CN104075978A - 粒子分析装置及粒子分析装置用光学系统和透镜 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种粒子分析装置，包括：供含有粒子的试样流动的流动室、将来自光源的光照射到所述流动室的流路的照射光学系统、以及接受来自流路的光的受光光学系统，其中受光光学系统具有：至少包括一个用于聚集来自流经流路的粒子的前向散射光的聚光透镜的聚光透镜系统、用于接受由聚光透镜系统聚集的前向散射光的受光部件、以及配置于聚光透镜系统和受光部件之间的光路且用于遮挡来自光源的直射光的光束制止器，其中，至少一个聚光透镜具有非球面的透镜面，在聚光透镜系统中，通过包括光轴在内的中央区域的前向散射光的焦距比通过中央区域外侧的外围区域的前向散射光的焦距长。本发明提供还提供一种粒子分析装置用光学系统和透镜。
Description
技术领域
本发明涉及一种光照含有粒子的液流并对粒子进行分析的粒子分析装置、用于该粒子分析装置的光学系统、以及在粒子分析装置中将粒子发出的光聚集于受光部件的透镜。
背景技术
运用光学式流式细胞仪的粒子分析装置早已为人所知。在这种粒子分析装置中，血液等含有受检粒子的试样流经流动室，用光源发出的光照射其流路。然后用受光光学系统检测各粒子发出的光，根据检测到的光对粒子进行分类和计数。
从光源向流动室照射光后，光会因为流经流动室的粒子而散射。散射的光中向前方散射的光（前向散射光）被聚光透镜聚集于光检测器的受光面。这种前向散射光用于检测粒子的大小和形态信息等特征量。
要用光检测器检测出前向散射光就需要除去透过了流动室的光源的直射光。为此，受光光学系统中要配置用于遮挡直射光的光束制止器（beam stopper）。在日本专利申请公报No. H02-304332中，光束制止器配置在聚光透镜与光检测器之间的光路中。
如此配备光束制止器的话，除了直射光以外，前向散射光的一部分也会被光束制止器除去。因此，人们希望尽量减少被光束制止器除去的前向散射光的量。
发明内容
本发明的范围仅由后附权利要求所定，在任何程度上都不受本说明书陈述所限。
本发明提供：
（1）一种粒子分析装置，包括：
光源；供含有粒子的试样流动的流动室；将来自所述光源的光照射到所述流动室的流路的照射光学系统；及接受来自所述流路的光的受光光学系统；其中，所述受光光学系统包括：聚光透镜系统，包括至少一个用于聚集来自流经所述流路的粒子的前向散射光的聚光透镜；受光部件，用于接受由所述聚光透镜系统聚集的所述前向散射光；及光束制止器，配置于所述聚光透镜系统和所述受光部件之间的光路上，用于遮挡来自所述光源的直射光；其中，所述至少一个聚光透镜具有非球面的透镜面，在所述聚光透镜系统中，通过包括光轴在内的中央区域的前向散射光的焦距比通过所述中央区域外侧的外围区域的前向散射光的焦距长；
（2）根据（1）所述的粒子分析装置，其特征在于：所述聚光透镜系统将通过所述外围区域的所述前向散射光会聚于一定的焦点位置，将通过所述中央区域的所述前向散射光转换为平行光或扩散光；
（3）根据（1）所述的粒子分析装置，其特征在于：所述聚光透镜系统中央部分的焦距比外围部分的焦距长，所述聚光透镜系统是一个具有非球面透镜面的聚光透镜；
（4）根据（1）所述的粒子分析装置，其特征在于：所述非球面透镜面在所述外围区域中越向外侧曲率越大，且在所述中央区域中的曲率小于所述外围区域；
（5）根据（4）所述的粒子分析装置，其特征在于：所述非球面透镜面在从所述聚光透镜系统的光轴起到一定距离为止的区域内的曲率基本是一定的；
（6）根据（1）所述的粒子分析装置，其特征在于：所述至少一个聚光透镜是塑料透镜；
