本申请涉及荧光显微技术领域，具体地，涉及一种荧光显微光学系统的视觉背景装置，荧光显微光学系统和荧光染色细胞扫描及分析系统。
背景技术：
荧光染色细胞扫描及分析系统中传统的荧光显微光学系统采用无源荧光衬板来作为被观测物的视觉背景，即无源荧光衬板作为荧光显微光学系统的视觉背景装置。原理如图1所示，透过物镜10的激发光11激发被观测物20产生荧光，物镜10通过对荧光的探测实现各种生物的研究，其中，物镜10是落射式荧光显微镜物镜。为识别出被观测物的边缘，通常在被观测物后方设置一块无源荧光衬板30，无源荧光衬板30上有荧光颗粒，其发射出的荧光可作为照亮被观测物20的视觉背景光源。无源荧光衬板30会对激发光11进行反射，产生反光现象，显微成像时在被观测物表面会产生光晕，降低荧光显微成像的质量。
因此，荧光显微光学系统的视觉背景装置对激发光进行反射，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荧光显微光学系统的视觉背景装置，荧光显微光学系统和荧光染色细胞扫描及分析系统，以解决荧光显微光学系统的视觉背景装置对激发光进行反射的技术问题。
本申请实施例提供了一种荧光显微光学系统的视觉背景装置，用于荧光染色细胞扫描及分析系统。所述视觉背景装置的其中一侧能够提供荧光作为被观测物的背景光，且所述视觉背景装置能够提供荧光的一侧具有非反射区域，所述非反射区域对激发光进行穿过或吸收；
其中，所述非反射区域用于朝向所述荧光显微光学系统的物镜以减少所述视觉背景装置对激发光的反射，所述激发光是透过所述荧光显微光学系统的物镜的激发光。
本申请实施例还提供一种荧光显微光学系统，包括上述视觉背景装置。
一种荧光染色细胞扫描及分析系统，包括上述的视觉背景装置。
一种荧光染色细胞扫描及分析系统，包括上述的荧光显微光学系统。
本申请实施例由于采用以上技术方案，具有以下技术效果：
所述视觉背景装置能够提供荧光的一侧具有非反射区域，非反射区域对激发光不进行反射，而是对激发光进行穿过或吸收。这样，由于非反射区域的存在，视觉背景装置对激发光的反射不存在或较少。与背景技术相比，本申请实施例的的荧光显微光学系统的视觉背景装置对激发光的反射较少，反光现象较小，荧光显微光学系统在显微成像时在被观测物表面不会产生光晕，提高了荧光显微成像的质量。
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为背景技术中传统的荧光显微光学系统采用无源荧光衬板来作为被观测物的视觉背景的示意图；
图2为本申请实施例的一种荧光显微光学系统的视觉背景装置的示意图；
图3为图2所示的视觉背景装置和荧光显微光学系统的物镜的示意图；
图4为本申请实施例的荧光显微光学系统的示意图；
图5为图4所示荧光显微光学系统的pwm调光装置的示意图；
图6为图5所示pwm调光装置的pwm控制器输出的脉冲电压的示意图。
附图标记说明：
背景技术中：
10物镜，11激发光，20被观测物，30无源荧光衬板；
本申请实施例中：
310非反射区域，320荧光板，321供电导线，331物镜，332被观测物，
333pwm调光装置，334滤光装置，
100led光源装置，210pwm控制器，220电压源。
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视觉背景装置，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荧光显微光学系统的视觉背景装置的示意图；图3为图2所示的视觉背景装置和荧光显微光学系统的物镜的示意图。
如图2和图3所示，本申请实施例的荧光显微光学系统的视觉背景装置，用于荧光染色细胞扫描及分析系统的荧光显微光学系统。所述视觉背景装置的其中一侧能够提供荧光作为被观测物332的背景光，且所述视觉背景装置能够提供荧光的一侧具有非反射区域310，所述非反射区域310对激发光进行穿过或吸收；
其中，所述非反射区域310用于朝向所述荧光显微光学系统的物镜以减少所述视觉背景装置对激发光的反射，所述激发光是透过所述荧光显微光学系统的物镜的激发光。
本申请实施例的荧光显微光学系统的视觉背景装置，所述视觉背景装置能够提供荧光的一侧具有非反射区域，非反射区域对激发光不进行反射，而是对激发光进行穿过或吸收。这样，由于非反射区域的存在，视觉背景装置对激发光的反射不存在或较少。与背景技术相比，本申请实施例的荧光显微光学系统的视觉背景装置对激发光的反射较少，反光现象较小，荧光显微光学系统在显微成像时在被观测物表面不会产生光晕，提高了荧光显微成像的质量。
实施中，如图2和图3所示，所述非反射区域310是贯穿所述视觉背景装置厚度方向的中空区域。
这样，中空区域作为非反射区域，激发光能够直接穿过；同时，视觉背景装置的成本也较低。
