專利名稱：雙通道led合光照明系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種雙通道LED合光照明系統(tǒng)，屬于光電照明和顯示的技術領域，特 別是，應用于手術顯微鏡的照明。
背景技術：
現(xiàn)有的手術顯微鏡的照明，采用了單邊反射式棱鏡照明，光源采用鹵鎢燈或氙燈， 體積較大，壽命較短；有的也采用LED的雙通道照明系統(tǒng)，光源壽命雖然加長了，但是由于 LED光源的后方還帶有集光器，使得兩個分開裝的LED通道之間的距離較大，這樣就增加了 整個系統(tǒng)的體積，且不能夠方便地調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種體積小、易調(diào)節(jié)的雙通道LED合光照明系統(tǒng)。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案一種雙通道LED合光照明系統(tǒng)，用于顯微鏡中對目標物照明，所述的顯微鏡中設 置有照明聚光鏡、直角反射棱鏡和大物鏡，沿光路方向的同一光軸上依次設置散熱器、LED 光源、集光器、菱形棱鏡裝置、照明聚光鏡、直角反射棱鏡和大物鏡，所述的LED光源包括距 離光軸的距離相等且分居光軸的兩側的第一 LED光源和第二 LED光源；所述的集光器包括 分別對應于所述的第一 LED光源和所述的第二 LED光源的第一集光器和第二集光器；所述 的第一 LED光源和所述的第二 LED光源的出射光分別經(jīng)過所述的第一集光器和所述的第二 集光器后形成分別與光軸平行的第一光束和第二光束；所述的菱形棱鏡裝置至少包括第一 側面、第二側面、第三側面和第四側面；所述的第一側面與所述的第二側面相互平行，所述 的第三側面與所述的第四側面相互平行，所述的第一光束從所述的第一側面射入所述的菱 形棱鏡裝置、從所述的第二側面射出形成第一出射光，所述的第一出射光仍平行于光軸且 比所述的第一光束更靠近光軸，所述的第二光束從所述的第三側面射入所述的菱形棱鏡裝 置、從所述的第四側面射出形成第二出射光，所述的第二出射光仍平行于光軸且比所述的 第二光束更靠近光軸；所述的第一出射光與所述的第二出射光經(jīng)過所述的照明聚光鏡后射 入所述的直角反射棱鏡并經(jīng)所述的直角反射棱鏡的底面反射后射出，再經(jīng)過所述的大物鏡 最終到達目標物體。優(yōu)選地，所述的菱形棱鏡裝置包括第一菱形棱鏡，所述的第一菱形棱鏡的主截面 的兩個銳角頂點所在的棱邊與光軸垂直相交，所述的第一菱形棱鏡上與所述的第一 LED光 源位于光軸的同側的且靠近所述的第一 LED光源的側面為第一側面，所述的第一菱形棱鏡 上與所述的第二 LED光源位于光軸的同側的且靠近所述的第二 LED光源的側面為第三側 面，與所述的第一側面相平行的側面為第二側面，與所述的第三側面相平行的側面為第四 側面，更進一步地，所述的第一菱形棱鏡上還設置有一個與所述的第一側面和所述的第三 側面均相交的第五側面，所述的第五側面與所述的第一側面的相交線和所述的第五側面與 所述的第三側面的相交線相互平行。
優(yōu)選地，所述的菱形棱鏡裝置包括第二菱形棱鏡和第三菱形棱鏡，所述的第二菱 形棱鏡的主截面與所述的第三菱形棱鏡的主截面相同，所述的第二菱形棱鏡上設置有第一 粘接面，所述的第三菱形棱鏡上設置有第二粘接面，所述的第一粘接面與所述的第二粘接 面相粘接形成棱鏡組合體，所述的棱鏡組合體為以所述的第一粘接面或者所述的第二粘接 面為對稱面的面對稱體，所述的第二菱形棱鏡和所述的第三菱形棱鏡對稱分布于光軸的兩 側，所述的第二菱形棱鏡與所述的第一 LED光源位于光軸的同側，所述的第三菱形棱鏡與 所述的第二 LED光源位于光軸的同側，所述的第二菱形棱鏡上靠近所述的第一 LED光源的 側面為第一側面，所述的第三菱形棱鏡上靠近所述的第二 LED光源的側面為第三側面，與 所述的第一側面相互平行的側面為第二側面，與所述的第三側面相互平行的側面為第四側 面，更近一步地，所述的第二菱形棱鏡上還設置有與所述的第一側面和所述的第一粘接面 均相交的第六側面，所述的第六側面與所述的第一側面的相交線和所述的第六側面與第一 粘接面的相交線相互平行；所述的第三菱形棱鏡上還設置有與所述的第三側面和所述的第 二粘接面均相交的第七側面，所述的第七側面與所述的第三側面的相交線和所述的第七側 面與所述的第二粘接面的相交線相互平行。