（7）一种粒子分析装置用光学系统，其具有：将来自光源的光照射到含有粒子的试样流经的流动室的流路的照射系统；接受来自所述流动室的光的受光系统；其中，所述受光系统具有：聚光透镜系统，包括至少一个用于聚集来自流经所述流路的粒子的前向散射光的聚光透镜；受光部件，用于接受由所述聚光透镜系统聚集的所述前向散射光；及光束制止器，配置于所述聚光透镜系统和所述受光部件之间的光路上，用于遮挡来自所述光源的直射光，其中，所述至少一个聚光透镜具有非球面的透镜面，在所述聚光透镜系统中，通过包括光轴在内的中央区域的前向散射光的焦距比通过中央区域外侧的外围区域的前向散射光的焦距长；
（8）根据（7）所述的粒子分析装置用光学系统，其特征在于：所述聚光透镜系统将通过所述外围区域的所述前向散射光会聚于一定的焦点位置，将通过所述中央区域的所述前向散射光转换为平行光或扩散光；
（9）根据（7）所述的粒子分析装置用光学系统，其特征在于：所述聚光透镜系统的中央部分的焦距比外围部分的焦距长，所述聚光透镜系统是一个具有非球面的透镜面的聚光透镜；
（10）根据（7）所述的粒子分析装置用光学系统，其特征在于：所述非球面的透镜面在所述外围区域越向外侧曲率越大，且在所述中央区域的曲率小于所述外围区域；
（11）根据（10）所述的粒子分析装置用光学系统，其特征在于：所述非球面的透镜面在从所述聚光透镜系统的光轴起到一定距离为止的区域内的曲率基本是一定的；
（12）根据（7）所述的粒子分析装置用光学系统，其特征在于：所述至少一个聚光透镜是塑料透镜；
（13）一种通过光照流动室的流路来将流经所述流路的粒子产生的前向散射光聚集于光检测器的受光面的粒子分析装置用透镜，其特征在于：
该粒子分析装置用透镜具有非球面的透镜面，
中央部分的焦距比外围部分的焦距长；
（14）根据（13）所述的粒子分析装置用透镜，其特征在于：所述非球面的透镜面在所述外围部分越向外侧曲率越大，且在所述中央部分的曲率比所述外围部分小；
（15）根据（14）所述的粒子分析装置用透镜，其特征在于：所述非球面的透镜面在从该透镜的光轴起到一定距离为止的区域内的曲率基本是一定的；
（16）根据（13）所述的粒子分析装置用透镜，其特征在于：所述透镜由塑料透镜构成。
在上述（1）的结构中，使聚光透镜系统中通过包括光轴在内的中央区域的前向散射光的焦距比通过中央区域外侧的外围区域的前向散射光的焦距长，与聚光透镜系统中通过中央区域的前向散射光的焦距与通过外围区域的前向散射光的焦距一致的情况相比，本结构中，通过聚光透镜系统光轴附近后的光线（前向散射光）的行进方向偏离光轴。因此，通过光轴附近的光线（前向散射光）很难碰到光束制止器，能够减少光束制止器除去的前向散射光的量。
在上述（2）的结构中，通过了光轴附近的光线（前向散射光）更加难以碰到光束制止器，能够进一步有效地减少被光束制止器除去的前向散射光的量。
在上述（3）的结构中，用一个聚光透镜就能减少被光束制止器除去的前向散射光的量，因此能够降低成本。
上述（6）的结构能够降低聚光透镜的生产成本。
在上述（7）的结构中，通过光轴附近的光线（前向散射光）将更加难以碰到光束制止器，能够减少光束制止器除去的前向散射光的量。
附图说明
图1为实施方式中的血细胞分析装置的外观斜视图；
图2为实施方式中的测定单元的结构示意图；
图3为实施方式中的光学检测器的平面结构示意图；
图4为实施方式中的前向聚光透镜的结构图；
图5为实施例中的光照光学系统与前向散射光受光光学系统的结构图；
图6为实施例中的前向聚光透镜的入射面与射出面的曲率图；
图7为实施例中的前向散射光受光光学系统的受光状态图；
图8为比较例中的光照光学系统与前向散射光受光光学系统的结构图；
图9为比较例中的前向聚光透镜的聚光状态与射出面曲率的示图；
图10为实施例和比较例中的前向聚光透镜的后焦距（back focus）和使用实施例中的前向聚光透镜时的遮光角的示图；
图11为使用比较例和实施例中的前向聚光透镜时光束制止器的前向散射光遮光状态示图；
图12为变更例中的前向散射光受光光学系统的受光状态图。
优选实施方式
下面参照附图就本发明的优选实施方式进行具体说明。
本实施方式中，将本发明用于对血液进行相关检查和分析的血细胞分析装置及其光照光学系统中。下面参照附图就本实施方式中的血细胞分析装置进行说明。
