CN115016110A - 套筒透镜模组、显微系统、基因测序仪及其使用方法 - Google Patents

套筒透镜模组、显微系统、基因测序仪及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供套筒透镜模组、显微系统、基因测序仪及其使用方法。本发明实施例提供的套筒透镜模组，通过设置至少两组透镜组，第一透镜组具有正光焦度，第二透镜组具有负光焦度；并且第一透镜组和所述第二透镜组的距离相对可调，使得套筒透镜模组能够在不更换物镜的条件下，通过改变套筒透镜之间的间距实现变焦，同时可以实现光学系统的分辨率不变的前提下，改变系统的放大倍率，以满足不同的检测要求。

Description

套筒透镜模组、显微系统、基因测序仪及其使用方法
技术领域
本发明实施例涉及显微成像领域，尤其涉及套筒透镜模组、显微系统、基因测序仪及其使用方法。
背景技术
显微成像技术在样本检测中具有广泛应用，例如，在基因测序中，需对生物芯片上的碱基进行荧光成像。针对不同的被测样本或不同的检测项目，显微成像装置中的光学系统所需的放大倍率不同。
相关技术中，显微成像装置的套筒透镜模组焦距较为固定，在不更换物镜时，套筒透镜模组焦距固定导致显微成像装置的光学系统的放大倍率固定，无法灵活适应各种检测需求。
发明内容
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
本发明实施例提供一种套筒透镜模组、显微系统、基因测序仪及其使用方法，能够灵活、简便的改变套筒透镜模组的焦距，从而实现灵活改变光学系统的放大倍率。
第一方面，一种套筒透镜模组，包括：
套筒；
第一透镜组，设置于所述套筒中，所述第一透镜组包括至少一个透镜，所述第一透镜组具有正光焦度；
第二透镜组，设置于所述套筒中，且沿所述套筒透镜模组的光轴设置在所述第一透镜组的后方，所述第二透镜组包括至少一个透镜，所述第二透镜组具有负光焦度；
所述第一透镜组和所述第二透镜组的距离相对可调。
在一些可选择的实施方式中，所述第一透镜组满足：
0.65<fLC1/fM<0.85，其中，fLC1为所述第一透镜组的焦距，fM为所述套筒透镜模组的焦距。
在一些可选择的实施方式中，包括：
第一透镜，所述第一透镜为具有正光焦度的弯月透镜；
第二透镜，与所述第一透镜胶合连接，所述第二透镜为具有负光焦度的弯月透镜；
第三透镜，与所述第二透镜胶合连接，所述第三透镜为具有正光焦度的双凸透镜。
在一些可选择的实施方式中，
所述第一透镜满足以下关系：
0.63<fL1/fLC1<0.71，其中，fL1为所述第一透镜的焦距，fLC1为所述第一透镜组的焦距；
所述第二透镜满足以下关系：
-0.55<fL2/fLC1<-0.49，其中，fL2为所述第二透镜的焦距，fLC1为所述第一透镜组的焦距；
所述第三透镜满足以下关系：
0.38<fL3/fLC1<0.43，其中，fL3为所述第三透镜的焦距，fLC1为所述第一透镜组的焦距。
在一些可选择的实施方式中，所述第二透镜组满足：
-1.18<fLC2/fM<-0.96，其中，fLC2为所述第二透镜组的焦距，fM为所述套筒透镜模组的焦距。
在一些可选择的实施方式中，所述第二透镜组包括：
第四透镜，所述第四透镜为具有正光焦度的双凸透镜；
第五透镜，与所述第四透镜胶合连接，所述第五透镜为具有负光焦度的双凹透镜。
在一些可选择的实施方式中，
所述第四透镜满足以下关系：
-0.29<fL4/fLC2<-0.25，其中，fL4为所述第四透镜的焦距，fLC2为所述第二透镜组的焦距；
所述第五透镜满足以下关系：
0.19<FL5/fLC2<0.23，其中，fL5为所述第五透镜的焦距，fLC2为所述第二透镜组的焦距。
在一些可选择的实施方式中，
所述第一透镜组固定设置于套筒中，所述第二透镜组可沿着所述套筒的轴线移动，以使所述第一透镜组和所述第二透镜组的距离相对可调；
