专利名称：一种便携式光谱仪照明系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种照明系统，特别涉及一种便携式光谱仪照明系统。
背景技术：
LED是一种可将电能转变为光能的半导体发光器件，属于固态光源。LED是冷光 源，具有光效高、工作电压低、耗电量小、体积小、结构坚固且寿命长等诸多优点，并且可平 面封装，适宜用于轻薄型和低功耗产品。在传统的光谱仪中，大多使用钨灯或者钨灯与氘灯的组合作为光源。传统光源具 有发热量高和寿命短等缺点。随着LED技术的发展，使其将在多个领域替代传统光源。LED作为光谱仪的光源的另一个优势是可以使用干电池作为电源，使光谱仪光源 的体积减�。佣龅剿嫔硇壳笆谐∩系亩嗍⑿凸馄滓鞘遣淮庠吹�。所以LED 光源作为未来光谱仪光源是大势所趋。尽管LED发展的十分迅速，但是作为光谱仪的光源，仍然有一些不足之处，比如单 颗LED照明光源的发光光谱与接收器件不匹配，因此需对照明系统进行合理设计，使其达 到要求。
发明内容
本发明是针对目前光谱仪光源发热量高、不节能、不环保、不易携带的问题，提出 了一种便携式光谱仪照明系统，利用LED来代替传统的光源。设计了独特的LED光源照明光 路，不但使出射光线发散角很�。夜庠吹哪芰渴占式细�。利用滤光片作为合色器件， 把两束LED光合成一束，从而使输出光谱强度较为均勻。位于输出端的一组正、负透镜，把 输出光斑缩�。玫椒弦蟮墓獍撸易贾毙阅芙虾�。本发明的技术方案为一种便携式光谱仪照明系统，包括白光LED、青色光LED、准 直器件、滤光片和透镜组，白光LED、青色光LED成垂直角度放置，光线通过各自的准直器 件，输出两束互相垂直的平行光，再由滤光片合成一束，最后通过透镜组输出。所述准直器件为反光杯透镜一体化器件，其中透镜的轴和对应的LED的光轴重 合，反光杯的外表面镀反膜膜，整个准直器件以LED光轴为中心轴旋转对称。所述滤光片上镀膜。所述透镜组由一片正透镜和一片负透镜组成，具有缩小照明光斑和消色差的功 能。本发明的有益效果在于本发明便携式光谱仪照明系统，利用LED来代替传统的 光源，将有利于光谱仪向微型化、环保、节能、长寿命、轻便的方向发展。照明光路输出光具 有发散角小、照度均勻、能量利用率高等特点，有效地解决了 LED作为光谱仪光源的一些不 足之处。
图1为本发明便携式光谱仪照明系统中照明光路示意图2为本发明便携式光谱仪照明系统中反光杯和透镜一体化设计示意图； 图3为本发明便携式光谱仪照明系统中反光杯和透镜一体化设计实体剖视图； 图4为本发明便携式光谱仪照明系统中照明光路输出光的光谱相对强度分布曲线图； 图5为本发明便携式光谱仪照明系统中照明光路输出光的光斑照度分布图； 图6为本发明便携式光谱仪照明系统中照明光路输出光的照度与角度关系图。
具体实施例方式如图1所示便携式光谱仪照明系统中照明光路图，包括白光LED1、青色光LED2、准 直器件3、滤光片4和透镜组5，利用LED代替传统光源。设计了独特的LED光源照明光路， 白光LED1、青色光LED2成垂直角度放置，光线通过各自的准直器件3，输出两束互相垂直的 平行光，再由滤光片4合成一束，最后通过位于输出端的一组正负透镜5，把输出光斑缩小， 得到符合需要的光斑，而且准直性能较好。光谱仪由于它的特点，光源的光谱宽度应满足要求，而且光谱的相对强度要与接 收器匹配。由于单色LED光谱窄都比较窄，所以单颗单色LED不能作为光谱仪的光源，需要 多颗同时使用以拓展光谱覆盖范围。白光LED的特点是光谱较宽，可覆盖400nm到SOOnm 的可见光光谱，而缺点是光谱的相对光强分布与接收器件不匹配。因此，通过合理选择白光 LED和单色光LED的组合以解决不匹配的问题。本发明所选用的接收器件为ILX55;3B型CCD传感器，为使得照明系统输出光的光 谱相对强度与CCD光敏特性相匹配。LED照明光路的设计方案是使用两颗LED，一颗为型号 为LCW_G5SP的白光LED，光谱中蓝光和黄绿光相对较强，另一颗选择型号为LVJ43C的青色 光LED。白光LED发光体可近似地看作是一种朗伯光源，在给定方向上的光强可表示为
权利要求
1.一种便携式光谱仪照明系统，其特征在于，包括白光LED、青色光LED、两个准直器 件、滤光片、透镜组，白光LED、青色光LED成垂直角度放置，白光LED、青色光LED分别装在 各自的准直器件中，光线通过各自的准直器件，输出两束互相垂直的平行光，再由滤光片合 成一束，最后通过透镜组输出。
2.根据权利要求1所述便携式光谱仪照明系统，其特征在于，所述准直器件为反光杯 透镜一体化器件，其中透镜的轴和对应的LED的光轴重合，反光杯的外表面镀反膜膜，整个 准直器件以LED光轴为中心轴旋转对称。
3.根据权利要求1所述便携式光谱仪照明系统，其特征在于，所述滤光片上镀膜。
4.根据权利要求1所述便携式光谱仪照明系统，其特征在于，所述透镜组由一片正透 镜和一片负透镜组成，具有缩小照明光斑和消色差的功能。
全文摘要
本发明涉及一种便携式光谱仪照明系统，利用LED来代替传统的光源，白光LED、青色光LED两组光源成垂直角度放置，光线通过各自的准直器件，输出两束互相垂直的平行光，再由滤光片合成一束，最后通过透镜组输出。本发明将有利于光谱仪向微型化、环保、节能、长寿命、轻便的方向发展。照明光路输出光线的具有发散角小、照度均匀和光能利用率高等特点，有效地解决了LED作为光谱仪光源的一些不足之处。
文档编号G01J3/10GK102147289SQ20111000737
公开日2011年8月10日 申请日期2011年1月14日 优先权日2011年1月14日
发明者周进波, 张荣福, 曹斐, 林炜卫, 鲁康 申请人:上海理工大学
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