CN112697764A - 用于荧光显微检测的光学组件和荧光显微检测系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及用于荧光显微检测的光学组件以及荧光显微检测系统。光学组件包括：照明模块，包括发射用于激发样品的激发光的光源；信号收集模块，包括将来自照明模块的激发光引导至样品并将来自样品的发射光引导至成像模块的物镜；成像模块，包括对来自样品的发射光进行成像的图像传感器以及被配置为将来自物镜的发射光引导至图像传感器的管镜；以及二向色镜，设置在激发光从光源到物镜之间的光路上并且设置在发射光从物镜到管镜之间的光路上，二向色镜透射激发光和发射光中的一者并反射激发光和发射光中的另一者。物镜与管镜彼此形成无穷远共轭，并且照明模块、信号收集模块和成像模块经由机械接口可拆分地组装在一起以实现光学对准和机械构架。

Description

用于荧光显微检测的光学组件和荧光显微检测系统

技术领域

本公开涉及荧光显微检测领域。更具体地，本公开涉及一种用于荧光显微检测的光学组件和一种包含该光学组件的荧光显微检测系统。

背景技术

诸如荧光显微检测系统之类的生物样品检测与分析系统可以用于多种应用，比如DNA测序、核酸检测等基因测序应用。现有的生物样品检测与分析系统通常是高通量的，以在一些应用中满足同时需要高通量及高样品数目灵活开机性的需求。然而，对于高通量的基因测序应用(比如，二代测序)而言，通常要求生物样品检测与分析系统采用常规光学显微镜系统进行大面积扫描，这使得传统的生物样品检测与分析系统通常具有体积庞大、结构复杂、设计成本高、维护要求高等缺陷。

比如，在一些现有的生物样品检测与分析系统中，需要在光学平台中使用可调光学镜片调整架来调整光学组件以进行光学对准，这不仅导致生物样品检测与分析系统具有复杂的机械结构设计，而且导致生物样品检测与分析系统的光学调整耗时、难度高。

另外，在一些其它的生物样品检测与分析系统中，其使用的光学组件需要根据不同客户的通量要求事先进行单独的设计，并且为了确保光学组件的各部件之间的组装精度，光学组件往往采用大型生产线全自动组装工艺以诸如全体粘合的方式组装而成。这导致生物样品检测与分析系统中的光学组件往往是不可拆分的，从而导致在客户的通量要求产生变化时需要重新设计光学组件并进行整体替换。这样的缺陷导致现有的生物样品检测与分析系统中的光学组件改动耗时(改动周期一般在3-5个月)、改动费用成本高(需要重新设计并更新整个光学组件)、以及改动和生产灵活性低(仅适用于大批量生产，而不适用于具有不同通量需求的生物样品检测与分析系统的小批量生产)。

目前，对于适于小批量生产的中低通量的小型化生物样品检测与分析系统(比如，中低通量的台式机二代测序仪)具有非常强烈的需求。然而，现有的生物样品检测与分析系统由于具有上述的诸多缺陷和不足而难以简单地直接低通量化和小型化、并且难以以较低的成本进行小批量生产。

发明内容

本公开的主要目的是提供一种用于荧光显微检测的光学组件以及包含该光学组件的生物样品检测与分析系统(比如，荧光显微检测系统)，其能够克服现有的生物样品检测与分析系统中的一种或多种缺陷、适于以较低的成本进行小批量生产、结构简单、和/或具有设计灵活性。

在本公开的第一方面，提供了一种用于荧光显微检测的光学组件，所述光学组件包括：照明模块，所述照明模块包括被配置为发射用于激发样品的激发光的光源；信号收集模块，所述信号收集模块包括被配置为将来自所述照明模块的激发光引导至所述样品并将来自样品的发射光引导至成像模块的物镜；成像模块，所述成像模块包括对来自样品的所述发射光进行成像的图像传感器以及被配置为将来自所述物镜的所述发射光引导至所述图像传感器的管镜；以及二向色镜，所述二向色镜设置在所述激发光从所述光源到所述物镜之间的光路上并且设置在所述发射光从所述物镜到所述管镜之间的光路上，所述二向色镜被配置为透射所述激发光和所述发射光中的一者并反射所述激发光和所述发射光中的另一者，其中，所述物镜与所述管镜彼此形成无穷远共轭，其中，所述二向色镜是所述照明模块、所述信号收集模块和所述成像模块中的一者的一部分，并且其中，所述照明模块、所述信号收集模块和所述成像模块经由机械接口可拆分地组装在一起以实现光学对准和机械构架。

根据本公开的一个实施例，所述光学组件满足以下条件：

其中，f₁是所述物镜的焦距，NA是所述物镜的数值孔径，f₂是所述管镜的焦距，以及λ是以μm为单位的所述发射光的波长。

根据本公开的一个实施例，所述管镜的焦距被设计为5mm-100mm。

根据本公开的一个实施例，所述照明模块包括被配置为发射第一波长范围的第一激发光的第一光源和被配置为发射与所述第一波长范围不同的第二波长范围的第二激发光的第二光源，所述照明模块还包括设置在所述第一激发光从所述第一光源到所述二向色镜之间的光路上并且设置在所述第二激发光从所述第二光源到所述二向色镜之间的光路上的第二二向色镜，所述第二二向色镜被配置为透射所述第一激发光和所述第二激发光中的一者并反射所述第一激发光和所述第二激发光中的另一者。

根据本公开的一个实施例，所述照明模块还包括用于会聚所述第一激发光和所述第二激发光的会聚透镜以及用于过滤所述第一激发光和所述第二激发光的激发滤光器，所述会聚透镜和所述激发滤光器位于从所述第二二向色镜到所述二向色镜之间的光路上。

根据本公开的一个实施例，所述成像模块包括被配置为对第三波长范围的第一发射光进行成像的第一图像传感器和被配置为对与所述第三波长范围不同的第四波长范围的第二发射光进行成像的第二图像传感器，所述成像模块还包括设置在所述第一发射光从所述二向色镜到所述第一图像传感器之间的光路上并且设置在所述第二发射光从所述二向色镜到所述第二图像传感器之间的光路上的第三二向色镜，所述第三二向色镜被配置为透射所述第一发射光和所述第二发射光中的一者并反射所述第一发射光和所述第二发射光中的另一者。

根据本公开的一个实施例，所述成像模块还包括用于过滤所述第一发射光和所述第二发射光的发射滤光器，所述管镜和所述发射滤光器位于从所述二向色镜到所述第三二向色镜之间的光路上。