或者，
所述第二透镜组固定设置于套筒中，所述第一透镜组可沿着所述套筒的轴线移动，以使所述第一透镜组和所述第二透镜组的距离相对可调；
或者，
所述第一透镜组可沿着所述套筒的轴线移动，所述第二透镜组可沿着所述套筒的轴线移动，以使所述第一透镜组和所述第二透镜组的距离相对可调。
在一些可选择的实施方式中，所述套筒内壁形成有内螺纹；
所述第一透镜组固定设置于套筒中，所述第二透镜组形成有与所述内螺纹配合的外螺纹，第二透镜组与所述套筒内部螺纹连接，以使所述第二透镜可沿着所述套筒的轴线移动；
或者，
所述第二透镜组固定设置于套筒中，所述第一透镜组形成有与所述内螺纹配合的外螺纹，第一透镜组与所述套筒内部螺纹连接，以使所述第二透镜可沿着所述套筒的轴线移动；
或者，
所述第一透镜组形成有与所述内螺纹配合的外螺纹，所述第二透镜组形成有与所述内螺纹配合的外螺纹，以使所述第一透镜组和所述第二透镜组均可沿着所述套筒的轴线移动。
在一些可选择的实施方式中，所述套筒透镜模组的焦距的调节范围为150mm至250mm。
第二方面，本发明实施例还提供一种光检测显微系统，包括：
分色镜组，包括至少一个分色镜，用于将入射光分色后形成多路光信号；
多个光测试通道，用于对应接收并检测所述多路光信号；
所述光测试通道包括：
如第一方面所述的套筒透镜模组；
相机，沿所述光测试通道的光轴设置于所述第二透镜组的后方，用于检测所述光信号。
第三方面，本发明实施例还提供一种光检测显微系统，包括：
分色镜组，包括至少一个分色镜，用于将入射光分色后形成多路光信号；
多个光测试通道，用于对应接收并检测所述多路光信号；
所述光测试通道包括：
第一透镜组，所述第一透镜组包括至少一个透镜；
第二透镜组，所述第二透镜组包括至少一个透镜，所述第二透镜组沿所述光测试通道的光轴设置于所述第一透镜组的后方，且所述第一透镜组和所述第二透镜组的距离相对可调，以调节所述套筒透镜模组的焦距；
相机，沿所述光测试通道的光轴设置于所述第二透镜组的后方，用于检测所述光信号。
第四方面，本发明实施例还提供一种基因测序仪，包括：
激光器，用于发射激光；
生物芯片，所述生物芯片承载有待测基因样本，所述生物芯片用于被所述激光照射激发产生荧光信号；
如第二方面或第三方面所述的光检测显微系统，用于接收并检测所述荧光信号。
第五方面，本发明实施例还提供一种基因测序仪的控制方法，应用于如第四方面所述的基因测序仪；
所述方法包括：
调节各个光测试通道中所述第一透镜组和所述第二透镜组的距离，以使各个光测试通道的放大倍率相一致。
本发明实施例第一方面提供的套筒透镜模组，与相关技术相比，通过设置至少两组透镜组，第一透镜组具有正光焦度，第二透镜组具有负光焦度；并且第一透镜组和所述第二透镜组的距离相对可调，使得套筒透镜模组能够在不更换物镜的条件下，通过改变套筒透镜之间的间距实现变焦，同时可以实现光学系统的分辨率不变的前提下，改变系统的放大倍率，以满足不同的检测要求。
可以理解的是，上述第二方面至第五方面与相关技术相比存在的有益效果与上述第一方面与相关技术相比存在的有益效果相同或相似，可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一个实施例提供的基因测序仪的系统架构的示意图；
图2是本发明一个实施例提供的光检测显微系统的结构示意图；
图3是本发明另一个实施例提供的光检测显微系统的结构示意图；
图4a是本发明一个实施例的套筒透镜模组在150mm焦距的光路示意图；
图4b是本发明一个实施例的套筒透镜模组在200mm焦距的光路示意图；
图4c是本发明一个实施例的套筒透镜模组在250mm焦距的光路示意图；
图5是本发明一个实施例的带外螺纹的第二透镜组的结构示意图；
图6a是本发明一个实施例的套筒透镜模组在150mm焦距的结构示意图；