图1为本实施方式中的血细胞分析装置1的外观斜视图。
血细胞分析装置1是一种检测血液样本中所含有的白细胞、红细胞和血小板等，并对各种血细胞进行计数的多项目血细胞分析装置。血细胞分析装置1具有测定单元2、配置在测定单元2前面的运送单元3、以及信息处理单元4。采自患者的末梢血—即血液样本装入样本容器（采血管）T中。多个样本容器T由样本架L支撑，此样本架L由运送单元3运送，血液样本供应给测定单元2。
信息处理单元4具有显示部件41和输入部件42，且与测定单元2、运送单元3及主计算机5（参照图2）进行了可通信连接。信息处理单元4控制测定单元2和运送单元3的运行，根据测定单元2的测定结果进行分析，将分析结果传送至主计算机5（参照图2）。信息处理单元4由个人计算机构成。
图2为测定单元2的结构示意图。
测定单元2具有手部件21、样本容器放置部件22、条形码单元23、样本吸移部件24、试样制备部件25、检测部件26。样本吸移部件24有穿刺针24a，从样本容器T中吸移样本。试样制备部件25有混合室MC和加热器H，通过将试剂混入样本中来制备测定用测定试样。检测部件26有光学检测器D，且从测定试样检测出血细胞。测定单元2的各部件受信息处理单元4的控制。
被运送单元3置于位置P1的样本容器T由手部件21夹持着从样本架L向上抽出。然后，手部件21摇动，由此搅拌样本容器T内的样本。搅拌结束后的样本容器T由手部件21放入被置于位置P1的样本容器放置部件22。然后，此样本容器T由样本容器放置部件22运送至位置P2。
样本容器T置于位置P2后，设置在位置P2附近的条形码单元23从贴在样本容器T上的条形码标签读取样本号。然后，此样本容器T由样本容器放置部件22运送至位置P3。样本容器T置于位置P3后，由样本吸移部件24通过穿刺针24a从样本容器T吸移一定量样本。样本吸移作业完成后，此样本容器T由样本容器放置部件22向前方运送，并由手部件21将其送回原来的样本架L的支撑位置。至于通过穿刺针24a吸移的样本，在穿刺针24a移到混合室MC的位置后，由样本吸移部件24向混合室MC排出一定量该样本。
试样制备部件25通过管子连接着装第一试剂的试剂容器251、装第二试剂的试剂容器252、以及装鞘液（稀释液）的试剂容器253。此外，试样制备部件25还连接着压缩器（无图示），并能够利用该压缩器产生的压力从试剂容器251~253分别获取试剂。试样制备部件25在混合室MC内混合血液样本和试剂，并用加热器H加热此混合液一定时间，制备测定试样。试样制备部件25制备的测定试样供应到检测部件26的光学检测器D。
检测部件26通过管子连接着装鞘液（稀释液）的试剂容器253。检测部件26还连接着压缩器（无图示），且能够利用该压缩器产生的压力从试剂容器253获取鞘液（稀释液）。
图3（a）为光学检测器D的结构示意图。为方便起见，图3（a）标出了相互垂直交叉的XYZ坐标轴。X轴方向为纸面上下方向、Z轴方向为纸面左右方向。图3（b）为流动室D1的结构示意图。图3（c）为光束制止器S的结构示意图。
参照图3（a），光学检测器D具有流动室D1、鞘流系统D2、光照光学系统D3、前向散射光受光光学系统D4、侧向散射光受光光学系统D5、荧光受光光学系统D6。
鞘流系统D2将处于被鞘液包被的状态下的测定试样送入流动室D1，在流动室D1内产生液流。如图3（b）所示，流动室D1有朝着细孔部件D13向上方喷射测定试样的试样吸嘴D11、鞘液供应口D12、废液口D14。细孔部件D13内形成有供测定试样流动的流路D15。
光照光学系统D3有半导体激光器101、准直透镜102、光束整形透镜103。
配置半导体激光器101时要使发光部件101a（参照图5（a））的半导体层的叠层方向与X轴方向一致。因此，从半导体激光器101发出的激光的发散角在X轴方向最大，在Y轴方向最小。半导体激光器101向Z轴正方向射出一定波长（在本实施例中为642nm）的激光。从半导体激光器101射出的激光的中心轴（光轴）与由光照光学系统D3和前向散射光受光光学系统D4构成的光学系统的光轴O一致。