優(yōu)選地，所述的菱形棱鏡裝置與所述的照明聚光鏡之間設置有場鏡。本發(fā)明的有益效果是將傳統(tǒng)技術中的分通道控制的光束靠菱形軸，再進行控制， 減小了整個系統(tǒng)的體積；結構簡單、緊湊，調(diào)節(jié)方便；加入場鏡后，更提高了光能的利用率。


附圖1為本發(fā)明的雙通道LED合光照明系統(tǒng)采用單菱形棱鏡時的結構示意圖；附圖2為本發(fā)明的雙通道LED合光照明系統(tǒng)采用雙菱形棱鏡時的結構示意圖；附圖3為在附圖2中加入場鏡的結構示意圖。附圖中1、第一 LED光源；2、第二 LED光源；3、第一集光器；4、第二集光器；5、第一散熱器；6、第二散熱器；7、第一菱形棱鏡；8、第二菱形棱鏡；9、第三菱形棱鏡；10、場鏡；11、照明聚光鏡；12、直角反射棱鏡；13、大物鏡；14、第一側面；15、第二側面；16、第三側面；17、第四側面；18、第五側面；19、第六側面；20、第七側面。
具體實施例方式下面結合附圖所示的實施例對本發(fā)明的技術方案作以下詳細描述實施例一參見附圖1所示，雙通道LED合光照明系統(tǒng)，沿其光路前進的方向同一 光軸上依次設置的上下分布的第一散熱器5和第二散熱器6、分別對應于第一散熱器5和 第二散熱器6的第一 LED光源1和第二 LED光源2、分別對應于第一 LED光源1和第二 LED 光源2的第一集光器3和第二集光器4、菱形棱鏡裝置、照明聚光鏡11、直角反射棱鏡12和 大物鏡13，菱形棱鏡裝置為第一菱形棱鏡7，第一菱形棱鏡7包括位于光軸上方的且靠近第 一 LED光源1的第一側面14、與第一側面14相互平行的第二側面15、位于光軸下方的且靠 近第二 LED光源2的第三側面16和與第三側面16相互平行的第四側面17，第一 LED光源 1與第二 LED光源2對稱分布于光軸的上下兩側，第一 LED光源1與第二 LED光源2的出射光分別經(jīng)過第一集光器3和第二集光器4后形成第一光束和第二光束，第一光束在光軸 上方，第二光束在光軸的下方，第一光束從第一側面14射入第一菱形棱鏡7、從第二側面15 射出第一菱形棱鏡7形成第一出射光，第二光束從第三側面16射入第一菱形棱鏡7、從第四 側面17射出第一菱形棱鏡7形成第二出射光，由菱形棱鏡的特性，得到的第一出射光和第 二出射光仍然相互平行且均平行于光軸，且第一出射光與第二出射光比第一光束與第二光 束更加靠近光軸，但此時，第二出射光在光軸的上方，第一出射光在光軸的下方，第一出射 光與第二出射光再分別射入照明聚光鏡11后前進的方向沒有改變，再分別經(jīng)過直角反射 棱鏡12后方向改變?yōu)榕c原來垂直的方向繼續(xù)向前透過手術顯微鏡上的大物鏡13，然后到 達目標物上。具體地，用戶可以根據(jù)需要合光的程度來選擇不同參數(shù)的第一菱形棱鏡7，在此以 下述的第一菱形棱鏡7為例進行說明，第一菱形棱鏡7:棱邊長20mm，主截面的銳角α = 60，折射率η’ = 1. 52，第一光束與第二光束的入射高度分別為h = 7. 5mm，入射角I =60°， 則通過折射定律及三角形的邊角關系的計算，可以得到第一出射光與第二出射光的出射 高度均為h’ = 1.475mm，則第一出射光和第二出射光之間的距離明顯小于第一光束與第二 光束之間的距離。為了進一步減小整個系統(tǒng)的體積，將第一菱形棱鏡7上靠近第一 LED光源1與第 二 LED光源2且位于第一光束的入射點和第二光束的入射點之間的部分截掉，形成一個第 五側面18，該第五側面18與第一側面14的相交線和該第五側面18與第三側面16的相交 線相互平行，且該第五側面18與光軸相互垂直。