图6b是本发明一个实施例的套筒透镜模组在200mm焦距的结构示意图；
图6c是本发明一个实施例的套筒透镜模组在250mm焦距的结构示意图；
图7a是本发明一个实施例的套筒透镜模组在150mm焦距的成像点列图；
图7b是本发明一个实施例的套筒透镜模组在200mm焦距的成像点列图；
图7c是本发明一个实施例的套筒透镜模组在250mm焦距的成像点列图；
图8a是本发明一个实施例的套筒透镜模组在150mm焦距的传递函数曲线图；
图8b是本发明一个实施例的套筒透镜模组在200mm焦距的传递函数曲线图；
图8c是本发明一个实施例的套筒透镜模组在250mm焦距的传递函数曲线图。
附图标记说明：
光检测显微系统110、激光器120、生物芯片130、输入模块240、显示模块220、存储器230、控制器210；
物镜P100/Q100、第一反射镜P200、第一二向色镜P310、第二二向色镜P320、第三二向色镜P330、第二反射镜P340、第一光测试通道P410、第二光测试通道P420、第三光测试通道P430和第四光测试通道P440、第一套筒透镜模组P411、第一滤光片P412、第一相机P413、第二套筒透镜模组P421、第二滤光片P422、第二相机P423、第三套筒透镜模组P431、第三滤光片P432、第三相机P433、第四套筒透镜模组P441、第四滤光片P442、第四相机P443；第三反射镜Q200、第四二向色镜Q310、第四反射镜Q320、第五光测试通道Q410、第六光测试通道Q420、第五套筒透镜模组Q411、第五滤光片Q412、第五相机Q413、第六套筒透镜模组Q421、第六滤光片Q422、第六相机Q423；
套筒透镜模组入射面M1、第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第一透镜组LC1、第四透镜L4、第五透镜L5、第二透镜组LC2、像面M2、内螺纹W1、外螺纹W2。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明实施例。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明实施例的描述。
需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
还应当理解，在本发明实施例说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本发明实施例的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
显微成像技术在样本检测中具有广泛应用，例如，在基因测序中，需对生物芯片上的碱基进行荧光成像。针对不同的被测样本或不同的检测项目，显微成像装置中的光学系统所需的放大倍率不同。
相关技术中，显微成像装置的套筒透镜模组焦距较为固定，在不更换物镜时，套筒透镜模组焦距固定导致显微成像装置的光学系统的放大倍率固定，无法灵活适应各种检测需求。
例如，在一些应用场景中，基因测序仪工作时需对生物芯片上的碱基进行荧光成像。针对不同被测样本，光学系统所需的放大倍率不同。例如，针对低密度生物芯片或小靶面的相机，采用低放大倍率系统，可以在保证成像质量的前提下，使测序通量增加，测序时间缩短；针对高密度生物芯片或大靶面、大像素尺寸的相机，需采用高放大倍率系统，使在低放大倍率下无法分辨的相邻碱基可以被分辨。
申请人发现，基因测序仪的荧光显微系统(即显微成像装置的光学系统)的放大倍率
Figure BDA0003660960320000051
其中，f筒与f物分别为套筒透镜组件的焦距与物镜的焦距。显微成像装置的光学系统的放大倍率β由f筒与f物共同决定。
荧光显微系统的光学分辨率
Figure BDA0003660960320000052