根据本公开的一个实施例，所述信号收集模块还包括耦接到所述物镜的对焦电机，所述对焦电机被配置为移动所述物镜以对所述样品进行聚焦。

根据本公开的一个实施例，所述照明模块包括一个或多个用于安装所述光源的光源安装座，所述光源安装座包括呈圆筒形的支撑部件，所述光源可拆分地安装在所述支撑部件中。

根据本公开的一个实施例，在所述支撑部件的与安装有所述光源的一端相反的一端安装有散热器，以对所述光源进行散热。

根据本公开的一个实施例，在所述支撑部件和所述散热器之间设置有增强导热元件，以增强所述散热器的散热效果。

根据本公开的一个实施例，所述支撑部件与所述散热器一体形成。

根据本公开的一个实施例，所述散热器包括凸缘部，所述支撑部件插入并且利用紧固元件固定在所述凸缘部中。

根据本公开的一个实施例，所述照明模块包括用于设置准直透镜的准直透镜安装座，所述光源安装座能够可拆分地连接至所述准直透镜安装座。

根据本公开的一个实施例，所述准直透镜安装座呈立方体的形状并且其内部设置有适于光线通过的贯穿通道，所述准直透镜安装座的一个或多个表面上设置有一个或多个安装凸缘，所述光源安装座的支撑部件能够插入到所述安装凸缘中而将所述光源安装座连接至所述准直透镜安装座。

根据本公开的一个实施例，所述准直透镜安装座的安装凸缘内设置有止挡台阶面，用于定位所述光源安装座的支撑部件。

根据本公开的一个实施例，所述准直透镜安装座的安装凸缘和所述光源安装座的支撑部件经由紧固元件而彼此锁定并固定。

根据本公开的一个实施例，所述准直透镜安装座的安装凸缘和所述光源安装座的支撑部件的同心度保持在1-100微米之间。

根据本公开的一个实施例，所述准直透镜安装座的一个表面设置有狭槽，第二二向色镜能够通过所述狭槽插入并定位在所述准直透镜安装座中。

根据本公开的一个实施例，所述照明模块还包括用于设置聚光透镜的聚光透镜安装座，所述聚光透镜安装座能够以与所述光源安装座相对的方式可拆分地连接至所述准直透镜安装座。

根据本公开的一个实施例，所述聚光透镜安装座包括呈圆筒形的镜筒，聚光透镜能够可拆分地安装在所述镜筒中。

根据本公开的一个实施例，所述镜筒内的光路偏差设置在1-100微米的范围内。

根据本公开的一个实施例，所述镜筒的两端设置有连接凸缘，以便于经由所述连接凸缘将所述聚光透镜安装座可拆分地连接至所述准直透镜安装座。

根据本公开的一个实施例，所述准直透镜安装座的连接表面上设置有定位元件，而所述聚光透镜安装座的连接凸缘上设置有用于供所述定位元件延伸通过的定位孔，以便于精确地定位所述聚光透镜安装座。

根据本公开的一个实施例，所述光学组件包括单独的二向色镜安装座，以安装所述二向色镜。

根据本公开的一个实施例，所述单独的二向色镜安装座的侧表面设置有狭槽，所述二向色镜能够通过所述狭槽而插入到所述单独的二向色镜安装座中。

根据本公开的一个实施例，所述单独的二向色镜安装座的顶表面设置有定位边缘，以便于精确地定位所述成像模块。

所述信号收集模块以能够沿着竖直方向上下移动的方式设置在所述单独的二向色镜安装座的下方。

根据本公开的一个实施例，所述信号收集模块包括物镜安装座，所述物镜安装座包括上表面、下表面和后表面，所述物镜安装在所述物镜安装座的下表面上，并且所述物镜安装座的后表面安装有对焦电机。

根据本公开的一个实施例，所述成像模块设置在所述单独的二向色镜安装座的上方，并且包括管镜安装座与反射镜或二向色镜安装座。

根据本公开的一个实施例，所述管镜安装座包括管镜镜筒和设置在所述管镜镜筒两端的连接凸缘，所述管镜镜筒的一个连接凸缘可拆分地固定在所述单独的二向色镜安装座上。

根据本公开的一个实施例，所述反射镜或二向色镜安装座呈立方体的形状并且包括带开口的倾斜表面，反射镜或第三二向色镜可拆分地安装在所述倾斜表面上。

根据本公开的一个实施例，所述反射镜或二向色镜安装座的一个或多个表面上设置有一个或多个图像传感器接口，所述图像传感器接口构造成标准的工业接口。

根据本公开的一个实施例，所述图像传感器接口为用于成像设备的标准C型接口。

根据本公开的一个实施例，所述样品放置在生化反应流动池中。

在本公开的第二方面，提供了一种荧光显微检测系统。所述荧光显微检测系统包括根据本公开的光学组件、和用于放置样品的流动池。

根据本公开的一个实施例，所述荧光显微检测系统还包括用于承载所述流动池的扫描平台。

根据本公开的一个实施例，所述光学组件的基准面与其固定底板的基准面之间的平行度控制在1至50微米的范围内。

根据本公开的一个实施例，所述流动池中的样品玻片的平行度控制在2至20微米的范围内，并且所述扫描平台的装载所述流动池的表面的平行度控制在1至20微米的范围内。

根据本公开的一个实施例，所述光学组件的物镜与所述流动池中的样品玻片的平行度控制在5至20微米的范围内。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得更为清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1示意性地示出了根据本公开的一个实施例的光学组件的光学布置；

图2示意性地示出了无穷远共轭光学系统的原理；

图3示意性地示出了管镜焦距与成像误差之间的关系；

图4示意性地示出了根据本公开的另一个实施例的光学组件的光学布置；

图5示意性地示出了根据本公开的又一个实施例的光学组件的光学布置；

图6示意性地示出了根据本公开的一个实施例的光学组件的机械结构；

图7示意性地示出了根据本公开的一个实施例的光学组件的照明模块的机械结构；

图8示意性地示出了根据本公开的一个实施例的光学组件的成像模块的机械结构；

图9示意性地示出了根据本公开的一个实施例的荧光显微检测系统。

注意，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在一些情况中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于理解，在附图等中所示的各结构的位置、尺寸及范围等有时不表示实际的位置、尺寸及范围等。因此，本公开并不限于附图等所公开的位置、尺寸及范围等。而且，附图不必按比例绘制，一些特征可能被放大以示出具体组件的细节。

具体实施方式

下面将参照附图来详细描述本公开的各个示例性实施例。应注意到：以下对各个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，绝不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。也就是说，本文中的结构及方法是以示例性的方式示出，来说明本公开中的结构和方法的不同实施例。然而，本领域技术人员将会理解，它们仅仅说明可以用来实施的本公开的示例性方式，而不是穷尽的方式。此外，除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

应注意，本公开所描绘的附图仅仅是示意性地示出了根据本公开的实施例的各部件的相对位置关系，并且除非另外说明，否则没有特别限制各部件的具体结构。还应注意，根据本公开的实施例可以进一步包括既没有在本文中讨论也没有在附图中示出以便避免模糊本公开的要点的附加部件。

