡光源，該顯微鏡光源由開關(guān)、電動(dòng)馬達(dá)、LED發(fā)光芯片、電位計(jì)、移動(dòng)電阻、單片機(jī)、電源線插口、USB輸出端口、擴(kuò)散透鏡、聚焦透鏡、光纖接口、控制面板、殼體和陣列固定器組成，沿陣列固定器(14)的側(cè)面分別固定不同波長(zhǎng)的LED發(fā)光芯片(3)，將陣列固定器(14)固定在電動(dòng)馬達(dá)(2)上，并與電位計(jì)(4)連接，在殼體(13)內(nèi)分別固定有單片機(jī)(6)、陣列固定器(14)、擴(kuò)散透鏡(9)和聚焦透鏡(10)，單片機(jī)(6)分別與電動(dòng)馬達(dá)(2)、電位計(jì)(4)、移動(dòng)電阻(5)和控制面板(12)串接，單片機(jī)(6)通過USB輸出端口(8)與計(jì)算機(jī)連接，在殼體(13)的一端分別設(shè)有光纖接口(11)和開關(guān)(1)，控制面板(12)上的按鈕和旋鈕分別控制輸出光源的波長(zhǎng)和光強(qiáng)度，殼體(13)內(nèi)一側(cè)設(shè)有擴(kuò)散透鏡(9)，使LED發(fā)光芯片(3)發(fā)出來的光更加均勻，在擴(kuò)散透鏡(9)的一側(cè)固定聚集透鏡(10)，將光源最大限度地通過光纖接口(11)導(dǎo)入到光纖里面，減少光的損失。

所述的不同波長(zhǎng)的LED發(fā)光芯片(3)是由多個(gè)具有特定波長(zhǎng)的LED焊接到印刷電路板PCB上制成的，然后將若干個(gè)電路板固定到具有N個(gè)側(cè)面的陣列固定器(14)上。

所述的電位計(jì)(4)作為角位置編碼器，與電動(dòng)馬達(dá)(2)控制陣列固定器(14)的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同波長(zhǎng)LED發(fā)光芯片(3)光源的選擇。

單片機(jī)(6)存儲(chǔ)的脈沖調(diào)制通過電壓的控制用來調(diào)制LED發(fā)光芯片(3)光源的強(qiáng)度，一個(gè)N通道的金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管用作每個(gè)LED發(fā)光芯片(3)的開關(guān)。

輸出光源的波長(zhǎng)及強(qiáng)度通過計(jì)算機(jī)控制運(yùn)行；或通過控制面板(12)進(jìn)行手動(dòng)控制。

本發(fā)明所述的一種智能型多波長(zhǎng)LED熒光顯微鏡光源，該光源采用單個(gè)波長(zhǎng)220V交流電源供電光源，六個(gè)不同波長(zhǎng)的LED發(fā)光芯片(3)構(gòu)成常用的光源需求。殼體(13)內(nèi)設(shè)置的單片機(jī)(6)通過USB輸出端口(8)，與計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接，存儲(chǔ)并運(yùn)行來自計(jì)算機(jī)上的程序指令，并通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制；單片機(jī)(6)PIC18F4550存儲(chǔ)的脈沖調(diào)制(PWM)通過電壓的控制可以用來調(diào)制LED發(fā)光芯片(3)光源的強(qiáng)度，一個(gè)N通道的金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管用作每個(gè)LED發(fā)光芯片(3)的開關(guān)；電位計(jì)(4)和電動(dòng)馬達(dá)(2)控制六棱柱陣列固定器(14)的轉(zhuǎn)動(dòng)，殼體(13)外部設(shè)置有一移動(dòng)的控制面板(12)，通過控制面板(12)上的按鍵可以用來切換不同波長(zhǎng)的陣列光源，控制面板(12)上的旋鈕可以調(diào)節(jié)光源的亮度。殼體(13)一側(cè)設(shè)有擴(kuò)散透鏡(9)，使LED發(fā)光芯片(3)發(fā)出來的光更加均勻，擴(kuò)散透鏡(9)一側(cè)固定聚集透鏡(10)，將光源最大限度地通過光纖接口(11)導(dǎo)入到光纖里面，減少光的損失。

本發(fā)明所述的一種智能型多波長(zhǎng)LED熒光顯微鏡光源，其優(yōu)勢(shì)：

(1)本發(fā)明是利用單波長(zhǎng)的LED發(fā)光芯片，不需要濾光片，光輸出強(qiáng)度高，光純度高，由于加有擴(kuò)散鏡，光比較均勻，波長(zhǎng)種類多，應(yīng)用范圍廣。

(2)本發(fā)明采用單片機(jī)PIC18F4550作為控制器，通過USB輸出端口，由計(jì)算機(jī)控制，六棱柱陣列固定器的轉(zhuǎn)動(dòng)由程序控制，智能化程度高。

(3)制作簡(jiǎn)單，操作方便，體積小，使用壽命長(zhǎng)，成本低。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明多波長(zhǎng)LED發(fā)光芯片示意圖；

