一种调光装置的制作方法

本申请涉及荧光显微技术领域，具体地，涉及一种pwm调光装置。

背景技术：

荧光染色细胞扫描及分析系统中传统的光源调光法主要有模拟调压法。模拟调压法的原理如图1所示，包括电压源10，可调电阻20和led光源装置30。通过调整可调电阻20的电阻值，可以调整led光源装置的亮度。此方法需要用到可调电阻，可调电阻多为机械结构，存在调整频率和调整精度低，可靠性差的缺点。

因此，传统调光装置的调整频率和调整精度低，是本领域技术人员急需要解决的技术问题。

在背景技术中公开的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此其可能包含没有形成为本领域普通技术人员所知晓的现有技术的信息。

技术实现要素：

本申请实施例中提供了一种pwm调光装置，以解决传统调光装置的调整频率和调整精度低的技术问题。

本申请实施例提供了一种pwm调光装置，用于荧光染色细胞扫描及分析系统，包括：

电压源；

pwm控制器，用于控制所述电压源的通断以输出脉冲电压；

led光源装置，所述脉冲电压加载于所述led光源装置。

本申请实施例还提供一种荧光显微光学系统，包括上述pwm调光装置。

本申请实施例由于采用以上技术方案，具有以下技术效果：

通过pwm控制器控制电压源的通断以形成脉冲电压并输出脉冲电压，即通过pwm控制器能够控制加载于所述led光源装置的脉冲电压，而调整脉冲电压能够实现对led光源装置的调光。与背景技术相比，本申请实施例的pwm调光装置对led光源装置的调光，是通过pwm控制器的数字信号快速控制实现的，调整频率和调整精度更高，可靠性也更好；同时，电压源的功率也能够较大，能够实现大功率的调光；此外，电压源的成本也较为低廉。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为背景技术的传统模拟调压法的示意图；

图2为本申请实施例的一种pwm调光装置的示意图；

图3为图2所示pwm调光装置的pwm控制器输出的脉冲电压的示意图；

图4为图2所示pwm调光装置的led光源装置的示意图；

图5为图4所示的led光源装置的led光源模组与固定板固定的示意图；

图6为图4所示的led光源装置的几何关系示意图。

附图标记说明：

背景技术中：

10电压源，20可调电阻，30led光源装置；

本申请实施例：

100led光源装置，210pwm控制器，220电压源；

100-1凸透镜，110凸透镜的前弧面，120凸透镜的前弧面的球心，

130凸透镜的主光轴，

140led光源模组，141灯珠，142基板，150固定板。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

荧光染色细胞扫描及分析系统，简称ctc扫描及分析系统，是对针状载体上附着的染色细胞进行360度影像扫描和识别的系统。荧光染色细胞扫描及分析系统包括多个硬件设备，软件搭载有分析软件。下面的实施例一中的led光源装置是荧光染色细胞扫描及分析系统的pwm调光装置，实施例二中的荧光显微光学系统是荧光染色细胞扫描及分析系统的荧光显微光学系统。

实施例一

图2为本申请实施例的一种pwm调光装置的示意图；图3为图2所示pwm调光装置的pwm控制器输出的脉冲电压的示意图。

如图2和图3所示，本申请实施例的一种pwm调光装置，用于荧光染色细胞扫描及分析系统，包括：

电压源220；

pwm控制器210，用于控制所述电压源的通断以输出脉冲电压；

led光源装置100，所述脉冲电压加载于所述led光源装置。

本申请实施例的pwm调光装置，通过pwm控制器控制电压源的通断以形成脉冲电压并输出脉冲电压，即通过pwm控制器能够控制加载于所述led光源装置的脉冲电压，而调整脉冲电压能够实现对led光源装置的调光。与背景技术相比，本申请实施例的pwm调光装置对led光源装置的调光，是通过pwm控制器的数字信号快速控制实现的，调整频率和调整精度更高，可靠性也更好；同时，电压源的功率也能够较大，能够实现大功率的调光；此外，电压源的成本也较为低廉。