本公开提供了一种用于荧光显微检测的光学组件以及包含该光学组件的荧光显微检测系统。根据本公开的光学组件除了其特有的光学布置之外，还摈弃了现有光学组件通常采用的一体化设计和组装理念，通过将光学组件的各部件适当分组而形成多个模块、并且根据分组而精确设计各个模块的基本恒定的机械结构(即：在用于不同通量的情况下，光学组件的各个模块的机械结构无需做显著的改动或重新设计)，从而实现了光学组件的设计灵活性以及只需简单更换相应模块中的光学部件即可组装成适用于不同通量的光学组件，从而能够以较短的改造周期和低成本实现小批量生产的目的。另外，根据本公开的光学组件抛弃了现有光学组件中所必需的光学镜片调节架，通过各个模块的恒定机械结构之间的精密连接而确保了光学精度，从而避免了手动调节光学对准等步骤、简化了操作。下面将结合附图对根据本公开的光学组件以及包含该光学组件的荧光显微检测系统进行详细描述。

首先参照图1来描述根据本公开的用于荧光显微检测的光学组件100的光学布置。如图1所示，光学组件100可以包括照明模块110、信号收集模块120和成像模块130。光学组件100可以通过向样品150照射激发光并采集由受激发的样品150发出的发射光来对样品150进行检测。作为非限制性示例，样品150例如可以是生物样品(例如，DNA序列等)，其中可能包含的目标分析物可以本身具有荧光性质或者被用荧光团进行标记。因此，在受到激发时，样品150可以发射光，样品150的发射光的波长通常不同于激发光的波长。通过检测样品150的发射光，可以对样品150中所包含的目标分析物的情况进行分析。在一些实施例中，样品150可以放在生化反应流动池中。

照明模块110可以包括被配置为发射用于激发样品150的激发光的光源111。光源111可以是任何合适的光源，只要其能够提供具有特定于样品150的激发波长的光即可。光源111例如可以是单色或多色光源，或者能够输出连续波长范围的光的宽带光源。光源111的示例包括但不限于发光二极管(LED)或激光器等。例如，光源111可以采用高亮度LED光源，在小尺寸的发光面积内有高功率输出，满足etendue设计需求，从而可以在使得照明模块小型化的同时保证足够的输出光强。例如，光源111可以被配置为提供1-10W/cm²的照明功率密度，或者可以被配置为提供2-7W/cm²的照明功率密度，或者可以被配置为提供2-4W/cm²的照明功率密度，等等。

在一些实施例中，照明模块110还可以包括透镜112，其可以被配置用于准直由光源111发射的激发光。光源111优选地位于透镜112的后焦面处。在一些实施例中，照明模块110还可以包括光阑113，其可以被配置为将来自光源111的(经透镜112准直)的激发光限制在预定光束尺寸范围内。在一些实施例中，照明模块110还可以包括激发滤光器114，其可以被配置用于过滤激发光以获得期望的激发光谱。

信号收集模块120可以包括被配置为将来自照明模块110的激发光引导至样品150并将来自样品150的发射光引导至成像模块130的物镜121。

成像模块130可以包括对来自样品150的发射光进行成像的图像传感器131以及被配置为将来自物镜121的发射光引导至图像传感器131的管镜134。在一些实施例中，样品150、物镜121、管镜134和图像传感器131可以位于一条直线上。在一些实施例中，成像模块130还可以包括反射镜133，该反射镜133可以将来自管镜134的发射光偏转到图像传感器131上，使得成像模块130的高度可以大幅减小。在一些实施例中，成像模块130还可以包括发射滤光器132，其可以被配置用于过滤发射光以排除干扰光的影响。

此外，光学组件100还可以包括二向色镜140，该二向色镜140设置在激发光从光源111到物镜121之间的光路上并且设置在发射光从物镜121到管镜134之间的光路上。二向色镜140可以根据所接收的光的波长而透射或反射所接收的光。二向色镜140可以被配置为透射激发光和发射光中的一者并反射激发光和发射光中的另一者，例如在图1所示的情况中，二向色镜140被配置为反射激发光并透射发射光。虽然在图1中，二向色镜140被示出为成像模块130的一部分，但这仅仅是示例性的而非限制性的。在根据本公开的光学组件中，二向色镜140可以是照明模块110、信号收集模块120和成像模块130中的任一者的一部分。

光学组件100的物镜121和管镜134彼此形成无穷远共轭。由物镜121和管镜134形成的无穷远共轭光学系统的放大倍数M满足关系M＝f₂/f₁＝I_h/O_h，其中f₁是物镜121的焦距，f₂是管镜134的焦距，O_h是物高，并且I_h是像高。图2示意性示出了该无穷远共轭光学系统的原理。可以看到，物镜121和管镜134的无穷远共轭设计提供了物镜121和管镜134之间的平行光传输空间，使得物镜121和管镜134之间的距离的设置可以具有较大的容差，例如该距离可以为50mm±10mm，使得光学组件100的组装更容易。而且，该较大容差使得物镜121和管镜134之间的距离可以在较大范围内变化，从而允许在物镜121和管镜134之间插入附加的(一个或多个)光学元件(例如，分光器、滤光器及其相应的支架等)，使得光学组件100的设计更加灵活。另外，这也允许物镜121可以相对于管镜134在靠近或远离管镜134的方向上(也即相对于样品150在远离或靠近样品150的方向上)移动，既能实现更好的聚焦，又不会对图像传感器131的成像产生明显影响，保证物方成像精度为约1-3μm或更小。在一些实施例中，信号收集模块120还可以包括耦接到物镜121的对焦电机122，该对焦电机122可以被配置为移动物镜121以使对样品150进行聚焦。在一些示例中，对焦电机122可以在与样品150的表面垂直的竖直方向上移动物镜121。在一些示例中，对焦电机122可以是自动对焦电机，其可以根据通过分析从成像模块130获得的图像得到的最佳焦平面信息来自动将物镜121移动到基于最佳焦平面信息确定的位置处。另外，在信号收集模块120包括耦接到物镜121的对焦电机122的情况下，二向色镜140可以更优选地作为照明模块110和成像模块130中的一者的一部分。

进一步地，因为光学组件100的物镜121和管镜134彼此形成无穷远共轭，所以物镜121和管镜134之间的距离要求相对宽松，从而允许将光学组件100拆分为以上描述的照明模块110、信号收集模块120和成像模块130，使得照明模块110、信号收集模块120和成像模块130可以各自具有单独的外壳以在相应的外壳内容纳各自的部件，然后照明模块110、信号收集模块120和成像模块130可以经由机械接口可拆分地组装在一起以实现光学对准和机械构架。即：使光学组件100由可拆分的多个模块组装而成，而不是在制造期间被精确地固定每个部件的相对位置关系之后就不再可拆，从而使得光学组件100能够在每次拆分后容易地重新组装并仍使得部件间的相对位置关系满足要求。

这样，根据本公开的光学组件100可以具有可拆分的结构，易于基于不同样品的特定需求来更换照明模块110、信号收集模块120和成像模块130中的任意一者或多者，亦便于单独地修理或替换照明模块110、信号收集模块120或成像模块130。这样的可拆分的模块化光学组件100便于维护，亦可适应于各种检测需求，还为光学组件100的各部件的后续开发升级留下了充足的空间。