准直透镜102将半导体激光器101射出的激光转换成平行光。光束整形透镜103聚集透过准直透镜102的激光。光束整形透镜103的入射面在X轴和Y轴上均有曲率，射出面仅在X轴方向有曲率。光束整形透镜103在Y轴方向会聚激光，并使其聚焦于流动室D1的流路D15（参照图3（b））的位置上，此外，在X轴方向使激光会聚，并使其聚焦于流路D15前面（Z轴负方向侧）的位置上。因此，光束整形透镜103在X轴方向会聚的光在从聚焦位置到达流路D15的位置处之前略微变宽。因此，如图3（b）所示，在X轴方向呈细长形状的激光光束照射到流路D15。
前向散射光受光光学系统D4有前向聚光透镜201、光束制止器S、针孔202和光电二极管203。从流动室D1射向前方（Z轴正方向）的散射光（前向散射光）由前向聚光透镜201聚集于针孔202的位置，然后，该光透过针孔202并被光电二极管203接收。光电二极管203输出与收到的前向散射光强度相应的电信号（前向散射光信号）。
照射到流动室D1的激光中，未被粒子（血细胞等）散射的、透过了流动室D1的激光（以下称“直射光”）被前向聚光透镜201聚集于光束制止器S上。光束制止器S由不透光的薄板状材料构成。如图3（c）所示，光束制止器S有半圆形的开口S1、S2、以及形成于这些开口S1、S2之间的遮光部件S3。遮光部件S3的X轴方向的宽度W1是一定的。直射光被聚集于此遮光部件S3上。如上所述，光束整形透镜103会聚激光，且使得X轴方向的激光的焦点位置比Y轴方向上的激光的焦点位置靠前（Z轴负方向侧）。因此，直射光被前向聚光透镜201聚集，且使得X轴方向的焦点位置比Y轴方向上的焦点位置靠前（Z轴负方向侧）。配置光束制止器S时要使得入射面位于直射光的X轴方向的焦点位置。因此，如图3（c）所示，直射光以Y轴方向较长的光束状照射到遮光部件S3上。
来自流动室D1的前向散射光的大部分通过光束制止器S的开口S1、S2，一部分被遮光部件S3遮挡。遮光部件S3的前向散射光遮光量取决于遮光部件S3的宽度W1。因此，遮光部件S3的宽度W1最好设为尽可能小的数值。然而，遮光部件S3需要能够确实遮挡直射光，且必须正确地确保遮光部件S3的加工精度。为此，缩小遮光部件S3的宽度W1时会有一定的限度。通常，宽度W1设定为直射光的X轴方向的宽度的10倍左右。
侧向散射光受光光学系统D5具有侧向聚光透镜D51、分色镜D52、光电二极管D53。从流动室D1射向侧面（X轴正方向）的散射光（侧向散射光）被侧向聚光透镜D51聚集，在分色镜D52经过反射后，由光电二极管D53接收。光电二极管D53输出与收到的侧向散射光强度相应的电信号（侧向散射光信号）。
荧光受光光学系统D6具有分光过滤器D61和雪崩光电二极管D62。从流动室D1射向侧面（X轴正方向）的荧光被侧向聚光透镜D51聚集，在通过分色镜D52后，射向分光过滤器D61，之后由雪崩光电二极管D62接受。雪崩光电二极管D62输出与收到的荧光强度相应的电信号（荧光信号）。
返回图2，光学检测器D获取的前向散射光信号、侧向散射光信号和荧光信号传送至信息处理单元4。信息处理单元4根据收到的这些信号进行分析。
在图3（a）所示光学系统中，前向聚光透镜201将通过了中央部分的前向散射光转换为略呈平行光的光，并会聚通过了外围部分的前向散射光。更详细地说，前向聚光透镜201将通过了从前向聚光透镜201的光轴起到一定距离为止的区域的前向散射光转换为略呈平行光的光，并会聚通过这一区域外侧的区域的前向散射光。针孔202的孔直径设定为略大于通过中央部分的略呈平行光的前向散射光的光束直径的数值。
如此结构的前向聚光透镜201能够减少光束制止器S除去的前向散射光的量。
下面，举例说明具有如此结构的前向聚光透镜201的光学系统的具体结构例（实施例），并说明其效果。
（实施例）
图4（a）~（c）为前向聚光透镜201的结构图。图4（a）为从入射面r1看到的前向聚光透镜201的示图，图4（b）为前向聚光透镜201的侧视图，图4（c）为从射出面r2看到的前向聚光透镜201的示图。