实施中，如图3所示，所述pwm控制器控制所述脉冲电压的脉宽和脉冲频率，以对所述led光源装置的平均亮度进行调整。

pwm控制器能够控制脉冲电压的脉宽和脉冲频率，从而实现对所述led光源装置的平均亮度的调整。

实施中，所述电压源是恒压的电压源。恒压的电压源输出的电源电压是固定的，这样，脉冲电压的电压也是固定的，对脉冲电压的电压不进行调整，对所述led光源装置的平均亮度的调整仅需要调整脉宽和脉冲频率即可。

实施中，如图2所示，所述电压源220，所述pwm控制器210和所述led光源装置100顺次串联。

这样的顺次连接，能够实现pwm控制器控制所述电压源的通断以输出脉冲电压，所述脉冲电压加载于所述led光源装置。

实施中，所述led光源装置的平均亮度满足以下关系式：

其中，el为所述led光源装置的平均亮度，

v为所述电压源的电压，r0为所述电压源的等效电阻，

r1为所述led光源装置的等效电阻，

f为所述脉冲电压的脉冲频率，τ为所述脉冲电压的脉宽，

η为所述led光源装置的电光转换效率，

δt为观察时间，当所述pwm调光装置作为所述荧光显微光学系统的调光装置，δt小于所述荧光显微光学系统的荧光相机的最小曝光时间。

的推导过程如下：

所述led光源装置的电流所做的总功w，其中一部分是电流做功转化为光的部分el，另一部分是电流做功转化为热的部分e，w＝el+e。led光源装置的电光转换效率为η，因此，可推导出

进而推导出进一步，将δt消去，最终推导出

实施中，所述脉冲电压的脉冲频率满足以下关系式：

f×δt＞100。

符合上述关系式的脉冲电压的脉冲频率，能够保证led光源装置的亮度的均匀性。

实施中，所述脉冲电压的脉宽满足以下关系式：；

其中，ε为所述荧光显微光学系统的荧光相机的最小感光度；即所述led光源装置的平均亮度大于所述荧光显微光学系统的荧光相机的最小感光度，荧光相机能感光到led光源装置的发出的光。

下面对led光源装置100的具体结构进行说明。

图4为图2所示pwm调光装置的led光源装置的示意图；图5为图4所示的led光源装置的led光源模组与固定板固定的示意图。

如图4和图5所示，led光源装置100，包括：

凸透镜100-1，所述凸透镜的前弧面110为球面；

至少两个led光源模组140，所述led光源模组140与所述凸透镜的前弧面110相对设置，且各个所述led光源模组的灯珠141的中心分别朝向所述凸透镜的前弧面的球心120；

其中，所述led光源模组140发出的光经所述凸透镜100-1向所述凸透镜的前弧面的球心120汇聚。

led光源模组与所述凸透镜的前弧面相对设置，且各个所述led光源模组的灯珠的中心分别朝向所述凸透镜的前弧面的球心。led光源装置，首先，led光源模组的数量更多，其次，对led光源模组设置的位置进行的限制，各个led光源模组的灯珠的中心分别朝向所述凸透镜的前弧面的球心，这样，各个led光源模组的灯珠发出的光向所述凸透镜的前弧面的球心汇聚，从而所述凸透镜的前弧面的球心周围的亮度较高，同时，由于所述凸透镜的前弧面的球心周围是各个led光源模组的光交互补偿的位置，因此，所述凸透镜的前弧面的球心周围的光斑的均匀性较高。

实施中，如图4所示，其中一个led光源模组的灯珠位于所述凸透镜的焦点处，为焦点led光源模组；

所述凸透镜的前弧面的球心120位于所述凸透镜的主光轴130上。

焦点led光源模组位于凸透镜的焦点处，凸透镜对焦点led光源模组的光的汇聚作用较好，使得所述凸透镜的前弧面的球心周围的光强度较高。

实施中，如图4所示，除所述焦点led光源模组以外的led光源模组为旁侧led光源模组；

所述旁侧led光源模组的灯珠向所述凸透镜的主光轴方向倾斜，以实现所述旁侧led光源模组的灯珠的中心朝向所述凸透镜的前弧面的球心。

采用上述结构，能够方便的实现旁侧led光源模组的灯珠的中心朝向所述凸透镜的前弧面的球心。

实施中，如图4所示，所述旁侧led光源模组的灯珠在所述凸透镜的主光轴的投影位于所述焦点led光源模组的灯珠和所述凸透镜之间。

即旁侧led光源模组的灯珠的物距小于凸透镜的焦距，旁侧led光源模组的灯珠发出的光在所述凸透镜的前弧面的球心周围形成的光斑与焦点led光源模组的灯珠发出的光在所述凸透镜的前弧面的球心周围形成的光斑交错补偿较好，凸透镜的前弧面的球心周围的光斑强度较高，均匀性也较高。