在一些实施例中，根据本公开的光学组件100的成像模块100的图像传感器131可以采用基于CMOS或CCD等的像素阵列相机。优选地，图像传感器131可以是背照射黑白CMOS图像传感器。为了使得图像传感器131能够具有小像素大阵列以实现高分辨率，光学组件100的物镜121和管镜134可以满足如下表达式：

其中，f₁是物镜121的焦距，NA是物镜121的数值孔径，f₂是管镜的焦距134，以及λ是以μm为单位的发射光的波长。当

低于表达式(1)的下限时，与这样的物镜121和管镜134适配的图像传感器131的像素尺寸会过小，使得同样的光子会过度划分到多个像素上，造成检测灵敏度下降。当

高于表达式(1)的上限时，与这样的物镜121和管镜134适配的图像传感器131的像素尺寸会过大，使得像素选择过少，并且大尺寸像素会增加成本并限制视场，最终影响通量需求。满足表达式(1)的物镜121和管镜134可以与具有合适小像素大阵列的图像传感器适配，使得得到的光学组件100覆盖更大的光学成像面积，提高整体通量，便于实现最佳的光学分辨率、灵敏度及视场等性能。目前主流典型CMOS图像传感器的像素尺寸可以在约1-4μm的范围内,同时可以提供如20-100兆的较大像素阵列。满足表达式(1)的物镜121和管镜134还可以被设计为与主流典型CMOS图像传感器兼容，从而具有广泛的图像传感器选择空间，使得光学组件100的成像检测性能可以具有更大灵活性和通用性。

更优选地，光学组件100的物镜121和管镜134可以满足如下表达式：

更优选地，光学组件100的物镜121和管镜134可以满足如下表达式：

由于标准物镜通常有比较好的设计和复杂的工艺加工流程，不容易定制和修改，故而为了使得光学组件100的成本较低，通常可以采用标准物镜。因此，为了实现以上表达式，可以进一步优化设计管镜的焦距。在一些实施例中，管镜的焦距可以被设计为5mm-100mm。在一些示例中，管镜的焦距可以被设计为50mm-100mm，优选地可以被设计为50mm-80mm，更优选地可以被设计为50mm-60mm。在一些示例中，管镜的焦距可以被设计为5mm-50mm，优选地可以被设计为5mm-30mm，更优选地可以被设计为5mm-10mm。管镜焦距的减小使得光学组件100可以具有较小的放大倍数，不仅可以优化图像传感器的使用和选择，并且物像工作距离(从样品150到图像传感器131的距离)可以缩短，例如为200mm或更小。这样，相比于常规显微检测系统的400mm-500mm左右的物像工作距离，根据本公开的光学组件100的物像工作距离大大减小，由此可以具有大大减小的高度，使得光学组件100整体实现小型化。

另外，由于小型化的光学组件100具有较短的管镜焦距，因此管镜的安装误差所带来的成像误差也被缩小。如图3所图示的，当管镜具有较长的焦距f_2l时，高度为O_h的物所成的像具有高度I_hl，此时如果由于安装误差或者在运输、使用等过程期间的震动导致管镜倾斜角度α，则像发生dI_hl的偏向误差。而当管镜具有较短的焦距f_2s时，高度为O_h的物所成的像具有高度I_hs，此时管镜倾斜角度α导致像发生dI_hs的偏向误差。可以看到，dI_hs小于dI_hl。也就是说，在短焦距及工作距离情况下的偏向误差远小于长焦距及工作距离情况下的偏向误差。换个角度来看，较短的管镜焦距不仅使得成像误差小从而不需要使用额外的光学镜片调节架，亦使得光学组件100具有较大的安装容差，降低光学对准难度，显著降低安装复杂性和成本。

根据本公开的光学组件的模块化设计还可以允许光学组件被扩展用于检测具有不同激发波长/发射波长的样品。例如，图4示意性地示出了根据本公开的一些实施例的光学组件200。光学组件200可以包括照明模块210、信号收集模块220和成像模块230。二向色镜240与上述二向色镜140类似，但是在图4中被作为信号收集模块220的一部分。信号收集模块220包括类似于物镜121的物镜221，在此不再赘述。在一些实施例中，为了实现自动对焦，也可以将对焦电机耦接到用于支撑样品250的支撑部件从而通过相对于物镜221上下移动样品250来实现最佳对焦。

与照明模块110不同的是，在一些实施例中，照明模块210可以包括被配置为发射第一波长范围的第一激发光的第一光源211A和被配置为发射与第一波长范围不同的第二波长范围的第二激发光的第二光源211B。照明模块210还包括设置在第一激发光从第一光源211A到二向色镜240之间的光路上并且设置在第二激发光从第二光源211B到二向色镜240之间的光路上的第二二向色镜216。第二二向色镜216可以被配置为透射第一激发光和第二激发光中的一者并反射第一激发光和第二激发光中的另一者。例如，作为非限制性示例，在图4中，第二二向色镜216被配置为透射由第一光源211A发射的第一激发光并反射由第二光源211B发射的第二激发光。在一些实施例中，照明模块210还可以包括用于第一激发光的透镜212A和光阑213A以及用于第二激发光的透镜212B和光阑213B。由第一光源211A发射的第一激发光在到达第二二向色镜216之前被透镜212A准直并被光阑213A限制在预定光束尺寸范围内。由第二光源211B发射的第二激发光在到达第二二向色镜216之前被透镜212B准直并被光阑213B限制在预定光束尺寸范围内。当第一光源211A和第二光源211B同时工作时，第一激发光和第二激发光可以被第二二向色镜216合成一个光束。可选地，所合成的光束可以被聚光透镜215进一步会聚。在一些实施例中，照明模块210还可以包括激发滤光器214，其可以被配置用于过滤第一激发光和第二激发光以获得期望的激发光谱。在一些实施例中，照明模块210中的每个光源可以各自具有单独的激发滤光器。

照明模块210的双通道照明可以基于柯勒照明原理设计。优选地，第一光源211A和第二光源211B可以分别位于透镜212A和透镜212B的后焦面处，光阑213A和213B可以分别位于透镜212A和透镜212B前。优选地，第二二向色镜216到第一光源211A和第二光源211B的距离相同。优选地，光阑213A和213B可以位于透镜215的后焦面处。优选地，透镜215的前焦面可以与物镜221的后焦面重合。

照明模块210例如可以进一步被模块化地拆分为多个子模块，其中第一子模块例如可以包括第一光源211A、透镜212A和光阑213A，第二子模块例如可以包括第二光源211B、透镜212B和光阑213B，第三子模块可以包括第二二向色镜216，第四子模块可以包括透镜215和激发滤光器214。第一子模块、第二子模块和第四子模块可以分别经由机械接口与第三子模块可拆分地耦接。在一些实施例中，透镜215和激发滤光器214与第二二向色镜216可以属于一个子模块。在一些实施例中，照明模块210还可以包括更多的子模块，以包括更多不同的光源，从而支持更多不同样品的激发需求。

