一种显微成像照明系统的照明方法技术方案

一种显微成像照明系统的照明方法，包括LED光源、曝光驱动控制器、柯勒式照明镜组、显微成像镜组、相机；LED光源安置于柯勒式照明镜组的光源位置，相机安置于显微成像镜组的成像位置，柯勒式照明镜组与显微成像镜组光轴相重合，并且柯勒式照明镜组的照明目标面与显微成像镜组的物面相重合；曝光驱动控制器分别与LED光源和相机电气连接，其特征在于，所述曝光驱动控制器周期性的激发LED光源，且周期性的控制相机曝光，LED光源激发的周期与相机曝光的周期相同；在一个周期内，LED光源激发的时间点早于相机曝光的时间点。

Illumination method for micro imaging illumination system

A microscopic imaging method of lighting lighting system, including the LED light source, exposure drive controller, Kohler illumination lens, imaging lens, camera; the position of the light source LED light source placed in Kohler lighting lens group, the imaging position of the camera placed in the imaging lens group, Ke Le type lighting lens and imaging lens optical axis coincide, and Kohler illumination target type lighting surface material coincidence lens surface and the imaging lens group; exposure drive controller is respectively connected with the LED light source and camera electrical, which is characterized in that the exposure drive excitation of LED light source controller periodically, and control the camera periodic exposure cycle cycle and camera LED excitation light source exposure of the same; in a period of LED excitation time earlier than the time point of camera exposure.

【技术实现步骤摘要】
一种显微成像照明系统的照明方法
本专利技术涉及显微成像领域，特别是涉及应用平面流式成像技术的有形成分分析仪中的照明系统。
技术介绍
平面流式成像技术是一种分析液体中微小粒子（如细胞）的技术，其组成形式为液流系统、照明系统、成像系统、控制系统。液流系统由样本池及管路部分组成；照明系统采用由光源和柯勒式照明镜组共同组成；成像系统由显微成像镜组和相机组成；控制系统协调管理照明系统、液流系统、成像系统相互配合。使用平面流式成像技术的有形成分分析仪器，其液流系统可以使含有待分析细胞的液体以很高的速度在显微成像系统的前焦面处流动，照明系统为含有待分析细胞的液体提供照明，成像系统快速抓拍待分析细胞的图像。液体中的细胞近似于半透明，为了提高成像质量、提高对比度，应采用短曝光时间，高亮度照明的方式拍摄；且由于液体流速高，为避免拍出的图像出现拖尾现象，同样要求相机的曝光时间短，因此相机接收到的能量也低，所以为了配合短时间曝光的相机，用于照明的光源需在相机曝光时间内点亮，在相机曝光结束后立即关闭，并且要有足够的强度。目前的解决办法是使用氙气闪光灯。氙气闪光灯是高压电弧放电形成的照明光源，有很多优点，瞬间照明强度高，响应快速，照明亮度可以通过电压调节。但是采用氙气闪光灯照明的技术方案也有一些缺点：第一，氙气闪光灯是高电压电弧放电形成的光源，这就导致了强烈的电磁辐射，尤其对医疗设备的电磁兼容性能，影响非常大；第二，每次放电形成的电弧均不一样，使得照明的稳定性不好；第三，氙气闪光灯的制作成本和专用的高压电源控制器成本都很高。第四、氙灯为全波段光源，有利于拍摄彩色图像，但对于拍摄黑白图像，为降低其他波段干扰，还需在光源前采用滤光片，将不需要波段的光滤除，造成极大的浪费。使用LED光源替代氙气灯光源，是容易想到的替代方案，但是如果直接替换，无法达到良好的照明效果。首先，LED光源与氙气灯光源发光的时间特性不同；其次，LED光源与氙气灯光源的光谱特性不同。因此，需要一种适用于LED光源的照明方法。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种用于平面流式成像技术的显微成像照明系统的照明方法，旨在实现高速显微成像的情况下，克服现有技术中氙气闪光灯的一些缺点，应用LED照明技术。为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种显微成像照明系统的照明方法，包括LED光源、曝光驱动控制器、柯勒式照明镜组、显微成像镜组、相机；所述LED光源安置于所述柯勒式照明镜组前焦点位置，所述相机安置于所述显微成像镜组的像面位置，所述柯勒式照明镜组与所述显微成像镜组光轴相重合，所述曝光驱动控制器与所述LED光源电气连接，所述曝光驱动控制器与所述相机电气连接，所述曝光驱动控制器周期性的激发所述LED光源，且周期性的控制所述相机曝光，所述LED光源激发的周期与所述相机曝光的周期相同；在一个周期内，所述LED光源激发的时间点早于所述相机曝光的时间点。优选的是，所述的曝光驱动控制器激发LED光源和控制相机曝光的周期为1/20秒到1/200秒，对应频率为20Hz-200Hz。优选的是，所述相机曝光的时间长度为1μs到12μs。优选的是，所述曝光驱动控制器在相机曝光的时间结束后，停止激发所述LED光源。优选的是，所述柯勒式照明镜组中设置滤光装置，该滤光装置设置于前镜组和后镜组之间，包括光强过滤和波长过滤。优选的是，所述柯勒式照明镜组中设置匀光装置，该匀光装置设置于前镜组和前光阑之间。优选的是，所述的LED光源为蓝色单色光源，中心波长为470nm±20nm，所述相机输出黑白信号。优选的是，所述的LED光源为绿色单色光源，中心波长为525nm±20nm，所述相机输出黑白信号。优选的是，所述的LED光源为红色单色光源，中心波长为610nm±20nm，所述相机输出黑白信号。优选的是，所述的LED光源为白色光源，其光谱曲线在450±10nm范围内存在一个波峰，在470nm±10nm范围内存在一个波谷，在610nm±20nm范围内存在一个波峰，所述相机为彩色相机，输出彩色信号。本专利技术的有益效果：降低照明系统的辐射，提高照明系统的照明稳定性，降低系统成本。附图说明图1为本专利技术的显微成像照明系统的结构示意图。图2为本专利技术的照明系统结构示意图。图3为本专利技术的显微成像照明系统的曝光驱动控制器输出的控制信号的电压-时间曲线。图4为本专利技术的显微成像照明系统的LED光源的电流-时间曲线。图5为本专利技术的显微成像照明系统的一个绿色单色光LED光源的光谱特性曲线。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。显微成像照明系统的照明方法，参照附图1所示，包括LED光源1、曝光驱动控制器5、柯勒式照明镜组2、显微成像镜组3、相机4；LED光源1安置于柯勒式照明镜组2的前焦点位置，相机4安置于显微成像镜组3的像面位置，柯勒式照明镜组2与显微成像镜组3光轴相重合，曝光驱动控制器5与LED光源1电气连接，曝光驱动控制器5与相机4电气连接，曝光驱动控制器5周期性的激发LED光源1，且周期性的控制相机4曝光，LED光源1激发的周期与相机4曝光的周期相同；在一个周期内，LED光源1激发的时间点早于相机4曝光的时间点。进一步的，曝光驱动控制器5激发LED光源和控制相机曝光的周期为1/20秒到1/200秒，对应频率为20Hz-200Hz。进一步的，相机4曝光的时间长度为1μs到12μs。进一步的，曝光驱动控制器5在相机4曝光的时间结束后，停止激发LED光源1。在平面流式细胞成像技术中，细胞在鞘液的包裹下，形成一个平面，流经成像系统的前焦平面，照明系统为细胞提供照明，成像系统拍摄流动的细胞图像。细胞体积小、对比度低，合理的照明才能使相机接收到清晰的图像；同时由于细胞流动速度快，为了使拍摄出的图像不至于出现拖尾现象，应在相机曝光时间内，细胞经显微成像系统所成的像在相机表面运动的距离小于相机感光芯片上一个像素的长度。相机曝光完成后，光信号转换成电信号进行传输，持续照明的光会对传输过程中的信号产生干扰。曝光时间越短，这种干扰越严重。平面流式技术使细胞以很快的速度通过相机靶面，相机的曝光时间则要求很短。所以在相机曝光完成后，应立即关闭光源，减小干扰。光源的开启和关闭由曝光驱动控制器5实现。当曝光驱动控制器5给出激发LED光源1的电信号后，LED光源1的亮度并不是瞬间达到最大，而是有个过程。从开始激发到亮度达到最大通常需要约500μs，即0.5ms。相机4应在LED光源1开始激发500μs之后，即在光亮度达到稳定状态时，由曝光驱动控制器控制曝光。曝光驱动控制器输出的电压控制信号参照附图3所示。LED光源的亮灭和相机曝光时间之间的关系图如附图4所示，激发LED光源的电信号启动以后，在t1时刻输出控制相机曝光的电信号，相机在t1—t2时间段内曝光，在t2位置相机曝光结束，光源在t2位置也应立即关闭，以减轻光照对图像质量的影响。照明系统由光源1和柯勒式照明镜组2组成，参照附图2所示，光源1经过前镜组201，成像在后光阑205位置，再经过后镜组206以平行光的方式射出，前光阑203经过后镜组206成像在物平面，即成像在所拍摄的细胞平面上，通过控制前光阑203的孔径大小，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种显微成像照明系统的照明方法，包括LED光源、曝光驱动控制器、柯勒式照明镜组、显微成像镜组、相机；所述LED光源安置于所述柯勒式照明镜组的前焦点位置，所述相机安置于所述显微成像镜组的像面位置，所述柯勒式照明镜组与所述显微成像镜组光轴相重合，且所述柯勒式照明镜组的照明目标面与所述显微成像镜组的物面相重合，所述曝光驱动控制器与所述LED光源电气连接，所述曝光驱动控制器与所述相机电气连接，其特征在于，所述曝光驱动控制器周期性的激发所述LED光源，且周期性的控制所述相机曝光，所述LED光源激发的周期与所述相机曝光的周期相同；在一个周期内，所述LED光源激发的起始时间点早于所述相机曝光的起始时间点。