實施例二 參見附圖2所示，本實施例與實施例1的不同之處在于菱形棱鏡裝置的 機構不同，本實施例中的菱形棱鏡裝置包括第二菱形棱鏡8和第三菱形棱鏡9，第二菱形棱 鏡8與第三菱形棱鏡9的主截面相同，第二菱形棱鏡8具有第一粘接面，第三菱形棱鏡9具 有第二粘接面，第二菱形棱鏡8與第三菱形棱鏡9通過第一粘接面和第二粘接面相粘接形 成棱鏡組合體，該棱鏡組合體為以第一粘接面或者第二粘接面為對稱面的面對稱體，第二 菱形棱鏡8與第三菱形棱鏡9對稱分布在光軸的上下兩側，第二菱形棱鏡8與第一 LED光 源1位于光軸的同側，第三菱形棱鏡9與第二 LED光源2位于光軸的同側，第二菱形棱鏡8 上靠近第一 LED光源1的側面為第一側面14、與第一側面14相平行的側面為第二側面15， 第三菱形棱鏡9上靠近第二 LED光源2的側面為第三側面16、與第三側面16相平行的側面 為第四側面17，第一光束從第一側面14射入第二菱形棱鏡8、從第二側面15射出第二菱形 棱鏡8形成第一出射光，第二光束從第三側面16射入第三菱形棱9鏡、從第四側面17射出 第三菱形棱鏡9形成第二出射光，第一出射光與第二出射光相互平行且分居光軸的上下兩 側，而且，第一出射光位于光軸的上方，第二出射光位于光軸的下方，第一出射光與第二出 射光繼續(xù)向前傳播的路徑與實施例1中相同，此處不再贅述。具體地，用戶可以根據(jù)需要合光的程度來選擇不同參數(shù)的第二菱形棱鏡8和第三 菱形棱鏡9，但保證第二菱形棱鏡8與第三菱形棱鏡9的各個對應的參數(shù)相同，此處以下述 的第二菱形棱鏡8和第三菱形棱鏡9的各個參數(shù)的選值為例第二菱形棱鏡8與第二菱形 棱鏡9 各棱邊長均為20mm，主截面的銳角均為β = 30°，折射率均為n/ = 1. 52，第一光 束與第二光束的入射高度分別為Ii1 = 7. 5mm，入射角I1 = 60°，則通過折射定律及三角形 的邊角關系的計算，可以得到第一出射光與第二出射光的出射高度均為h/ = 2. 32mm，則
6第一出射光和第二出射光之間的距離同樣明顯小于第一光束與第二光束之間的距離。同樣為了進一步減小整個系統(tǒng)的體積，將棱鏡組合體上靠近第一 LED光源1和第 二 LED光源2 —端的位于第一光束的入射點與第二入射點之間的部分截掉，在第二菱形棱 鏡8上形成第六側面19，在第三菱形棱鏡9上形成第七側面20，第六側面19與第七側面20 共面形成一個總截面，該總截面與第一側面的相交線和該截面與第三側面的相交線相互平 行，且該截面與光軸相互垂直。實施例三參見附圖3所示，本實施例與實施例2的不同之處在于菱形棱鏡裝置與 照明聚光鏡11之間設有場鏡10，該場鏡10的光軸與原光軸相重合，該場鏡10位于照明聚 光鏡11的焦平面附近，該場鏡10能夠提高第一出射光和第二出射光的邊緣斜光束的會聚度。本發(fā)明的合光照明系統(tǒng)適用于LED光源的白光合光和色光合光，也適用于鹵鎢 燈、激光管等光源的合光。上述實施例只為說明本發(fā)明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人 士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明 精神所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
一種雙通道LED合光照明系統(tǒng)，用于顯微鏡中對目標物照明，所述的顯微鏡中設置有照明聚光鏡、直角反射棱鏡和大物鏡，其特征在于沿光路方向的同一光軸上依次設置散熱器、LED光源、集光器、菱形棱鏡裝置、照明聚光鏡、直角反射棱鏡和大物鏡，所述的LED光源包括距離光軸的距離相等且分居光軸的兩側的第一LED光源和第二LED光源；所述的集光器包括分別對應于所述的第一LED光源和所述的第二LED光源的第一集光器和第二集光器；所述的第一LED光源和所述的第二LED光源的出射光分別經(jīng)過所述的第一集光器和所述的第二集光器后形成分別與光軸平行的第一光束和第二光束；所述的菱形棱鏡裝置至少包括第一側面、第二側面、第三側面和第四側面；所述的第一側面與所述的第二側面相互平行，所述的第三側面與所述的第四側面相互平行，所述的第一光束從所述的第一側面射入所述的菱形棱鏡裝置、從所述的第二側面射出形成第一出射光，所述的第一出射光仍平行于光軸且比所述的第一光束更靠近光軸，所述的第二光束從所述的第三側面射入所述的菱形棱鏡裝置、從所述的第四側面射出形成第二出射光，所述的第二出射光仍平行于光軸且比所述的第二光束更靠近光軸；所述的第一出射光與所述的第二出射光經(jīng)過所述的照明聚光鏡后射入所述的直角反射棱鏡并經(jīng)所述的直角反射棱鏡的底面反射后射出，再經(jīng)過所述的大物鏡最終到達目標物體。