实施中，所述视觉背景装置提供荧光的一侧的外轮廓的尺寸大于所述物镜的视野的直径。
这样，所述视觉背景装置能够为整个物镜的视野范围提供荧光，提高物镜的视野的亮度。
实施中，所述视觉背景装置可以是环形或者矩形框的视觉背景装置。
这样，环形或矩形框的视觉背景装置，中空部分作为非反射区域，实体部分的一侧能够提供荧光，整个物镜的视野范围的荧光较为均匀。
实施中，作为一种可选的方式，如图2和图3所示，所述视觉背景装置包括：
两个对称设置的荧光板320，所述荧光板的其中一侧能够提供荧光，各个所述荧光板的发光侧朝向同一侧，且两个所述荧光板之间间隔设置以作为所述视觉背景装置的中空区域。
上述结构的视觉背景装置，结构简单，便于加工制造。
实施中，所述荧光板是单色光源的荧光板，各个所述荧光板通过供电导线321及电路开关与电源连接；
其中，所述电路开关用于控制所述荧光板的电源通断，以控制所述视觉背景装置的荧光的有无。
荧光板是有源的荧光板，首先，发出的荧光的强度较为稳定，荧光显微光学系统在显微成像时成像效果也能较为稳定；其次，能够灵活的控制视觉背景装置的荧光的有无，更加灵活；再次，荧光板提供荧光的波长和强度都能根据实际需要灵活选择。
实施中，如图2和图3所示，所述荧光板320是矩形的荧光板。
矩形的荧光板形状简单，便于加工制造。
实施中，如图3所示，两个所述荧光板320之间中空区域的宽度满足以下关系式：
a＞2×s×tanβ；
其中，a为两个所述荧光板之间中空区域的宽度，s为所述物镜和所述视觉背景装置之间的距离，β为透过所述物镜的激发光的发散角。
如图3所示，s＝m n，n是被观测物332到物镜的距离，m是被观测物332到所述视觉背景装置能够提供荧光的一侧的距离；或者n是与标志物到物镜的距离，m是标志物到所述视觉背景装置能够提供荧光的一侧的距离，标志物与被观测物之间的距离固定。
β为透过所述物镜的激发光的发散角，是物镜和激发光的频率决定后，β的值也就确定了。a＞2×s×tanβ的推导过程如下：
如图3所示，在△xyz中，根据几何关系，
由于yz＝s，
实施中，所述荧光板的长度c1大于所述物镜视野的直径，两个所述荧光板长边的外边缘之间的距离大于所述物镜视野的直径。
荧光板的长度和两个所述荧光板长边的外边缘之间的距离都是大于物镜视野的直径，整个物镜的视野范围的荧光较为均匀。
作为一个可选的方式，所述荧光板的长度c1比所述物镜视野的直径大1毫米。
作为一个可选的方式，所述荧光板的宽度c2大于等于0.1毫米。
实施中，所述荧光板，所述荧光显微光学系统的滤光装置和荧光相机满足以下关系式：
ε＜λ(f0)×e0＜k；
其中，f0为所述荧光板提供的荧光的频率，e0为频率为f0的荧光的能量，λ(f0)为所述荧光显微光学系统的滤光装置对频率为f0的荧光的响应率，ε为所述荧光显微光学系统的荧光相机的最小感光度，k为所述荧光显微光学系统的荧光相机的最大感光度。
λ(f0)×e0就是荧光的能量，ε＜λ(f0)×e0＜k就是表达荧光的能量在荧光相机的感光范围内。
实施例二
图4为本申请实施例的荧光显微光学系统的示意图；图5为图4所示荧光显微光学系统的pwm调光装置的示意图；图6为图5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4所示，本申请实施例的荧光显微光学系统，用于荧光染色细胞扫描及分析系统，包括实施例一所述的视觉背景装置。
实施中，如图4所示，荧光显微光学系统还包括物镜331，pwm调光装置333，滤光装置334。下面对pwm调光装置进行说明。
如图5和图6所示，pwm调光装置包括：
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，所述led光源装置100发出的光经所述荧光显微光学系统的滤光装置334后透过所述物镜331，成为激发光。
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，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6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5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。
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，
进而推导出
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。
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视觉背景装置。
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。