【技术特征摘要】
1.一种显微成像照明系统的照明方法，包括LED光源、曝光驱动控制器、柯勒式照明镜组、显微成像镜组、相机；所述LED光源安置于所述柯勒式照明镜组的前焦点位置，所述相机安置于所述显微成像镜组的像面位置，所述柯勒式照明镜组与所述显微成像镜组光轴相重合，且所述柯勒式照明镜组的照明目标面与所述显微成像镜组的物面相重合，所述曝光驱动控制器与所述LED光源电气连接，所述曝光驱动控制器与所述相机电气连接，其特征在于，所述曝光驱动控制器周期性的激发所述LED光源，且周期性的控制所述相机曝光，所述LED光源激发的周期与所述相机曝光的周期相同；在一个周期内，所述LED光源激发的起始时间点早于所述相机曝光的起始时间点。2.根据权利要求1所述的显微成像照明系统的照明方法，其特征在于，所述曝光驱动控制器，激发LED光源和控制相机曝光的周期为1/20秒到1/200秒，对应频率为20Hz-200Hz。3.根据权利要求2所述的显微成像照明系统的照明方法，其特征在于，所述相机曝光的时间长度为1μs到12μs。4.根据权利要求3所述的显微成像照明系统的照明方法，其特征在于，所述曝光驱动控制器在相机曝光的时间结束后，停止...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨洪武，王峰，刘磊，刘博通，牛振兴，
申请(专利权)人：深圳小孚医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44