前向聚光透镜201的入射面r1具有圆形的透镜部件201a，且在透镜部件201a外侧有平坦部件201b。前向聚光透镜201的射出面r2有圆形的透镜部件201c，且在透镜部件201c外侧有平坦部件201d和倾斜部件201e。在本实施例中，前向聚光透镜201由塑料材料制成。
图5为本实施例中包括光照光学系统D3和前向散射光受光光学系统D4的一部分的光学系统的结构图。
在本实施例中，为了调整激光对流动室D1的照射位置，配置了透明的光路调整件104。光路调整件104有垂直于Z轴的入射面和射出面。使光路调整件104向平行于X—Z平面的方向或平行于Y—Z平面的方向倾斜，由此就能使激光照射流动室D1的照射位置向X轴方向或Y轴方向变化。此光路调整件104可以适当省略。
在图5（a）的图示中，为方便说明，流动室D1的流路D15平行于X轴方向，但实际上流动室D1的流路D15与Y轴方向平行。此外，图5还显示了半导体激光器101的发光部件101a和射出窗101b。
图6（a）、（b）分别为前向聚光透镜201的入射面r1和射出面r2的曲率图。图6（a）、（b）分别在下半部分显示曲率，上半部分所显示的前向聚光透镜201的区域与下半部分所显示的曲率的区域相互对应。图6（a）、（b）下半部分所显示的图表的横轴为从前向聚光透镜201的光轴（中心）到X轴方向的距离（mm），X轴正方向的距离用正表示，X轴负方向的距离用负显示。图6（a）、（b）下半部分所示图表的纵轴为曲率（曲率半径r的倒数）。图6（a）用正表示入射面r1的突出方向的曲率，图6（b）用负表示射出面r2的突出方向的曲率。因此，在图6（b），负值的绝对值越大，突出方向的曲率越大。图6（a）、（b）下半部分显示了X轴方向的曲率，光轴周围的其他方向的曲率也与图6（a）、（b）下半部分所示曲率相同。
在图6（a），A11为入射面r1的有效直径，A12为聚光的对象—即前向散射光的入射区域（以下称“聚光区域”）。在图6（b），A21为射出面r2的有效直径，A22为聚光的对象—即前向散射光的入射区域（以下称“聚光区域”）。
参照图6（a），入射面r1在光轴（中心）位置的曲率最大，在聚光区域A12，曲率随着X轴方向的位置离光轴越来越远而逐渐变小。入射面r1具有曲率随X轴方向的位置离开光轴而单调变化的非球面形状。
参照图6（b），射出面r2在光轴附近的曲率小，在聚光区域A22外围部分的曲率增大。此外，射出面r2在光轴附近的区域A24处曲率无变化，当X轴方向的位置超过区域A24时，曲率逐渐增大。如此，入射面r1具有曲率随X轴方向的位置而出现多样变化的非曲面形状。
在本实施例中，前向聚光透镜201的厚度（光轴上从入射面r1到射出面r2的距离）设定为2.410（mm）。前向聚光透镜201比如由APEL5014DP（塑料）构成，其折射率为1.54。
在如此结构中，入射到图6（a）的聚光区域A12的前向散射光中，通过图6（b）的区域A23的前向散射光以平行光或扩散光的状态从射出面r2射出。在此，区域A23的界限在距光轴的距离约为0.5 mm的位置处，通过此位置的前向散射光的光线与光轴平行（平行光）。通过区域A23的界限的内侧区域的前向散射光为比平行光略为扩散的扩散光。通过区域A23的界限的外侧区域的前向散射光为会聚光。
图7（a）为前向聚光透镜201聚集的前向散射光的状态示图，图7（b）为光电二极管203附近的放大图，图7（c）为Z轴正方向看光电二极管203时前向散射光相对于光电二极管203的受光面的照射状态的示图。
如图7（a）、（b）所示，在本实施例中，如上所述地设计了前向聚光透镜201，因此，前向聚光透镜201聚集的前向散射光不会会聚于一点，而通过中央部分的前向散射光成为基本为平行光的光线。因此，前向散射光在保持一定光束宽度的状态下入射到光电二极管203。针孔202的孔径略大于前向散射光的光束宽度。如图7（c）所示，前向散射光以在光电二极管203的受光面上发生某种程度的发散的状态照射到受光面。