圖3為本發(fā)明多波長(zhǎng)LED發(fā)光芯片俯視圖；

圖4為本發(fā)明電路示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明所述的一種智能型多波長(zhǎng)LED熒光顯微鏡光源，該顯微鏡光源由開關(guān)、電動(dòng)馬達(dá)、LED發(fā)光芯片、電位計(jì)、移動(dòng)電阻、單片機(jī)、電源線插口、USB輸出端口、擴(kuò)散透鏡、聚焦透鏡、光纖接口、控制面板、殼體和陣列固定器組成，首先選取若干個(gè)發(fā)射波長(zhǎng)為375nm的LED發(fā)光芯片3焊接到PBD上，然后將PBD固定到具有N個(gè)側(cè)面固定器14上，于是375nm的LED發(fā)光芯片3光源制作完成；同樣的方法，分別制作波長(zhǎng)為450nm、525nm、590nm、690nm、780nm的LED發(fā)光芯片3光源，然后沿陣列固定器14的側(cè)面將這六種LED發(fā)光芯片3分別固定到陣列固定器14的六個(gè)側(cè)面上如圖2所示，在殼體13內(nèi)分別固定有單片機(jī)6、陣列固定器14、擴(kuò)散透鏡9和聚焦透鏡10，單片機(jī)6分別與電動(dòng)馬達(dá)2、電位計(jì)4、移動(dòng)電阻5和控制面板12串接，電位計(jì)4作為角位置編碼器，與電動(dòng)馬達(dá)2控制固定器14的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同波長(zhǎng)LED發(fā)光芯片3光源的選擇；單片機(jī)6通過USB輸出端口8與計(jì)算機(jī)連接，單片機(jī)6存儲(chǔ)的脈沖調(diào)制通過電壓的控制用來調(diào)制LED發(fā)光芯片3光源的強(qiáng)度，一個(gè)N通道的金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管用作每個(gè)LED發(fā)光芯片3的開關(guān)；在殼體13的一端分別設(shè)有光纖接口11和開關(guān)1，控制面板12上的按鈕和旋鈕分別控制輸出光源的波長(zhǎng)和光強(qiáng)度，輸出光源的波長(zhǎng)及強(qiáng)度通過計(jì)算機(jī)控制運(yùn)行，或通過控制面板12進(jìn)行手動(dòng)控制；

在使用時(shí)，光纖一端接入到光纖接口11，另一端安裝到顯微鏡的光源輸入口，電源連接220v交流電源，按下電源開關(guān)1，啟動(dòng)光源，此時(shí)LED陣列上的發(fā)光芯片3發(fā)出的光就會(huì)通過光纖導(dǎo)接口11入到顯微鏡中，從而到達(dá)樣品表面；375nm對(duì)應(yīng)的是紫外激發(fā)光源，450nm對(duì)應(yīng)的是藍(lán)光激發(fā)光源，525nm對(duì)應(yīng)的是綠光激發(fā)光源，590nm對(duì)應(yīng)的是黃光激發(fā)光源，690nm對(duì)應(yīng)的是紅光激發(fā)光源，780nm對(duì)應(yīng)的是近紅外激發(fā)光源；根據(jù)樣品所需的激發(fā)光從而選擇不同的激發(fā)波長(zhǎng)；控制面板12上有6個(gè)按鍵，1個(gè)旋鈕，6個(gè)按鍵上面依次標(biāo)有375nm、450nm、525nm、590nm、690nm、780nm，當(dāng)樣品需要用紫外光激發(fā)的時(shí)候，就按下標(biāo)有375nm的按鍵；當(dāng)樣品需要藍(lán)光激發(fā)的時(shí)候，就按一下標(biāo)有450nm的按鍵；當(dāng)樣品需要綠光激發(fā)的時(shí)候，就按下標(biāo)有520nm的按鍵；當(dāng)樣品需要黃光激發(fā)的時(shí)候，就按下標(biāo)有590nm的按鍵；當(dāng)樣品需要紅光激發(fā)的時(shí)候，就按下標(biāo)有690nm的按鍵；當(dāng)樣品需要近紅外光激發(fā)的時(shí)候，就按下標(biāo)有780nm的按鍵；該光源由電腦控制進(jìn)行光源波長(zhǎng)的選擇，或通過控制面板12進(jìn)行手動(dòng)控制光源波長(zhǎng)的選擇。

相比較同類的LED光源來說，與普通的LED光源相比，本發(fā)明不需要加裝濾光片，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且光源波長(zhǎng)單一，光純度好且強(qiáng)度高，當(dāng)激發(fā)樣品的時(shí)候，將產(chǎn)生更清晰、明亮的熒光圖像，由于是單個(gè)波長(zhǎng)，所以不會(huì)造成自發(fā)熒光的產(chǎn)生，顯著提高了成像質(zhì)量。

與激光器相比，本發(fā)明造價(jià)低廉，由于一種激光器只能發(fā)出一種波長(zhǎng)的光，可是根據(jù)不同樣品激發(fā)波長(zhǎng)不同，往往需要配備多種波長(zhǎng)的激光器，造價(jià)太過昂貴。然而本發(fā)明一個(gè)裝置就可以發(fā)射多種波長(zhǎng)的光源，完全可以取代激光器，大大地降低了成本，耗能更低，使用壽命更長(zhǎng)。

與汞燈、氙燈相比，不需要加裝濾光片，況且汞燈、氙燈等發(fā)光時(shí)放出大量的熱，能量利用率低，波段太寬，分布不均勻，不能做到單色波長(zhǎng)，因此會(huì)產(chǎn)生大量的自發(fā)熒光，嚴(yán)重影響了成像質(zhì)量。然而本發(fā)明卻完美地規(guī)避了這些不足，耗能低、使用壽命長(zhǎng)，體積小，光源純度高，自發(fā)熒光少。