本发明涉及一种小体积显微光源。
背景技术：
目前传统的临界照明存在灯丝的像与被检物体平面重合导致光照不均匀的缺点；而科勒照明虽然可以使照射面照度均匀，但是又存在着体积大，结构复杂，透镜数量多导致的成本高昂的缺点。
中国专利文献cn103076677a公开了《一种双远心柯勒照明光路》，包括光源、集光镜组和聚光镜组，光路从左到右排序为：光源、第一弯月透镜、第二弯月透镜、第三凹透镜、第四凸透镜、光阑、第五凸透镜和第六凹透镜。通过6片透镜制成的镜头将光源成像在无穷远处，但是使用透镜数量多，安装要求高，体积大，成本高。
中国专利文献cn108200687a公开了《一种基于fpga的可编程led阵列显微照明控制方法》，首先基于fpga的串口接收与译码电路设计，根据控制指令现场计算出用于可编程led阵列显示的图形基本数据，进行圆域的确定、圆内亮度呈标准正态分布、颜色区域的划分，然后将数据分类存储于fpga的片内双口ram中，并根据可编程led阵列的扫描位置读出存储于fpga片内双口ram中的显示数据，最后利用fpga快速地并行驱动使用多行扫描，rgb三通道分开的可编程led阵列，显示输出的数据。但是该发明控制复杂，体积大，成本高。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种功耗低、体积小巧、结构简单、成本低廉、使用寿命长、适用于小型光学显微镜领域的体积显微光源。
实现本发明目的的技术方案是：一种小体积显微光源，包括依次同轴设置的白光led、双面磨砂玻璃、光阑、聚光透镜和照射面；所述双面磨砂玻璃紧贴光阑。
进一步地，所述白光led的波长范围为400-780nm，发光角度为120°。
进一步地，所述双面磨砂玻璃的直径为10mm，厚度为2.7mm。使用双面磨砂玻璃可以将白光led先一步进行匀化处理，并且该厚度下有足够多的光线能够透过双面磨砂玻璃进入后续处理。
进一步地，所述双面磨砂玻璃与白光led之间的距离为2mm，使得在双面磨砂玻璃上形成一个足够大的光斑，方便后续的光斑处理。
进一步地，所述小体积显微光源的数值孔径为0.4，通过将光阑孔径设为3.06mm，根据数值孔径，最终能够形成2mm的光斑。
进一步地，所述聚光透镜为双凸非球面透镜，并且其前后表面均为偶次非球面。
进一步地，所述聚光透镜为双凸石英透镜。
进一步地，所述聚光透镜的焦距为4.5mm。
进一步地，所述聚光透镜的中厚为6mm，边厚为1.5mm。
进一步地，聚光透镜与双面磨砂玻璃之间的距离为6.85mm。
进一步地，聚光透镜与照射面之间的距离为6.65mm。
进一步地，还包括底座和筒体；所述底座的一端设有凹槽，白光led设于凹槽的底面；所述筒体的一端连接于底座的凹槽的口部；所述双面磨砂玻璃和光阑设于筒体内，所述聚光透镜设于筒体的另一端端部。
进一步地，所述光阑与筒体为一体式结构。
进一步地，所述底座的凹槽的口部设有凹台；所述筒体的一端外壁上设有凸台，该凸台的边缘连接于底座的凹槽的口部的凹台上。
采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：本发明采用白光led，通过双面磨砂玻璃对白光led发出的光进行第一步的匀化形成二次面光源，再通过在双面磨砂玻璃后紧贴光阑用来限制二次光源光斑的大小，二次光源通过聚光透镜成像在照射面上，使得本发明整体结构简单，体积小巧，使用寿命长，成本低，功耗低，照度均匀，适用于显微镜光源，特别是小型化显微镜光源。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的物像距示意图。
图3为本发明的光路图。
图4为本发明的仿真照度图。
附图中的标号为：
白光led1、双面磨砂玻璃2、光阑3、聚光透镜4、照射面5、底座6、筒体7。
具体实施方式
(实施例1)
见图1至图4，本实施例的小体积显微光源的数值孔径为0.4，包括依次同轴设置的白光led1、双面磨砂玻璃2、光阑3、聚光透镜4、照射面5、底座6和筒体7。