在本实施例中采用了这种前向聚光透镜201，因此能够减少光束制止器S除去的前向散射光的量。下面与比较例进行对比并说明本实施例的上述效果。
图8为比较例中的光学系统的结构图。
在比较例中，前向聚光透镜201’为将前向散射光会聚于一点的非球面透镜。
图9（a）为采用比较例中的前向聚光透镜201’时的前向散射光的聚光状态图，图9（b）为前向聚光透镜201’的射出面r0的曲率示图。在图9（b）中，与图6（b）同样地，关于纵轴所表示的曲率，负值的绝对值越大则突出方向的曲率越大。
如图9（b）所示，比较例中的前向聚光透镜201’的射出面r0在光轴（中心）位置处曲率最大，随着X轴方向的位置距光轴渐远，曲率逐渐变小。即，射出面r0具有曲率随X轴方向的位置离开光轴而单调变化的非球面形状。
如图9（a）所示，采用比较例中的前向聚光透镜201’时，通过光轴附近的前向散射光也会被会聚。
图10（a）、（b）为实施例中的前向聚光透镜201与比较例中的前向聚光透镜201’的后焦距图。
参照图10（a），本实施例中的前向聚光透镜201的入射面r1和射出面r2具有上述结构，因此，在光轴附近行进的低角度光线（近轴光线）L1的后焦距Bf1比在最外围附近行进的广角的光线（边缘光线）L2的后焦距Bf2长。与此相对，在比较例中的前向聚光透镜201’中，在光轴附近行进的低角度的近轴光线L1、以及在最外围附近行进的广角的边缘光线L2基本会聚于同一位置，后焦距Bf0在所有光线中基本相同。
图11（a）为使用比较例中的前向聚光透镜201’时通过光束制止器S的遮光部件S3的边缘附近的光线的示图，图11（b）为采用本实施例中的前向聚光透镜201时通过光束制止器S的遮光部件S3的边缘附近的光线的示图。
如图11（a）所示，在比较例的前向聚光透镜201’中，如上所述，通过光轴附近的前向散射光会被会聚，因此，通过光轴附近的光线易于碰到遮光部件S3的边缘部分。与此相对，在本实施例的前向聚光透镜201中，如上所述，通过光轴附近的前向散射光为平行光或发散光，因此，如图11（b）所示，通过光轴附近的光线难以碰到遮光部件S3的边缘部分。根据本发明申请人的模拟实验，在比较例的情况下，通过遮光部件S3的边缘附近的光线的会聚角度（相对于光轴O的倾斜角）为几度左右。而在实施例的情况下，通过遮光部件S3的边缘附近的光线的发散角度（相对于光轴O的倾斜角）为0.1度左右。
如此，使用本实施例中的前向聚光透镜201时，通过光轴附近的前向散射光为平行光或扩散光，与比较例相比，被遮光部件S3的边缘部分遮挡的前向散射光的光线量减少。
图10（c）用相对于光轴O的前向散射光的X轴方向的倾斜角（以下称“遮光角”）θs表示了遮光部件S3遮挡的前向散射光的范围。
遮光角θs被定义为通过遮光部件S3的X轴方向边缘（最边缘部分）的光线Ls与光轴O构成的角。光轴O通过遮光部件S3的中心时，流路D15产生的前向散射光光线中，相对于光轴O的X轴正负方向的倾斜角在遮光角θs范围内的光线射入遮光部件S3，并被遮光部件S3遮光。因此，遮光角θs可以用作评价被遮光部件S3遮挡的前向散射光的光量的指标。本发明申请人通过模拟实验求出了采用本实施例中的前向聚光透镜201时的遮光角θs、以及使用比较例中的前向聚光透镜201’时的遮光角θs。在此模拟实验中，遮光部件S3的X轴方向宽度W1（参照图3（c））设定为0.2mm。模拟实验结果如下：
表1
| 遮光角θs（实施例） | 2.01° |
| 遮光角θs（比较例） | 2.69° |
由此模拟结果可知，与采用比较例中的前向聚光透镜201相比，采用本实施例中的前向聚光透镜201时，遮光角θs会小一些。因此，本实施例与比较例相比，能够大大减少遮光部件S3遮挡的前向散射光的光量。