其中，λ为波长，NA为物镜的数值孔径。
Figure BDA0003660960320000053
其中，n为物镜与样本之间介质的折射率，D为物镜的入瞳尺寸。
在其他条件不变时，f物越小，荧光显微系统的光学分辨率越高(光学分辨率σ的值越小，光学分辨率越高)。通常的改变荧光显微系统的放大倍率的方式是更换不同焦距的物镜，这就导致系统的光学分辨率可能降低，这是不希望的情况。相关技术中应用于基因测序仪的套筒透镜组件焦距固定，多为180mm或200mm。在不更换物镜时，套筒透镜组件焦距的单一性导致光学系统放大倍率的单一性，无法灵活适应各种测序条件。
另外，在一些应用场景中，基因测序仪测序时需对ATGC四种碱基，即腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)与鸟嘌呤(G)，进行荧光成像，通常采用多通道(如四通道或二通道)成像，每个通道都分别由套筒透镜组件、滤光片及相机组成。每个通道拍摄的图片最终要通过算法配准，使不同通道图片的碱基位置相匹配，这就使得保证所有通道的放大倍率一致是十分重要的。
申请人进一步发现，在多通道基因测序仪的使用中，套筒透镜组件的焦距公差所导致的放大倍率的差异，会使多通道图像无法仅通过算法校正来实现配准。
基于此，本发明实施例提供了套筒透镜模组、显微系统、基因测序仪及其使用方法。本发明实施例通过设置至少两组透镜组，第一透镜组具有正光焦度，第二透镜组具有负光焦度；并且第一透镜组和第二透镜组的距离相对可调，使得套筒透镜模组能够在不更换物镜的条件下，通过改变套筒透镜之间的间距实现变焦，同时可以实现光学系统的分辨率不变的前提下，改变系统的放大倍率，以满足不同的检测要求。
在具体说明本发明之前，先对基因测序仪的结构进行一个说明。
请参照图1，一种实施例公开了一种基因测序仪，包括光检测显微系统110、激光器120、生物芯片130、控制器210、显示模块220、存储器230和输入模块240等，下面分别说明。
激光器120用于发射激光，激光用于照射和激发生物芯片产生荧光。
生物芯片，生物芯片承载有待测基因样本，生物芯片用于被激光照射激发产生荧光信号。在一些实施例中，生物芯片上阵列有四种被荧光标记的碱基，分别为腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)与鸟嘌呤(G)。不同的碱基被激光激发后发出的荧光的光谱不同。因此，可通过测量光谱测量基因中碱基的排列。
光检测显微系统110，用于接收并检测荧光信号。光检测显微系统110可以是四通道成像系统，每一个通道对应一种碱基；光检测显微系统110也可以是双通道成像系统，双通道成像系统一次拍摄两种碱基的荧光，分两次完成四种碱基的荧光成像，本发明实施例对此不作限定。
请参照图2，以光检测显微系统110是四通道成像系统为例，光检测显微系统110包括物镜P100、第一反射镜P200、分色镜组和四个光测试通道。分色镜组包括三个二向色镜和一个反射镜，分别为第一二向色镜P310、第二二向色镜P320、第三二向色镜P330、第二反射镜P340，四个光测试通道分别为第一光测试通道P410、第二光测试通道P420、第三光测试通道P430和第四光测试通道P440。每个光测试通道均具有套筒透镜模组、滤光片和相机。例如，第一光测试通道P410具有第一套筒透镜模组P411、第一滤光片P412和第一相机P413；第二光测试通道P420具有第二套筒透镜模组P421、第二滤光片P422和第二相机P423；第三光测试通道P430具有第三套筒透镜模组P431、第三滤光片P432和第三相机P433；第四光测试通道P440具有第四套筒透镜模组P441、第四滤光片P442和第四相机P443。