减少散斑的照明系统和方法与流程

本公开涉及实验室照明系统的领域。

背景技术：

1、过去，一直通过对在相机曝光期间的许多不同的散斑图样进行平均来解决常规成像中出现的散斑。然而，此类方案实质上很有效，并且也出现在时域中，因为它们的工作方式是生成多个散斑图样并且对随时间变化的结果求平均。这些方法的一些示例包括使光纤振动、使光穿过旋转的磨玻璃盘，以及使光穿过旋转的一组光纤。

2、旋转的盘的直径可以是例如2英寸，旋转速度为50,000rpm，并且在盘边缘的位移速度为10微米/100纳秒。然而，这种排布结构需要大量的硬件，这会增加低散斑器械的复杂性和占有面积。用于实现多模照明的振动可以在几十hz至几十khz的范围内，并且10纳秒脉冲可能需要超过10mhz的振动频率，因为位移与1/频率成比例。然而，基于振动的方法可能会引入不期望的硬件复杂性。

3、虽然上述方法在某些情况下在减少散斑方面可能很有效，但是上述方法也在毫秒级时间尺度内发生，这使得该方案不太适合于流式细胞术所需的短曝光时间。因此，在本领域中长期需要适用于流式细胞术应用的减少散斑的系统和方法，特别是在适合于流式细胞术的时间尺度内实现散斑减少的系统和方法。

技术实现思路

1、为了满足所述的长期需求，本公开首先提供用于捕获图像的光源，该光源包括：激光源，该激光源包括至少一个二极管；和光纤，该光纤被设置成在激光源和目标位置之间传送具有多种模式的光脉冲，以便减少在目标位置处的目标的所捕获的图像中的散斑，至少其中一些光纤存在于围绕心轴缠绕的一个或多个层中，该心轴可选地包括圆周壁和层，光纤卷绕在该圆周壁之间，该层包括至少一个光纤的拉紧绕组。

2、本发明还提供了包括操作根据本公开(例如根据方面1至21中任一项)的光源来照射目标的方法。

3、本发明进一步提供的方法包括将光纤放置成与照明源光学连通，使得光纤被放置成将来自照明源的光传送到设置在目标位置处的目标，至少一些光纤存在于围绕心轴缠绕的一个或多个层中，该心轴可选地包括圆周壁和层，光纤卷绕在该圆周壁之间，该层包括至少一个光纤的拉紧绕组。

4、本发明还提供了提供用于生成图像的源光的方法，该方法包括：使用一个或多个激光二极管生成照明；以及使照明穿过光纤，该光纤存在于围绕心轴缠绕的一个或多个层中，该心轴可选地包括圆周壁和层，光纤卷绕在圆周壁之间，该层包括至少一个光纤的拉紧绕组，执行该穿过使得从光纤发射多模源光以便使用照明光照射目标，照明减少目标的图像中的散斑。

5、本发明进一步公开了血细胞计数器，该血细胞计数器包括：流动室，该流动室被配置成在其中包含一个或多个颗粒，该流动室限定目标区域；照明系，该照明系至少包括(1)激光源和(2)光纤，该激光源包括至少一个二极管，该光纤与激光源光学连通，至少一些光纤存在于围绕心轴缠绕的一个或多个层中，该心轴可选地包括圆周壁和层，光纤卷绕在圆周壁之间，该层包括至少一个光纤的拉紧绕组。

6、本发明进一步公开了成像器件，该成像器件包括：样本区，该样本区被配置成在其中包含样本；照明系，该照明系至少包括(1)激光源和(2)光纤，该激光源包括至少一个二极管，该光纤与激光源光学连通，至少一些光纤存在于围绕心轴缠绕的一个或多个层中，该心轴可选地包括圆周壁和层，光纤卷绕在圆周壁之间，该层包括至少一个光纤的拉紧绕组；和图像捕获设备，该图像捕获设备被配置成在由至少一个二极管的照明进行照射时捕获设置在样本区区域内的样本的图像，该至少一个二极管通过光纤连通，成像器件进一步可选地包括移动系，该移动系被配置成实现在样本区内的样本与至少一个二极管的照明之间的相对运动，该至少一个二极管通过光纤连通。

7、本发明进一步提供了光源，该光源包括：激光源，该激光源包括至少一个二极管；和光纤，该光纤被设置成在激光源和成像平面之间传送光，以便降低光的连贯性，从而减少成像平面处的散斑，至少一些光纤被弯曲成围绕支撑件，以便在光纤内产生机械张力。

8、本发明还提供了方法，该方法包括操作根据本公开(例如根据方面47至74中任一项所述的光源)的光源。

技术特征：

1.一种光源，所述光源包括：

2.根据权利要求1所述的光源，其中，一层所述光纤包括基本上彼此平行的至少两个所述光纤的拉紧绕组。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的光源，其中，在外层中的所述光纤的绕组基本上平行于在紧邻所述外层下方的内层中的所述光纤的绕组。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的光源，其中，在外层中的所述光纤的绕组不交叉于在紧邻所述外层下方的内层中的所述光纤的绕组。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的光源，所述光源包括光纤内层和光纤外层，所述光纤内层包括多个所述光纤的拉紧绕组并且所述光纤外层包括多个所述光纤的拉紧绕组，并且其中