如上所述，在本实施例中，关于前向聚光透镜201的结构，使中央部分的焦距比外围部分的焦距长，因此，与比较例相比，即与在前向聚光透镜201’的结构中使中央部分的焦距与外围部分的焦距一致的情况相比，通过前向聚光透镜201的光轴附近后的光线（前向散射光）的行进方向偏离光轴O。因此，与比较例相比，通过光轴附近的光线（前向散射光）很难碰到光束制止器S的遮光部件S3，能够减少被光束制止器S除去的前向散射光的量。从而能够接受到以往所无法接收的低角度散射光。低角度散射光比高角度散射光的强度高，能够如上所述地接受到低角度的散射光的话，就能进一步提高分析粒子的精度。此外，使用本实施例中的前向聚光透镜201能够轻松接收到低角度的散射光，从而也便于调整用于接受低角度散射光的光学系统。此外，即使扩大光束制止器S的遮光部件S3的宽度，也能防止被遮光部件S3遮挡的前向散射光的量增大。因此，能够通过扩大遮光部件S3的宽度来减少光束制止器S的加工误差，防止出现尺寸的差异。此外，通过扩大遮光部件S3的宽度，还能够更切实地遮挡来自光源的直射光，同时还能轻松地调整相对于对激光光轴的位置。
在本实施例中，前向聚光透镜201由塑料制成，因此还能够达到降低前向聚光透镜201的生产成本的效果。
以上就本发明的实施方式和实施例进行了说明，但本发明的实施方式不限于此。
比如，上述实施例中，对前向聚光透镜201进行设计，以使得通过图6（b）的区域A23界限附近的前向散射光为平行光，从区域A23的界限内侧通过的前向散射光略有扩散，但前向聚光透镜201的设计不限于此。比如也可以将前向聚光透镜201设计为：从区域A23内通过的前向散射光全部为平行光，或者将前向聚光透镜201设计为：光轴附近的前向散射光从平行光状态起略为会聚。关于在前向聚光透镜201中如何设定将前向散射光转换为基本呈平行光的光线的区域、以及在该区域中如何设定前向散射光的状态这两个问题，可以在考虑有效减少射入光束制止器S的遮光部件S3的前向散射光的量、以及切实用遮光部件S3除去直射光这两个因素的基础上适当设定。
在上述实施例的示例中，通过一枚前向聚光透镜201，将来自流经流动室D1的粒子的前向散射光聚光于光电二极管203，但本发明不限于此。也可以用多个聚光透镜将前向散射光聚光于光电二极管203。比如，可以如图12变形例所示，在所采用的聚光透镜系统中，在流动室一侧配置球面透镜301，以便将来自粒子的前向散射光转换成基本与光轴平行的平行光，在光束制止器S一侧配置非球面透镜302，以使得通过球面透镜301的前向散射光中高角度（外侧）的前向散射光比低角度（内侧）的前向散射光更为会聚。比如，非球面透镜302让低角度（内侧）的前向散射光以基本为平行光的状态通过，并使高角度（外侧）的前向散射光会聚。或者，非球面透镜302还可以使低角度（内侧）的前向散射光略微会聚或略微扩散。通过如此结构也能防止来自粒子的低角度的前向散射光被光束制止器S遮光。
此外，本发明不限于此变更例，比如也可以使用如下配置的聚光透镜系统：在流动室一侧配置将来自粒子的前向散射光会聚于光轴上的一点的第一非球面透镜，在光束制止器S一侧配置将通过此第一非球面透镜的前向散射光中低角度的前向散射光转换为基本平行于光轴的平行光或扩散光的第二非球面透镜。还可以采用如下配置的聚光透镜系统：在流动室一侧配置具有与前向聚光透镜201的入射面r1相同的曲率的透镜面的第一非球面透镜，在光束制止器S一侧配置具有与前向聚光透镜201的射出面r2相同的曲率的透镜面的第二非球面透镜。此外，这些变形例中的聚光透镜系统所包含的各透镜也可以由塑料材料构成。
在上述实施例中，前向聚光透镜201由塑料材料构成，但不限于此，前向聚光透镜201也可以由玻璃等其他材料构成。
在上述实施例中，光束制止器S配置于直射光在X轴方向上聚焦的位置处，但光束制止器S也可以配置于直射光在Y轴方向聚焦的位置处。此时，配置光束制止器S时要使得遮光部件S3的长边方向与Y轴方向平行。
此外，光源也可以使用半导体激光器101以外的光源。此外，本发明也可适当用于血细胞分析装置以外的粒子分析装置和其他装置。
本发明的实施方式在权利要求所示技术思想的范围内可以有各种适当变更。