与成像模块130不同的是，在一些实施例中，成像模块230可以包括被配置为对第三波长范围的第一发射光进行成像的第一图像传感器231A和被配置为对与第三波长范围不同的第四波长范围的第二发射光进行成像的第二图像传感器231B。成像模块230还包括可以设置在第一发射光从二向色镜240到第一图像传感器231A之间的光路上并且设置在第二发射光从二向色镜240到第二图像传感器231B之间的光路上的第三二向色镜235。第三二向色镜235可以被配置为透射第一发射光和第二发射光中的一者并反射第一发射光和第二发射光中的另一者。例如在图4中，作为非限制性示例，第三二向色镜235透射第一发射光以使得第一发射光被第一图像传感器231A接收，并且反射第二发射光以使得第二发射光被第二图像传感器231B接收。在一些实施例中，成像模块230还可以包括用于过滤第一发射光和第二发射光的发射滤光器232，管镜234和发射滤光器232可以位于从二向色镜240到第三二向色镜235之间的光路上。替代地，每个图像传感器231A、231B可以各自具有单独的发射滤光器，每个发射滤光器位于从第三二向色镜235到相应图像传感器之间的光路上。替代地，成像模块230也可以包括两个管镜，使得每个管镜位于从第三二向色镜235到相应图像传感器之间的光路上。

成像模块230例如可以进一步被模块化地拆分为多个子模块，其中第一子模块例如可以包括第一图像传感器231A，第二子模块例如可以包括第二图像传感器231B，第三子模块可以包括第三二向色镜235，第四子模块可以包括管镜234和发射滤光器232。第一子模块、第二子模块和第四子模块可以分别经由机械接口与第三子模块可拆分地耦接。在一些实施例中，管镜234和发射滤光器232与第三二向色镜235可以属于一个子模块。在一些实施例中，成像模块230还可以包括更多的子模块，以包括更多不同的图像传感器，从而支持更多不同样品的检测需求。

此外，图5还示意性示出了根据本公开的另一些实施例的光学组件300。光学组件300可以包括照明模块310、信号收集模块320和成像模块330。除了二向色镜240被包括作为照明模块310的一部分之外，照明模块310与前述照明模块210相同，信号收集模块320及成像模块330与前述信号收集模块120及成像模块130相同，在此对其具体部件不再赘述。

如图1、图4和图5所示例性示出的，二向色镜140、240可以作为照明模块、信号收集模块和成像模块中的任一者的一部分，并且光学组件可以被扩展为包括一个或多个光源和一个或多个图像传感器，其中光源与图像传感器的数量不需要是相同的，而是可以根据实际需要具体设置。

接下来将详细描述根据本公开的实施例的光学组件的具体机械结构。作为示例，图6示意性地示出了图5所示的光学组件300的机械结构，更具体地，其具体示出了根据本公开的一个实施例的照明模块310、信号收集模块320和成像模块330的机械结构。然而，需要注意，图6所示的机械结构是非限制性的，根据光学组件的不同光学布置，光学组件的机械结构可以存在不同。

如图7所更清楚地示出的，光学组件300的照明模块310可以包括一个或多个用于安装相应光源的光源安装座3101。光源安装座3101可以包括呈大体圆筒形的支撑部件3102，光源可以可拆分地安装在支撑部件3102中。在一个示例中，在支撑部件3102的与安装有光源的一端相反的一端可以安装有散热器3103，以对光源进行散热。散热器3103可以构造成包括基本呈四边形(比如正方形或长方形)的基底3104以及从基底3104的一侧向外延伸的多个彼此基本平行的散热肋片3105。可以选择散热肋片3105的长度和高度以及彼此间的间隙来达到所需的散热效果。散热器3103还可以包括从基底3104的另一侧向外延伸的基本呈圆筒形的凸缘部3106。支撑部件3102的一端可以与凸缘部3106同心地插入到凸缘部3106中以进行固定，而支撑部件3102的另一端可以从凸缘部3106伸出一定的长度。为了光路的精确度，可以至少对支撑部件3102以及散热器3103的凸缘部3106进行精加工，以使得支撑部件3102和凸缘部3106的同心度保持在1-10微米之间。在一个示例中，可以利用紧固元件(比如紧定螺丝)将支撑部件3102固定在凸缘部3106中。在另一个示例中，支撑部件3102可以与散热器3103一体形成，在该示例中，散热器3105可以不包括凸缘部3106。为了增强散热器3103的散热效果，在支撑部件3102和散热器3103之间可以设置有增强导热元件3107，以便于将光源产生的热量经由支撑部件3102和增强导热元件3107快速地传导至散热器3103及其散热肋片3105。在一个示例中，增强导热元件3107可以由导热石墨烯制成。光源安装座3101的支撑部件3102以及散热器3103可以由铝或铝合金材料制成，在满足强度和低重量的同时还可以确保良好的散热效果。然而，本公开不局限于此，光源安装座3101的支撑部件3102和散热器3103可以由任何适当的材料制成。

光学组件300的照明模块310还可以包括用于设置准直透镜的准直透镜安装座3110。如图7所示，准直透镜安装座3110可以呈大体立方体的形状，并且其内部设置有适于光线通过的贯穿通道。在准直透镜安装座3110的一个或多个表面上可以设置有一个或多个基本呈圆筒形的安装凸缘3111。准直透镜可以以适当的方式可拆分地定位在安装凸缘3111中，从而使得能够根据需求容易地更换准直透镜。另外，光源安装座3101也可以经由安装凸缘3111可拆分地连接至准直透镜安装座3110。在一个示例中，可以通过将光源安装座3101的支撑部件3102插入到准直透镜安装座3110的安装凸缘3111中而将光源安装座3101连接至准直透镜安装座3110。在光源安装座3101的支撑部件3102插入到准直透镜安装座3110的安装凸缘3111中之后，可以经由紧固元件(比如紧定螺丝)将支撑部件3102和安装凸缘3111彼此锁定并且固定，从而将光源安装座3101固定地连接至准直透镜安装座3110，为此，可以在光源安装座3101的支撑部件3102和准直透镜安装座3110的安装凸缘3111的圆周面上设置彼此对应的一个或多个螺纹孔(比如，图7所示的螺纹孔3112)。为了便于定位，可以在准直透镜安装座3110的安装凸缘3111内设置止挡台阶面3113，在将光源安装座3101的支撑部件3102插入到准直透镜安装座3110的安装凸缘3111中时，支撑部件3102的前端面可以抵接在止挡台阶面3113上，从而实现支撑部件3102的定位。在不需要更换光源而长期使用光学组件300的情况下，为了保证光源安装座3101和准直透镜安装座3110之间的连接稳定性，可以在螺纹孔3112中灌入胶水，以确保光源安装座3101与准直透镜安装座3110的安装凸缘3111之间的可靠固定连接。另外，为了确保光路的精确度，可以至少对准直透镜安装座3110的安装凸缘3111进行精加工，以使得光源安装座3101的支撑部件3102和对准直透镜安装座3110的安装凸缘3111的同心度保持在1-100微米之间、优选地保持在1-50微米之间、更优选地保持在1-20微米之间、最优选地保持在1-10微米之间。