1.一种视觉背景装置，用于荧光染色细胞扫描及分析系统的荧光显微光学系统；其特征在于，所述视觉背景装置的其中一侧能够提供荧光作为被观测物的背景光，且所述视觉背景装置能够提供荧光的一侧具有非反射区域，所述非反射区域对激发光进行穿过或吸收；
其中，所述非反射区域用于朝向所述荧光显微光学系统的物镜以减少所述视觉背景装置对激发光的反射，所述激发光是透过所述荧光显微光学系统的物镜的激发光。
2.根据权利要求1所述的视觉背景装置，其特征在于，所述非反射区域是贯穿所述视觉背景装置厚度方向的中空区域。
3.根据权利要求2所述的视觉背景装置，其特征在于，所述视觉背景装置提供荧光的一侧的外轮廓的尺寸大于所述物镜的视野的直径。
4.根据权利要求3所述的视觉背景装置，其特征在于，所述视觉背景装置是环形或者矩形框的视觉背景装置。
5.根据权利要求3所述的视觉背景装置，其特征在于，所述视觉背景装置包括：
两个对称设置的荧光板，所述荧光板的其中一侧能够提供荧光，各个所述荧光板的发光侧朝向同一侧，且两个所述荧光板之间间隔设置以作为所述视觉背景装置的中空区域。
6.根据权利要求5所述的视觉背景装置，其特征在于，所述荧光板是单色光源的荧光板，各个所述荧光板通过供电导线及电路开关与电源连接；
其中，所述电路开关用于控制所述荧光板的电源通断，以控制所述视觉背景装置的荧光的有无。
7.根据权利要求6所述的视觉背景装置，其特征在于，所述荧光板是矩形的荧光板。
8.根据权利要求7所述的视觉背景装置，其特征在于，两个所述荧光板之间中空区域的宽度满足以下关系式：
a＞2×s×tanβ；
其中，a为两个所述荧光板之间中空区域的宽度，s为所述物镜和所述视觉背景装置之间的距离，β为透过所述物镜的激发光的发散角。
9.根据权利要求8所述的视觉背景装置，其特征在于，所述荧光板的长度大于所述物镜视野的直径，两个所述荧光板长边的外边缘之间的距离大于所述物镜视野的直径。
10.根据权利要求9所述的视觉背景装置，其特征在于，所述荧光板的长度比所述物镜视野的直径大1毫米。
11.根据权利要求10所述的视觉背景装置，其特征在于，所述荧光板的宽度大于等于0.1毫米。
12.根据权利要求11所述的视觉背景装置，其特征在于，所述荧光板，所述荧光显微光学系统的滤光装置和荧光相机满足以下关系式：
ε＜λ(f0)×e0＜k；
其中，f0为所述荧光板提供的荧光的频率，e0为频率为f0的荧光的能量，λ(f0)为所述荧光显微光学系统的滤光装置对频率为f0的荧光的响应率，ε为所述荧光显微光学系统的荧光相机的最小感光度，k为所述荧光显微光学系统的荧光相机的最大感光度。
13.一种荧光显微光学系统，用于荧光染色细胞扫描及分析系统，其特征在于，包括上述权利要求1至12任一所述的视觉背景装置。
14.根据权利要求13所述的荧光显微光学系统，其特征在于，还包括pwm调光装置，所述pwm调光装置包括：
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；所述led光源装置发出的光经所述荧光显微光学系统的滤光装置后透过所述荧光显微光学系统的物镜，成为激发光。
15.根据权利要求14所述的荧光显微光学系统，其特征在于，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。
16.根据权利要求15所述的荧光显微光学系统，其特征在于，所述电压源是恒压的电压源。
17.根据权利要求16所述的荧光显微光学系统，其特征在于，所述电压源，所述pwm控制器和所述led光源装置顺次串联。
18.根据权利要求17所述的荧光显微光学系统，其特征在于，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。
19.根据权利要求17所述的荧光显微光学系统，其特征在于，所述pwm调光装置作为所述荧光显微光学系统的调光装置，所述led光源装置在观察时间内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，且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。
20.根据权利要求19所述的荧光显微光学系统，其特征在于，所述脉冲电压的脉冲频率满足以下关系式：
f×δt＞100。
21.根据权利要求20所述的荧光显微光学系统，其特征在于，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。
22.一种荧光染色细胞扫描及分析系统，其特征在于，包括权利要求1至12任一所述的视觉背景装置。
23.一种荧光染色细胞扫描及分析系统，其特征在于，包括权利要求14至21任一所述的荧光显微光学系统。
技术总结