实施中，所述旁侧led光源模组是n个，n是大于等于2的整数；

n个所述旁侧led光源模组是以所述焦点led光源模组为圆心在同一圆的圆周均匀分布。

旁侧led光源模组以所述焦点led光源模组为圆心在同一圆的圆周均匀分布，那么在凸透镜的前弧面的球心周围形成的光斑也大致成圆形。

实施中，作为一种可选的实施方式，如图4和图5所示，所述旁侧led光源模组是两个；

两个所述旁侧led光源模组相对于所述焦点led光源模组对称设置。

焦点led光源模组和两个旁侧led光源模组排列成线形，那么在凸透镜的前弧面的球心周围形成的光斑也大致成线形。

实施中，如图4和图5所示，所述焦点led光源模组和所述旁侧led光源模组之间具有间隔。

间隔设置的led光源模组，有利于led光源模组的散热。

实施中，如图4所示，led光源模组还包括固定板150，用于固定所述led光源模组140；

所述固定板150与所述凸透镜的前弧面110相对设置，所述焦点led光源模组固定于所述固定板的内板面的中心位置。

固定板实现多个led光源模组的固定，所述焦点led光源模组固定于所述固定板的内板面的中心位置，设置的位置规则，便于加工制造。

实施中，如图4所示，所述固定板的内板面的边缘位置向所述凸透镜的主光轴130方向倾斜；

所述旁侧led光源模组固定于所述固定板的内板面的边缘位置，以实现所述旁侧led光源模组的灯珠向所述凸透镜的主光轴130方向倾斜；

其中，所述固定板和所述led光源模组形成led光源组件。

通过固定板的内板面的边缘位置向所述凸透镜的主光轴方向倾斜，实现旁侧led光源模组的灯珠向所述凸透镜的主光轴方向倾斜，结构简单，便于实现。

实施中，如图5所示，所述led光源模组140包括正方形的基板142和固定于所述基板中心位置的灯珠141；基板可以是如图5所示的正方形，也可以是其他形状，如圆形，长方形等等；

所述基板与所述固定板固定，以实现所述led光源模组和所述固定板的固定。

实施中，所述led光源模组和所述凸透镜之间满足以下关系式：

其中，b为所述旁侧led光源模组的灯珠的中心和所述焦点led光源模组的灯珠的中心在与所述凸透镜的主光轴相垂直的方向的投影之间的距离；

φ为所述凸透镜的直径，d为凸透镜的焦距，

l为led光源模组的基板的边长，

θ为所述旁侧led光源模组相对于所述凸透镜的主光轴方向倾斜的夹角，

α为所述旁侧led光源模组的的灯珠的中心到所述凸透镜同侧边缘的夹角。

的推导过程如下：

所述固定板的内板面的边缘位置向所述凸透镜的主光轴方向倾斜的角度等于所述旁侧led光源模组相对于所述凸透镜的主光轴方向倾斜的夹角，也是θ。如图6所示，在△abc中，根据几何关系，角bac＝α-θ；则

由于将bc和ab带入即可推导出

实施中，b还满足以下关系式：

的推导过程如下：

如图6所示，根据几何关系，由于即可推导出

实施中，θ还满足以下关系式：

其中，r为所述凸透镜的前弧面所在球的半径。

实施中，θ和b应在满足关系式和的条件下取最小值。

实施例二

本申请实施例提供了一种荧光显微光学系统，用于荧光染色细胞扫描及分析系统，包括实施例一所述的pwm调光装置。

实施例三

本申请实施例的一种荧光染色细胞扫描及分析系统，包括实施例一所述的pwm调光装置。

实施例四

本申请实施例的一种荧光染色细胞扫描及分析系统，包括实施例二所述的荧光显微光学系统。

在本申请及其实施例的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“高度”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请及其实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请及其实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。