生物芯片激发的荧光信号经过物镜P100和第一反射镜P200反射后，形成入射光进入第一二向色镜P310分色，分色后的一部分光信号进入第一光测试通道P410，另一部分光形成入射光进入第二二向色镜P320再次分色，分色后的一部分光信号进入第二光测试通道P420，另一部分光形成入射光进入第三二向色镜P330再次分色，分色后的一部分光信号进入第三光测试通道P430，另一部分光形成入射光进入第二反射镜P340反射，反射后的光信号进入第四光测试通道P440。第一套筒透镜模组P411、第二套筒透镜模组P421、第三套筒透镜模组P431和第四套筒透镜模组P441的焦距由于制作工艺等因素的影响，焦距可能存在差异，从而导致四个套筒透镜模组的放大倍率不一致，进而导致不同光测试通道的相机拍摄的图片的碱基位置不匹配。因此，可通过调节各个套筒透镜模组中的第一透镜组和第二透镜组的间距，以调节各个套筒透镜模组的焦距，进而使得四个套筒透镜模组的放大倍率一致或基本一致。
请参照图3，以光检测显微系统110是双通道成像系统为例，光检测显微系统110包括物镜Q100、第三反射镜Q200、分色镜组和两个光测试通道。分色镜组包括一个二向色镜和一个反射镜，分别为第四二向色镜Q310和第四反射镜Q320，两个光测试通道分别为第五光测试通道Q410和第六光测试通道Q420。每个光测试通道均具有套筒透镜模组、滤光片和相机。例如，第五光测试通道具有第五套筒透镜模组Q411、第五滤光片Q412和第五相机Q413；第六光测试通道具有第六套筒透镜模组Q421、第六滤光片Q422和第六相机Q423。生物芯片激发的荧光信号经过物镜Q100和第三反射镜Q200反射后，形成入射光进入第四二向色镜Q310分色，分色后的一部分光信号进入第五光测试通道Q410，另一部分光形成入射光进入第四反射镜Q320反射，反射后的光信号进入第六光测试通道Q420。第五套筒透镜模组Q411、第六套筒透镜模组Q421的焦距由于制作工艺等因素的影响，焦距可能存在差异，从而导致两个套筒透镜模组的放大倍率不一致，进而导致不同光测试通道的相机拍摄的图片的碱基位置不匹配。因此，可通过调节各个套筒透镜模组中的第一透镜组和第二透镜组的间距，以调节各个套筒透镜模组的焦距，进而使得两个套筒透镜模组的放大倍率一致或基本一致。
在一些实施例中，在一些实施方式中，激光器发射的激光可先经过光束整形模块进行整形后，再经过第五二向色镜和物镜后，照射到生物芯片，以激发生物芯片产生荧光。
需要说明的是，相机可以用于捕获静态图像或视频。物体通过镜头生成光学图像投射到相机的感光元件。感光元件可以是电荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)或互补金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，CMOS)光电晶体管。感光元件把光信号转换成电信号，之后将电信号传递给ISP(Image Signal Processor，图像信号处理器)转换成数字图像信号。ISP将数字图像信号输出到DSP加工处理。DSP将数字图像信号转换成标准的RGB，YUV等格式的图像信号。
以上是对光检测显微系统110的一些举例说明，下面继续对基因测序仪中的其他部件和结构进行说明。
输入模块240用于接收用户的输入。常见地，输入模块240可以是鼠标和键盘等，在一些情况下，也可以是触控显示屏，触控显示屏带来供用户输入和显示内容的功能，因此这种例子中输入模块240和显示模块220是集成在一起的。当然，在一些例子中，输入模块240甚至可以是带来识别语音的语音输入设备等。
显示模块220可以用于显示信息。在有的实施例中，基因测序仪本身可以集成显示模块，在有的实施例中，基因测序仪也可以连接一个计算机设备(例如电脑)，通过计算机设备的显示单元(例如显示屏)来显示信息，这些都属于本文中显示模块220所限定和保护的范围。