6.根据权利要求1至5中任一项所述的光源，其中，所述心轴的横截面尺寸恒定。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的光源，其中，所述心轴的横截面尺寸可变。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的光源，其中，所述心轴的横截面尺寸为约1厘米至约10厘米。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的光源，其中，来自所述激光源的所述光脉冲是同步的。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的光源，其中，来自所述激光源的光的脉冲为约100纳秒以选通所述目标。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的光源，所述光源还包括图像捕获设备，所述图像捕获设备被配置成捕获所述目标的所捕获的图像，所捕获的图像的曝光时间可选地为约6微秒。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的光源，其中，所述光纤是多模光纤。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的光源，其中，所述光纤是高数值孔径光纤。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的光源，其中，所述光纤的数值孔径为约0.5。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的光源，其中，所述光纤的长度介于约2米至约75米之间。

16.根据权利要求15所述的光源，其中，所述光纤的长度为约50米。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的光源，其中，所述激光源包括多个激光二极管，并且其中，所述多个激光二极管中的每个激光二极管被定位成在空间上与所述多个激光二极管中的其它激光二极管隔开。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的光源，其中，所述目标的所述位置在空间上与所述多个激光二极管分开。

19.根据权利要求1至18中任一项所述的光源，其中，所述激光源包括第一激光二极管，所述第一激光二极管生成预定义波长的所述源光。

20.根据权利要求1至19中任一项所述的光源，其中，所述激光源包括至少一个多模激光二极管。

21.根据权利要求1至20中任一项所述的光源，其中，所述激光源包括多个激光二极管，其中，所述多个激光二极管中的至少一个激光二

22.一种方法，所述方法包括操作根据权利要求1至21中任一项所述的光源对目标进行照射。

23.根据权利要求22所述的方法，所述方法还包括收集所述目标的图像。

24.一种方法，所述方法包括：

25.根据权利要求24所述的方法，其中，一层所述光纤包括基本上彼此平行的至少两个所述光纤的拉紧绕组。

26.根据权利要求24至25中任一项所述的方法，其中，在外层中的所述光纤的绕组基本上平行于在紧邻所述外层下方的内层中的所述光纤的绕组。

27.根据权利要求24至26中任一项所述的方法，其中，在外层中的所述光纤的绕组不交叉于在紧邻所述外层下方的内层中的所述光纤的绕组。

28.根据权利要求24至27中任一项所述的方法，其中，所述光纤呈现为光纤内层和光纤外层，所述光纤内层包括多个所述光纤的拉紧绕组并且所述光纤外层包括多个所述光纤的拉紧绕组，并且其中

29.一种提供用于生成图像的源光的方法，所述方法包括：

30.根据权利要求29所述的方法，其中，所述照明由至少两个激光二极管生成，所述至少两个激光二极管生成波长彼此不同的光，使得所述至少两个激光二极管产生具有多种模式的所述照明。

31.根据权利要求29至30中任一项所述的方法，其中，生成所述源光包括从所述至少一个激光二极管生成同步光脉冲。

32.根据权利要求29至31中任一项所述的方法，其中，生成所述照明包括使所述一个或多个激光二极管中的至少一个激光二极管的脉冲周期为约100纳秒以选通所述目标。

33.根据权利要求29至32中任一项所述的方法，所述方法还包括使用图像捕获设备捕获所述目标的所述图像，所述图像捕获设备的曝光时间可选地为约6微秒。

34.根据权利要求29至32中任一项所述的方法，其中，所述光纤是多模光纤。

35.根据权利要求29至34中任一项所述的方法，其中，所述光纤是高数值孔径光纤。

36.根据权利要求35所述的方法，其中，所述光纤的所述数值孔径为约0.5。

37.根据权利要求29至36中任一项所述的方法，其中，所述光纤的长度介于约2米至约50米之间。

38.根据权利要求37所述的方法，其中，所述光纤的长度为约50米。

39.根据权利要求29至38中任一项所述的方法，其中，所述照明由多个激光二极管生成，所述多个激光二极管中的每个激光二极管被定位成在空间上与所述多个激光二极管中的其它激光二极管隔开。

40.根据权利要求29至39中任一项所述的方法，其中，所述目标位于流动室内。

41.根据权利要求29至40中任一项所述的方法，所述方法还包括实现所述照明与所述目标之间的相对运动。

42.根据权利要求29至41中任一项所述的方法，其中，所述目标在应用所述照明期间静止不动。

43.根据权利要求29至42中任一项所述的方法，其中，所述目标在应用所述照明期间移动。

44.一种血细胞计数器，所述血细胞计数器包括：

45.根据权利要求44所述的血细胞计数器，所述血细胞计数器还包括图像捕获设备，所述图像捕获设备被配置成在由所述至少一个二极管的照明进行照射时捕获设置在所述目标区域内的目标的图像，所述至少一个二极管通过所述光纤连通。