在光学组件包括第二二向色镜216的情况下，准直透镜安装座3110的一个表面(比如，顶表面)可以设置有狭槽3114，第二二向色镜216可以通过狭槽3114而插入并定位到准直透镜安装座3110中。狭槽3114可以具有适当的角度，以便以预定角度定向第二二向色镜216。在一个实施例中，准直透镜安装座3110可以由铝或铝合金材料制成，在满足强度的基础上可以降低准直透镜安装座的重量。

光学组件300的照明模块310还可以包括用于设置聚光透镜的聚光透镜安装座3115。如图7所示，聚光透镜安装座3115可以包括呈大体圆筒形的镜筒3116，聚光透镜可以以适当的方式可拆分地安装在镜筒3116中。在一个示例中，聚光透镜可以借助于工装旋转进镜筒3116中、并且用压环进行固定，从而使得聚光透镜的安装和拆分都很方便。镜筒3116的长度设计成满足所需的光路长度。可以对镜筒3116进行精加工，以确保将镜筒3116内的光路偏差控制在1-100微米的范围内、优选地控制在1-50微米的范围内、更优选地控制在1-20微米的范围内。为了便于聚光透镜安装座3115与其它部件的连接，在镜筒3116的两端分别设置有连接凸缘3117。连接凸缘3117可以构造成四边形(比如正方形或长方形)的形状。在与准直透镜安装座3110连接时，聚光透镜安装座3115的连接凸缘3117可以抵接准直透镜安装座3110的一个连接表面3118，然后借助于紧固元件(比如紧定螺丝)固定地连接在连接表面3118上。为了便于将连接凸缘3117相对于准直透镜安装座3110的连接表面3118适当地定位，准直透镜安装座3110的连接表面3118上可以设置有定位元件3119(比如，定位销)。相应地，在聚光透镜安装座3115的连接凸缘3117上可以设置有用于供定位元件3119延伸通过的定位孔3120。这样，通过使定位元件3119延伸通过定位孔3120而方便且精确地定位聚光透镜安装座3115，从而在重复地拆分和安装聚光透镜安装座3115的过程中均能够确保光路的精确度。

在图7所示的示例中，光学组件300的照明模块310还可以包括单独的二向色镜安装座3121。如图7所示，二向色镜安装座3121具有与准直透镜安装座3110类似的结构，除了不包含安装凸缘3111。二向色镜安装座3121的一个表面(比如，侧表面3122)可以设置有狭槽3123，二向色镜240可以通过狭槽3123而插入到二向色镜安装座3121中。狭槽3123可以具有适当的角度，以便以预定角度定向二向色镜240。二向色镜安装座3121可以经由紧固元件固定在聚光透镜安装座3115的另一个连接凸缘3117上，在此不再详细赘述。需要注意的是，尽管在图7所示的示例中，二向色镜安装座3121被示出为照明模块310的一部分，然而，本公开不局限于此。二向色镜安装座3121可以是照明模块310、信号收集模块320和成像模块330中的任意一个模块的一部分。

返回图6，将描述根据本公开的一个实施例的信号收集模块320的具体机械结构。如图6所示，信号收集模块320可以包括物镜安装座3201。物镜安装座3201可以包括上表面3202、下表面3203和后表面3204。物镜121可以安装在物镜安装座3201的下表面3203。物镜安装座3201构造成能够在对焦电机122的驱动下沿着竖直方向上下移动，以便于将物镜移动到最佳焦平面处。对焦电机122可以安装至物镜安装座3201的后表面3204，以便经由物镜安装座3201而沿着竖直方向上下移动物镜121。在一个示例中，对焦电机122的位移速度可以在5-50毫米/秒的范围内、而其位移精度可以在0.1-1微米的范围内。在组装成光学组件300时，信号收集模块320的物镜安装座3201设置在二向色镜安装座3121的下方。

接下来，参照图8，将描述根据本公开的一个实施例的成像模块330的具体机械结构。成像模块330可以包括管镜安装座3301。管镜安装座3301可以具有与聚光透镜安装座相似的结构，包括管镜镜筒3302和设置在管镜镜筒3302两端的连接凸缘3303。管镜镜筒3302可以构造成圆筒形，管镜134可以可拆分地设置在管镜镜筒3302中。连接凸缘3303可以构造成四边形(比如正方形或长方形)的形状，用于分别与二向色镜安装座3121以及成像模块330的其它部件进行连接。

成像模块330还可以包括反射镜或二向色镜安装座3304。反射镜或二向色镜安装座3304呈大体立方体的形状，并且其内部设置有适于光线通过的贯穿通道。在一个示例中，反射镜或二向色镜安装座3304可以包括带开口的倾斜表面3305，反射镜(如图1和图5所示的反射镜133)或二向色镜(如图4所示的第三二向色镜235)可以可拆分地安装在倾斜表面3305上。可以选择倾斜表面3305的倾斜角度，以将反射镜或二向色镜以期望的角度定向。在成像模块330包括发射滤光器的情况下，发射滤光器也可以可拆分地安装在反射镜或二向色镜安装座3304中。在一个示例中，反射镜或二向色镜安装座3304的一个或多个表面上设置有一个或多个图像传感器接口3306。在根据本公开的实施例中，图像传感器接口3306构造成标准的工业接口，比如，用于成像设备的标准C型接口，这样，具有任意工业标准接口的图像传感器131可以无需使用转接件而直接可拆分地安装在反射镜或二向色镜安装座3304上，从而极大地提高了光学组件的设计与改造灵活性和通用性。反射镜或二向色镜安装座3304可以经由紧固元件(比如紧定螺丝)可拆分地安装在管镜安装座3301的另一个连接凸缘3303上。

另外，如图8所示，组装好的成像模块330可以在二向色镜安装座3121的上方借助于紧固元件(比如紧定螺丝)可拆分地安装在二向色镜安装座3121上。在将成像模块330安装在二向色镜安装座3121上时，由于在光路设计中需要保证一定尺寸的光路偏移，可以在二向色镜安装座3121的顶表面的一侧设置定位边缘3124。在将成像模块330往二向色镜安装座3121上安装时，只需使成像模块330的管镜安装座3301的连接凸缘3303的一条边缘抵接二向色镜安装座3121的定位边缘3124即可保证期望的光路偏移，从而能够快速且准确地定位成像模块330。可以通过精加工铣出定位边缘3124。

