[發明專利]一種基因測序儀顯微物鏡的檢調焦方法與裝置

在審

• 申請號: 201711137784.2
• 申請日: 2017-11-16
• 公開（公告）號: CN109799595A
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 張鑫;宋姍姍;苗亮;喬彥峰
• 申請（專利權）人: 長光華大基因測序設備（長春）有限公司
• 主分類號: G02B7/28
• 分類號: G02B7/28;C12M1/34
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產權代理有限公司 44281
• 代理人: 廖金暉;彭家恩

1.一種基因測序儀顯微物鏡的檢調焦方法，其特征在于，包括如下步驟：

點光源發生裝置發射的照明光先后通過第一分光鏡、準直鏡和物鏡透射至基因測序芯片上反射成信號光；

信號光先后通過物鏡和準直鏡透射后，經第一分光鏡反射至第二分光鏡，第二分光鏡將信號光對半透射成第一信號光和反射成第二信號光；

所述第一信號光穿過位于所述第一信號光聚焦位置前端的焦前針孔照射至焦前光強探測器上，所述焦前光強探測器探測所述第一信號光并實時生成第一光強信號；同時，所述第二信號光穿過位于所述第二信號光聚焦位置后端的焦后針孔照射至焦后光強探測器上，所述焦后光強探測器探測所述第二信號光并實時生成第二光強信號；

主控系統獲取所述第一光強信號和第二光強信號，并計算出基因測序芯片的實時離焦量；

主控系統根據所述實時離焦量控制對焦驅動機構驅動物鏡和/或基因測序芯片移動對焦；

其中，所述焦前針孔和焦后針孔的離焦量相等。

2.如權利要求1所述的基因測序儀顯微物鏡的檢調焦方法，其特征在于，所述主控系統獲取所述第一光強信號和第二光強信號后，計算得到差動共焦光強信號，再根據差動共焦光強函數計算出基因測序芯片的實時離焦量。

3.如權利要求2所述的基因測序儀顯微物鏡的檢調焦方法，其特征在于，差動共焦光強函數的數學表達式為：

其中：

其中：λ為點光源波長，D為有效準直光束寬度，f_o為物鏡焦距，f_c為準直鏡焦距，z為基因測序芯片的離焦量，d為焦前針孔和焦后針孔的離焦量。

4.一種基因測序儀顯微物鏡的檢調焦裝置，其特征在于，包括：

點光源發生裝置，其用于發射照明光；

第一分光鏡，其傾斜安裝在所述點光源發生裝置發射的照明光的光路上，用于透射照明光和反射基因測序芯片反射的信號光；

準直鏡，其安裝在所述第一分光鏡透射的照明光的光路上，并且中心線與照明光的光軸重合；

物鏡，其安裝在所述準直鏡和基因測序芯片之間的光路上；

第二分光鏡，其傾斜安裝在所述第一分光鏡反射的信號光的光路上，用于將信號光對半透射成第一信號光和反射成第二信號光；

焦前針孔，其安裝在所述第二分光鏡透射的第一信號光聚焦位置的前端；

焦前光強探測器，其安裝在所述焦前針孔的光路后端，用于探測所述第一信號光并實時生成第一光強信號；

焦后針孔，其安裝在所述第二分光鏡反射的第二信號光聚焦位置的后端，并且所述焦前針孔和焦后針孔的離焦量相等；

焦后光強探測器，其安裝在所述焦后針孔的光路后端，用于探測所述第二信號光并實時生成第二光強信號；

對焦驅動機構，其與物鏡和/或基因測序芯片連接，用于驅動物鏡和/或基因測序芯片移動對焦；

主控系統，其分別與所述焦前光強探測器、焦后光強探測器和對焦驅動機構信號連接，用于獲取所述第一光強信號和第二光強信號及計算出基因測序芯片的實時離焦量，并根據基因測序芯片的實時離焦量控制對焦驅動機構驅動物鏡和/或基因測序芯片移動對焦。

5.如權利要求4所述的基因測序儀顯微物鏡的檢調焦裝置，其特征在于，所述點光源發生裝置包括激光器和與之耦合連接的單模光纖。

6.如權利要求5所述的基因測序儀顯微物鏡的檢調焦裝置，其特征在于，所述激光器為激光二極管。

7.如權利要求4所述的基因測序儀顯微物鏡的檢調焦裝置，其特征在于，所述主控系統包括光強采集單元、數據處理單元和伺服控制單元，所述光強采集單元用于采集所述第一光強信號和第二光強信號，所述數據處理單元用于將第一光強信號和第二光強信號計算得到差動共焦光強信號，并根據差動共焦光強函數計算出基因測序芯片的實時離焦量，所述伺服控制單元用于根據基因測序芯片的實時離焦量控制對焦驅動機構驅動物鏡和/或基因測序芯片移動對焦。

8.如權利要求4所述的基因測序儀顯微物鏡的檢調焦裝置，其特征在于，所述對焦驅動機構為壓電陶瓷位移器。