白光led1的波长范围为400-780nm，发光角度为120°。使用双面磨砂玻璃可以将白光led1先一步进行匀化处理，并且该厚度下有足够多的光线能够透过双面磨砂玻璃进入后续处理。双面磨砂玻璃2与白光led1之间的距离为2mm，使得在双面磨砂玻璃上形成一个足够大的光斑，方便后续的光斑处理。双面磨砂玻璃2的直径为10mm，厚度为2.7mm。双面磨砂玻璃2紧贴光阑3。根据本实施例的小体积显微光源的数值孔径，将光阑3孔径设置为3.06mm，最终能够形成2mm的光斑。
聚光透镜4为双凸非球面透镜，并且其前后表面均为偶次非球面，材质优选石英。聚光透镜4的焦距为4.5mm。
由于聚光透镜焦距为4.5mm，若需要形成实像，物距需要大于9mm，考虑到该发明的整体长度，物距u选为9.1mm，根据物像距公式1/u 1/v＝1/f，计算出像距v为8.9mm，由于实际情况下聚光透镜有厚度，所以需要对物距和像距进行计算处理出实际距离。
根据图2可知，物距u为obj面到h面的距离，像距v为h’面到ima面的距离。将理论的物距u减去透镜边厚可得实际物距，同理可得实际像距。因此聚光透镜4与双面磨砂玻璃2之间的距离为6.85mm，聚光透镜4与照射面5之间的距离为6.65mm。聚光透镜的具体参数如下表所示：
底座6的一端设有凹槽，白光led1设于凹槽的底面。筒体7的一端连接于底座6的凹槽的口部。双面磨砂玻璃2和光阑3设于筒体7内，聚光透镜4设于筒体7的另一端端部。光阑3与筒体7为一体式结构。底座6的凹槽的口部设有凹台。筒体7的一端外壁上设有凸台，该凸台的边缘连接于底座6的凹槽的口部的凹台上。
本实施例的小体积显微光源的原理是：见图1，白光led1发出的光透过双面磨砂玻璃2，形成二次光源。二次光源相较于白光led1发出的光，具有每个点都可以发出任意方向的光线，使得光斑发光更加均匀的特点。因为通过双面磨砂玻璃2后形成了较大的光斑，所以双面磨砂玻璃2后紧贴了光阑3用来限制二次光源光斑的大小，并选择光斑最中心的光源。该二次光源发出的光线通过聚光透镜4成像到照射面5上。最终在照射面5上形成的光斑由各种角度的光线聚焦而成，结合图4，可以看出最终照射面上光照均匀。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种小体积显微光源，其特征在于：包括依次同轴设置的白光led(1)、双面磨砂玻璃(2)、光阑(3)、聚光透镜(4)和照射面(5)；所述双面磨砂玻璃(2)紧贴光阑(3)。
2.根据权利要求1所述的一种小体积显微光源，其特征在于：所述白光led(1)的波长范围为400-780nm，发光角度为120°。
3.根据权利要求1或2所述的一种小体积显微光源，其特征在于：所述小体积显微光源的数值孔径为0.4，光阑(3)孔径为3.06mm。
4.根据权利要求1所述的一种小体积显微光源，其特征在于：所述聚光透镜(4)的焦距为4.5mm。
5.根据权利要求1所述的一种小体积显微光源，其特征在于：所述聚光透镜(4)与双面磨砂玻璃(2)之间的距离为6.85mm。
6.根据权利要求1所述的一种小体积显微光源，其特征在于：所述聚光透镜(4)与照射面(5)之间的距离为6.65mm。
7.根据权利要求1所述的一种小体积显微光源，其特征在于：还包括底座(6)和筒体(7)；所述底座(6)的一端设有凹槽，白光led(1)设于凹槽的底面；所述筒体(7)的一端连接于底座(6)的凹槽的口部；所述双面磨砂玻璃(2)和光阑(3)设于筒体(7)内，所述聚光透镜(4)设于筒体(7)的另一端端部。
8.根据权利要求7所述的一种小体积显微光源，其特征在于：所述光阑(3)与筒体(7)为一体式结构。
9.根据权利要求7所述的一种小体积显微光源，其特征在于：所述底座(6)的凹槽的口部设有凹台；所述筒体(7)的一端外壁上设有凸台，该凸台的边缘连接于底座(6)的凹槽的口部的凹台上。
10.根据权利要求1所述的一种小体积显微光源，其特征在于：所述小体积显微光源的数值孔径(na)为0.4。
技术总结