2.根據(jù)權利要求1所述的雙通道LED合光照明系統(tǒng)，其特征在于所述的菱形棱鏡裝 置包括第一菱形棱鏡，所述的第一菱形棱鏡的主截面的兩個銳角頂點所在的棱邊與光軸垂 直相交，所述的第一菱形棱鏡上與所述的第一 LED光源位于光軸的同側的且靠近所述的第 一 LED光源的側面為第一側面，所述的第一菱形棱鏡上與所述的第二 LED光源位于光軸的 同側的且靠近所述的第二 LED光源的側面為第三側面，與所述的第一側面相平行的側面為 第二側面，與所述的第三側面相平行的側面為第四側面。
3.根據(jù)權利要求2所述的雙通道LED合光照明系統(tǒng)，其特征在于所述的第一菱形棱 鏡上還設置有一個與所述的第一側面和所述的第三側面均相交的第五側面，所述的第五側 面與所述的第一側面的相交線和所述的第五側面與所述的第三側面的相交線相互平行。
4.根據(jù)權利要求1所述的雙通道LED合光照明系統(tǒng)，其特征在于所述的菱形棱鏡裝 置包括第二菱形棱鏡和第三菱形棱鏡，所述的第二菱形棱鏡的主截面與所述的第三菱形棱 鏡的主截面相同，所述的第二菱形棱鏡上設置有第一粘接面，所述的第三菱形棱鏡上設置 有第二粘接面，所述的第一粘接面與所述的第二粘接面相粘接形成棱鏡組合體，所述的棱 鏡組合體為以所述的第一粘接面或者所述的第二粘接面為對稱面的面對稱體，所述的第二 菱形棱鏡和所述的第三菱形棱鏡對稱分布于光軸的兩側，所述的第二菱形棱鏡與所述的第 一 LED光源位于光軸的同側，所述的第三菱形棱鏡與所述的第二 LED光源位于光軸的同側， 所述的第二菱形棱鏡上靠近所述的第一 LED光源的側面為第一側面，所述的第三菱形棱鏡 上靠近所述的第二 LED光源的側面為第三側面，與所述的第一側面相互平行的側面為第二 側面，與所述的第三側面相互平行的側面為第四側面。
5.根據(jù)權利要求4所述的雙通道LED合光照明系統(tǒng)，其特征在于所述的第二菱形棱 鏡上還設置有與所述的第一側面和所述的第一粘接面均相交的第六側面，所述的第六側面 與所述的第一側面的相交線和所述的第六側面與第一粘接面的相交線相互平行；所述的第 三菱形棱鏡上還設置有與所述的第三側面和所述的第二粘接面均相交的第七側面，所述的 第七側面與所述的第三側面的相交線和所述的第七側面與所述的第二粘接面的相交線相互平行。
6.根據(jù)權利要求1所述的雙通道LED合光照明系統(tǒng)，其特征在于所述的菱形棱鏡裝 置與所述的照明聚光鏡之間設置有場鏡。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙通道LED合光照明系統(tǒng)，所述的顯微鏡中設置有照明聚光鏡、直角反射棱鏡和大物鏡，沿光路方向的同一光軸上依次設置散熱器、LED光源、集光器、菱形棱鏡裝置、照明聚光鏡、直角反射棱鏡和大物鏡，所述的菱形棱鏡裝置至少包括相互平行的第一側面和第二側面、相互平行的第三側面和第四側面，所述的LED光源發(fā)射的光束分別從第一側面和第三側面射入所述的菱形棱鏡裝置、從第二側面和第四側面射出所述的菱形棱鏡裝置，形成的出射光比原來的光束更靠近光軸，達到了合光的效果。本發(fā)明的雙通道LED合光照明系統(tǒng)體積比傳統(tǒng)的雙通道系統(tǒng)的體積明顯減小，且結構簡單易調(diào)節(jié)，可廣泛應用于手術顯微鏡的照明，其中的光源也可以選用鹵鎢燈、激光管等。
文檔編號F21S2/00GK101881395SQ201010229328
公開日2010年11月10日 申請日期2010年7月19日 優(yōu)先權日2010年7月19日
發(fā)明者劉嘯虎, 周曉峰, 王吉龍 申請人:蘇州捷美醫(yī)療器械有限公司