上文参照图6至图8示出的光学组件的机械结构通过将光学组件分成相应的模块并且各种模块之间以可拆分的方式固定和组装，能够极大地提高根据本公开的光学组件的设计、更改、维护和组装的灵活性。针对不同的客户需求，如果需要生产适用于不同通量的光学组件，在一些情况下更换各安装座上的光学部件即可，而无需更换整套光学组件。另外，即便需要重新涉及新的光学组件，也只需要等比例地放大全部或部分安装座的尺寸即可，而无需更改各安装座的机械结构，这能够极大地降低根据本公开的光学组件的设计周期和设计成本，并且使得根据本公开的光学组件特别适用于进行针对不同用户的不同需求进行小批量的生产。

另外，通过以上描述可以看到，根据本公开的光学组件不具有现有光学组件中所必需的光学镜片调节架，其通过利用定位元件(比如定位销和定位边缘)的设计以及精加工的精度来精确定位光学组件的各部件，从而依赖于各安装座的机械结构本身的精确度确保了光学组件的光路精确度，而无需使用光学镜片调节架。这不仅能够简化光学组件的结构、节省材料成本，而且可以省略利用光学镜片调节架进行光路调节的步骤，从而极大地简化了根据本公开的光学组件的操作。

根据本公开的光学组件还特别地适用于小型化，从而可以极大地降低中低通量的荧光显微检测系统的尺寸。在根据本公开的一个示例中，光学组件的照明模块的尺寸可以在40×40×150毫米左右、信号收集模块(包括对焦电机)的尺寸可以在50×80×110毫米左右、而成像模块的尺寸可以在40×80×100毫米左右，与现有的光学组件相比具有显著缩小的尺寸。另外，为了适配小型化的安装座，光学组件的一些光学镜片可以采用较小的非球面镜片，从而有助于光学组件的进一步小型化。

图9示出了包含有根据本公开的光学组件的荧光显微检测系统400的一个示例性实施例中。荧光显微检测系统400可以包括根据本公开的光学组件401、用于放置样品的流动池402(比如，生化反应流动池)、和/或用于装载流动池402的扫描平台403。光学组件401可以设置在流动池402的上方。为了确保检测精度，在组装成荧光显微检测系统400时，各部件之间的平行度至关重要，为此，要求光学组件401的基准面404与其固定底板的基准面405之间的平行度可控制在1-50微米的范围内、优选地可控制在1-20微米的范围内、更优选地控制在1-5微米的范围内，流动池402中的样品玻片本身的平行度可控制在2-20微米的范围内、优选地可控制在2-10微米的范围内，扫描平台403的装载流动池402的表面406的平行度可控制在1-20微米的范围内、优选地可控制在1-10微米的范围内、更优选地控制在1-5微米的范围内，而光学组件401的物镜与流动池402中的样品玻片的平行度可控制在5-20微米的范围内、优选地可控制在5-10微米的范围内。在满足上述要求的情况下，根据本公开的荧光显微检测系统400可以满足期望的光学精度。

在说明书及权利要求中的词语“前”、“后”、“顶”、“底”、“之上”、“之下”等只是用于描述性的目的而并不一定用于描述不变的相对位置。应当理解，这样使用的词语在适当的情况下是可互换的，使得在此所描述的本公开的实施例，例如，能够在与在此所示出的或另外描述的那些取向不同的其它取向上操作。

在此所使用的词语“示例性的”意指“用作示例、实例或说明”，而不是作为将被精确复制的“模型”。在此示例性描述的任意实现方式并不一定要被解释为比其它实现方式优选的或有利的。而且，本公开不受在上述技术领域、背景技术、发明内容或具体实施方式中所给出的任何所表述的或所暗示的理论所限定。

在此所使用的词语“基本上”意指包含由设计或制造的缺陷、器件或元件的容差、环境影响和/或其它因素所致的任意微小的变化。词语“基本上”还允许由寄生效应、噪声以及可能存在于实际的实现方式中的其它实际考虑因素所致的与完美的或理想的情形之间的差异。

另外，前面的描述可能提及了被“连接”或“耦接”在一起的元件或节点或特征。如在此所使用的，除非另外明确说明，“连接”意指一个元件/节点/特征与另一种元件/节点/特征在电学上、机械上、逻辑上或以其它方式直接地连接(或者直接通信)。类似地，除非另外明确说明，“耦接”意指一个元件/节点/特征可以与另一元件/节点/特征以直接的或间接的方式在机械上、电学上、逻辑上或以其它方式连结以允许相互作用，即使这两个特征可能并没有直接连接也是如此。也就是说，“耦接”意图包含元件或其它特征的直接连结和间接连结，包括利用一个或多个中间元件的连接。

另外，仅仅为了参考的目的，还可以在本文中使用“第一”、“第二”等类似术语，并且因而并非意图限定。例如，除非上下文明确指出，否则涉及结构或元件的词语“第一”、“第二”和其它此类数字词语并没有暗示顺序或次序。

在本公开中，术语“提供”从广义上用于涵盖获得对象的所有方式，因此“提供某对象”包括但不限于“购买”、“制备/制造”、“布置/设置”、“安装/装配”、和/或“订购”对象等。

本领域技术人员应当意识到，在上述操作之间的边界仅仅是说明性的。例如，多个操作可以结合成单个操作，而单个操作可以分布于多个操作中，并且各操作可以在时间上至少部分重叠地执行。而且，其它实施例可以包括特定操作的多个实例，并且在其它各种实施例中可以改变操作顺序。而且，其它的修改、变化和替换同样是可能的。另外，上面描述的各个实施例和示例可以根据需要任意地组合，例如，某个实施例中描述的特定操作或细节也可以应用于其它实施例或示例。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。在此公开的各实施例可以任意组合，而不脱离本公开的精神和范围。本领域的技术人员还应理解，可以对实施例进行多种修改而不脱离本公开的范围和精神。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种用于荧光显微检测的光学组件，其特征在于，所述光学组件包括：

照明模块，所述照明模块包括被配置为发射用于激发样品的激发光的光源；

信号收集模块，所述信号收集模块包括被配置为将来自所述照明模块的激发光引导至所述样品并将来自样品的发射光引导至成像模块的物镜；

成像模块，所述成像模块包括对来自样品的所述发射光进行成像的图像传感器以及被配置为将来自所述物镜的所述发射光引导至所述图像传感器的管镜；以及

二向色镜，所述二向色镜设置在所述激发光从所述光源到所述物镜之间的光路上并且设置在所述发射光从所述物镜到所述管镜之间的光路上，所述二向色镜被配置为透射所述激发光和所述发射光中的一者并反射所述激发光和所述发射光中的另一者，