46.一种成像器件，所述成像器件包括：

47.一种光源，所述光源包括：

48.根据权利要求47所述的光源，其中，所述支撑件表征为心轴。

49.根据权利要求47所述的光源，其中，所述支撑件表征为柱。

50.根据权利要求47至49中任一项所述的光源，其中，所述支撑件限定恒定的横截面尺寸。

51.根据权利要求47至50中任一项所述的光源，其中，所述光纤包括至少一个环绕所述支撑件的绕组。

52.根据权利要求51所述的光源，其中，所述光纤包括多个环绕所述支撑件的绕组。

53.根据权利要求52所述的光源，其中，所述光纤包括多个环绕所述支撑件的层，每个层包括多个绕组。

54.根据权利要求47至53中任一项所述的光源，其中，所述光源被配置成在所述成像平面处产生小于约2％的散斑。

55.根据权利要求54所述的光源，其中，所述光源被配置成在所述成像平面处产生小于约1％的散斑。

56.根据权利要求54所述的光源，其中，所述光源被配置成在所述成像平面处产生约1％的散斑。

57.根据权利要求47至56中任一项所述的光源，其中，所述光纤具有长期弯曲半径，并且其中，所述光纤以小于所述长期弯曲半径的半径弯曲。

58.根据权利要求47至57中任一项所述的光源，其中，通过所述光纤的所述光的所述传输为约60％至约90％。

59.根据权利要求58所述的光源，其中，所述传输为约75％至约90％。

60.根据权利要求47至59中任一项所述的光源，其中，所述成像平面设置在流动室内。

61.根据权利要求60所述的光源，其中，所述流动室包括在流式血细胞计数器中。

62.根据权利要求47至61中任一项所述的光源，其中，所述机械张力将所述光纤保持在拉紧状态。

63.根据权利要求47至62中任一项所述的光源，其中，所述激光源提供光作为光脉冲，所述光脉冲可选地同步。

64.根据权利要求63所述的光源，其中，来自所述激光源的光的脉冲为约100纳秒以选通所述目标。

65.根据权利要求47至64中任一项所述的光源，所述光源还包括图像捕获设备，所述图像捕获设备被配置成捕获所述目标的所捕获的图像，所捕获的图像的曝光时间可选地为约6微秒。

66.根据权利要求47至65中任一项所述的光源，其中，所述光纤是多模光纤。

67.根据权利要求47至66中任一项所述的光源，其中，所述光纤是高数值孔径光纤。

68.根据权利要求47至67中任一项所述的光源，其中，所述光纤的数值孔径为约0.5。

69.根据权利要求47至68中任一项所述的光源，其中，所述光纤的长度介于约2米至约75米之间。

70.根据权利要求69所述的光源，其中，所述光纤的长度为约50米。

71.根据权利要求47至70中任一项所述的光源，其中，所述激光源包括多个激光二极管，并且其中，所述多个激光二极管中的每个激光二极管被定位成在空间上与所述多个激光二极管中的其它激光二极管隔开。

72.根据权利要求47至71中任一项所述的光源，其中，所述激光源包括第一激光二极管，所述第一激光二极管生成预定义波长的所述源光。

73.根据权利要求47至72中任一项所述的光源，其中，所述激光源包括至少一个多模激光二极管。

74.根据权利要求47至73中任一项所述的光源，其中，所述激光源包括多个激光二极管，其中，所述多个激光二极管中的至少一个激光二极管生成光，所述光的波长不同于所述多个激光二极管中的另一个激光二极管生成的光的波长。

75.一种方法，所述方法包括操作根据权利要求47至74中任一项所述的光源。

76.根据权利要求75所述的方法，其中，所述操作包括照射在所述成像平面处的一个或多个颗粒或细胞。

77.根据权利要求76所述的方法，所述方法还包括收集由所述光源照射并且位于所述成像平面处的目标的图像。

技术总结
本发明提供了激光源，该激光源包括至少一个二极管；和预定义长度的光纤，该预定义长度的光纤设置在激光源和目标的位置之间，使得光纤将来自激光源的光脉冲作为源光传送到目标的位置，其中，该位置由源光进行照射，以便减少目标的所捕获的图像中的散斑。本发明还提供了提供用于生成图像的源光的方法，该方法包括：使用一个或多个激光二极管生成照明；使该照明穿过具有多个在其中的弯曲部的光纤，使得从该光纤发射源光以便使用该源光照射目标，该源光减少该目标的图像中的散斑。

技术研发人员：M·D·沃德,G·科达查克,朱凌志
受保护的技术使用者：生命科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15