Claims (16)
1. 一种粒子分析装置，包括：
光源；
供含有粒子的试样流动的流动室；
将来自所述光源的光照射到所述流动室的流路的照射光学系统；以及
接受来自所述流路的光的受光光学系统；
其中，所述受光光学系统包括：
聚光透镜系统，包括至少一个用于聚集来自流经所述流路的粒子的前向散射光的聚光透镜；
受光部件，用于接受由所述聚光透镜系统聚集的所述前向散射光；以及
光束制止器，配置于所述聚光透镜系统和所述受光部件之间的光路上，用于遮挡来自所述光源的直射光；
其中，所述至少一个聚光透镜具有非球面的透镜面，在所述聚光透镜系统中，通过包括光轴在内的中央区域的前向散射光的焦距比通过所述中央区域外侧的外围区域的前向散射光的焦距长。
2.根据权利要求1所述的粒子分析装置，其特征在于：
所述聚光透镜系统将通过所述外围区域的所述前向散射光会聚于一定的焦点位置，将通过所述中央区域的所述前向散射光转换为平行光或扩散光。
3.根据权利要求1所述的粒子分析装置，其特征在于：
所述聚光透镜系统中央部分的焦距比外围部分的焦距长，所述聚光透镜系统是一个具有非球面透镜面的聚光透镜。
4.根据权利要求1所述的粒子分析装置，其特征在于：
所述非球面的透镜面在所述外围区域中越向外侧曲率越大，且在所述中央区域中的曲率小于所述外围区域。
5.根据权利要求4所述的粒子分析装置，其特征在于：
所述非球面的透镜面在从所述聚光透镜系统的光轴起到一定距离为止的区域内的曲率基本是一定的。
6.根据权利要求1所述的粒子分析装置，其特征在于：
所述至少一个聚光透镜是塑料透镜。
7.一种粒子分析装置用光学系统，包括：
将来自光源的光照射到含有粒子的试样流经的流动室的流路的照射系统；
接受来自所述流动室的光的受光系统；
其中，所述受光系统包括：
聚光透镜系统，包括至少一个用于聚集来自流经所述流路的粒子的前向散射光的聚光透镜；
受光部件，用于接受由所述聚光透镜系统聚集的所述前向散射光；以及
光束制止器，配置于所述聚光透镜系统和所述受光部件之间的光路上，用于遮挡来自所述光源的直射光；
其中，所述至少一个聚光透镜具有非球面的透镜面，在所述聚光透镜系统中，通过包括光轴在内的中央区域的前向散射光的焦距比通过中央区域外侧的外围区域的前向散射光的焦距长。
8.根据权利要求7所述的粒子分析装置用光学系统，其特征在于：
所述聚光透镜系统将通过所述外围区域的所述前向散射光会聚于一定的焦点位置，将通过所述中央区域的所述前向散射光转换为平行光或扩散光。
9.根据权利要求7所述的粒子分析装置用光学系统，其特征在于：
所述聚光透镜系统的中央部分的焦距比外围部分的焦距长，所述聚光透镜系统是一个具有非球面的透镜面的聚光透镜。
10.根据权利要求7所述的粒子分析装置用光学系统，其特征在于：
所述非球面的透镜面在所述外围区域越向外侧曲率越大，且在所述中央区域的曲率小于所述外围区域。
11.根据权利要求10所述的粒子分析装置用光学系统，其特征在于：
所述非球面的透镜面在从所述聚光透镜系统的光轴起到一定距离为止的区域内的曲率基本是一定的。
12.根据权利要求7所述的粒子分析装置用光学系统，其特征在于：
所述至少一个聚光透镜是塑料透镜。
13.一种通过光照流动室的流路来将流经所述流路的粒子产生的前向散射光聚集于光检测器的受光面的粒子分析装置用透镜，其特征在于：
所述粒子分析装置用透镜具有非球面的透镜面，且中央部分的焦距比外围部分的焦距长。
14.根据权利要求13所述的粒子分析装置用透镜，其特征在于：
所述非球面的透镜面在所述外围部分越向外侧曲率越大，且在所述中央部分的曲率比所述外围部分小。
15.根据权利要求14所述的粒子分析装置用透镜，其特征在于：
所述非球面的透镜面在从该透镜的光轴起到一定距离为止的区域内的曲率基本是一定的。
16.根据权利要求13所述的粒子分析装置用透镜，其特征在于：
所述透镜由塑料透镜构成。
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