其中，所述物镜与所述管镜彼此形成无穷远共轭，

其中，所述二向色镜是所述照明模块、所述信号收集模块和所述成像模块中的一者的一部分，并且

其中，所述照明模块、所述信号收集模块和所述成像模块经由机械接口可拆分地组装在一起以实现光学对准和机械构架。

2.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述光学组件满足以下条件：

其中，f₁是所述物镜的焦距，NA是所述物镜的数值孔径，f₂是所述管镜的焦距，以及λ是以μm为单位的所述发射光的波长；和/或

所述管镜的焦距被设计为5mm-100mm；和/或

所述照明模块包括被配置为发射第一波长范围的第一激发光的第一光源和被配置为发射与所述第一波长范围不同的第二波长范围的第二激发光的第二光源，所述照明模块还包括设置在所述第一激发光从所述第一光源到所述二向色镜之间的光路上并且设置在所述第二激发光从所述第二光源到所述二向色镜之间的光路上的第二二向色镜，所述第二二向色镜被配置为透射所述第一激发光和所述第二激发光中的一者并反射所述第一激发光和所述第二激发光中的另一者；和/或

所述照明模块还包括用于会聚所述第一激发光和所述第二激发光的会聚透镜以及用于过滤所述第一激发光和所述第二激发光的激发滤光器，所述会聚透镜和所述激发滤光器位于从所述第二二向色镜到所述二向色镜之间的光路上。

3.根据前述权利要求中的任意一项所述的光学组件，其特征在于，所述成像模块包括被配置为对第三波长范围的第一发射光进行成像的第一图像传感器和被配置为对与所述第三波长范围不同的第四波长范围的第二发射光进行成像的第二图像传感器，所述成像模块还包括设置在所述第一发射光从所述二向色镜到所述第一图像传感器之间的光路上并且设置在所述第二发射光从所述二向色镜到所述第二图像传感器之间的光路上的第三二向色镜，所述第三二向色镜被配置为透射所述第一发射光和所述第二发射光中的一者并反射所述第一发射光和所述第二发射光中的另一者；和/或

所述成像模块还包括用于过滤所述第一发射光和所述第二发射光的发射滤光器，所述管镜和所述发射滤光器位于从所述二向色镜到所述第三二向色镜之间的光路上；和/或

所述信号收集模块还包括耦接到所述物镜的对焦电机，所述对焦电机被配置为移动所述物镜以对所述样品进行聚焦。

4.根据前述权利要求中的任意一项所述的光学组件，其特征在于，所述照明模块包括一个或多个用于安装所述光源的光源安装座，所述光源安装座包括呈圆筒形的支撑部件，所述光源可拆分地安装在所述支撑部件中；和/或

在所述支撑部件的与安装有所述光源的一端相反的一端安装有散热器，以对所述光源进行散热；和/或

在所述支撑部件和所述散热器之间设置有增强导热元件，以增强所述散热器的散热效果；和/或

所述支撑部件与所述散热器一体形成；和/或

所述散热器包括凸缘部，所述支撑部件插入并且利用紧固元件固定在所述凸缘部中。

5.根据前述权利要求中的任意一项所述的光学组件，其特征在于，所述照明模块包括用于设置准直透镜的准直透镜安装座，所述光源安装座能够可拆分地连接至所述准直透镜安装座；和/或

所述准直透镜安装座呈立方体的形状并且其内部设置有适于光线通过的贯穿通道，所述准直透镜安装座的一个或多个表面上设置有一个或多个安装凸缘，所述光源安装座的支撑部件能够插入到所述安装凸缘中而将所述光源安装座连接至所述准直透镜安装座；和/或

所述准直透镜安装座的安装凸缘内设置有止挡台阶面，用于定位所述光源安装座的支撑部件；和/或

所述准直透镜安装座的安装凸缘和所述光源安装座的支撑部件经由紧固元件而彼此锁定并固定；和/或

所述准直透镜安装座的安装凸缘和所述光源安装座的支撑部件的同心度保持在1-100微米之间；和/或

所述准直透镜安装座的一个表面设置有狭槽，第二二向色镜能够通过所述狭槽插入并定位在所述准直透镜安装座中。

6.根据前述权利要求中的任意一项所述的光学组件，其特征在于，所述照明模块还包括用于设置聚光透镜的聚光透镜安装座，所述聚光透镜安装座能够以与所述光源安装座相对的方式可拆分地连接至所述准直透镜安装座；和/或

所述聚光透镜安装座包括呈圆筒形的镜筒，聚光透镜能够可拆分地安装在所述镜筒中；和/或

所述镜筒内的光路偏差设置在1-100微米的范围内；和/或

所述镜筒的两端设置有连接凸缘，以便于经由所述连接凸缘将所述聚光透镜安装座可拆分地连接至所述准直透镜安装座；和/或

所述准直透镜安装座的连接表面上设置有定位元件，而所述聚光透镜安装座的连接凸缘上设置有用于供所述定位元件延伸通过的定位孔，以便于精确地定位所述聚光透镜安装座。

7.根据前述权利要求中的任意一项所述的光学组件，其特征在于，所述光学组件包括单独的二向色镜安装座，以安装所述二向色镜；和/或

所述单独的二向色镜安装座的侧表面设置有狭槽，所述二向色镜能够通过所述狭槽而插入到所述单独的二向色镜安装座中；和/或

所述单独的二向色镜安装座的顶表面设置有定位边缘，以便于精确地定位所述成像模块；和/或

所述信号收集模块以能够沿着竖直方向上下移动的方式设置在所述单独的二向色镜安装座的下方；和/或

所述信号收集模块包括物镜安装座，所述物镜安装座包括上表面、下表面和后表面，所述物镜安装在所述物镜安装座的下表面上，并且所述物镜安装座的后表面安装有对焦电机。

8.根据前述权利要求中的任意一项所述的光学组件，其特征在于，所述成像模块设置在所述单独的二向色镜安装座的上方，并且包括管镜安装座与反射镜或二向色镜安装座；和/或

所述管镜安装座包括管镜镜筒和设置在所述管镜镜筒两端的连接凸缘，所述管镜镜筒的一个连接凸缘可拆分地固定在所述单独的二向色镜安装座上；和/或

所述反射镜或二向色镜安装座呈立方体的形状并且包括带开口的倾斜表面，反射镜或第三二向色镜可拆分地安装在所述倾斜表面上；和/或

所述反射镜或二向色镜安装座的一个或多个表面上设置有一个或多个图像传感器接口，所述图像传感器接口构造成标准的工业接口；和/或

所述图像传感器接口为用于成像设备的标准C型接口；和/或

所述样品放置在生化反应流动池中。

9.一种荧光显微检测系统，其特征在于，所述荧光显微检测系统包括根据权利要求1至8中的任意一项所述的光学组件、和用于放置样品的流动池。

10.根据权利要求9所述的荧光显微检测系统，其特征在于，所述荧光显微检测系统还包括用于承载所述流动池的扫描平台；和/或

所述光学组件的基准面与其固定底板的基准面之间的平行度控制在1至50微米的范围内；和/或

所述流动池中的样品玻片的平行度控制在2至20微米的范围内，并且所述扫描平台的装载所述流动池的表面的平行度控制在1至20微米的范围内；和/或

所述光学组件的物镜与所述流动池中的样品玻片的平行度控制在5至20微米的范围内。

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