在一些实施例中，控制器可以包括一个或多个处理单元，例如：控制器可以包括应用处理器(Application Processor，AP)，调制解调处理器，图形处理器(GraphicsProcessing Unit，GPU)，图像信号处理器(Image Signal Processor，ISP)，存储器，视频编解码器，数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)，基带处理器，和/或神经网络处理器(Neural-network Processing Unit，NPU)等。其中，不同的处理单元可以是独立的器件，也可以集成在一个或多个处理器中。控制器可以是基因测序仪的神经中枢和指挥中心。控制器可以根据指令操作码和时序信号，产生操作控制信号，完成取指令和执行指令的控制。例如，控制器可以获取来自相机拍摄得到的基因图片并输出到显示模块进行显示；也可以发出控制指令控制电机带动套筒透镜模组中的透镜组移动，以调节对应套筒透镜模组的焦距。
需要说明的是，本发明实施例描述的基因测序仪的结构是为了更加清楚的说明本发明实施例的技术方案，并不构成对于本发明实施例提供的技术方案的限定，本领域技术人员可知，随着设备架构的演变和新应用场景的出现，本发明实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。
本领域技术人员可以理解的是，图1、图2和图3中示出的基因测序仪或光检测显微系统或套筒透镜模组并不构成对本发明实施例的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图4a、图4b和图4c所示，本发明实施例提供一种套筒透镜模组，包括：
套筒；
第一透镜组LC1，设置于套筒中，第一透镜组LC1包括至少一个透镜，第一透镜组LC1具有正光焦度；
第二透镜组LC2，设置于套筒中，且沿套筒透镜模组的光轴设置在第一透镜组LC1的后方，第二透镜组LC2包括至少一个透镜，第二透镜组LC2具有负光焦度；
第一透镜组LC1和第二透镜组LC2的距离相对可调。
可以理解的是，第一透镜组LC1可以包括一个透镜，也可以包括多个透镜；第一透镜组LC1具有正光焦度，第一透镜组LC1可以用于汇聚入射光束，同时校正色差。第二透镜组LC2可以包括一个透镜，也可以包括多个透镜；第一透镜组LC1具有正光焦度，第一透镜组LC1可以用于校正第一透镜组LC1组，即第一透镜组LC1引入的球差与彗差。第二透镜组LC2沿套筒透镜模组的光轴设置在第一透镜组LC1的后方指的是第二透镜组LC2沿着光束传播方向设置在第一透镜组LC1的后方，即比第一透镜组LC1更靠近套筒透镜模组的像面M2。第一透镜组LC1和第二透镜组LC2的距离相对可调，使得套筒透镜模组的焦距可以改变。需要说明的是，套筒透镜模组的焦距指的是套筒透镜模组中的光学元件(如透镜)组成的光学系统的焦距。第一透镜组LC1和第二透镜组LC2的距离可以通过手动调节，也可以通过自动调节。例如，可以通过控制器控制电机，以驱动第一透镜组LC1和/或第二透镜组LC2移动，从而调节套筒透镜模组的焦距。在一些实施例中，当套筒透镜模组的焦距调整之后，像面M2的位置也会相应发生变化，因此需要相应调整对应相机的位置，以使套筒透镜模组达到衍射极限，从而满足成像清晰度要求。
示例性的，套筒为直筒，第一透镜组LC1和第二透镜组LC2均设置在套筒中，且套筒的轴线、第一透镜组LC1的光轴和第二透镜组LC2的光轴同轴。第一透镜组LC1可以包括三个透镜，三个透镜互相胶合连接形成具有正光焦度的第一透镜组LC1；第二透镜组LC2可以包括两个透镜，两个透镜互相胶合连接形成具有负光焦度的第二透镜组LC2。
本发明实施例提供的套筒透镜模组，与相关技术相比，通过设置至少两组透镜组，第一透镜组LC1具有正光焦度，第二透镜组LC2具有负光焦度；并且第一透镜组LC1和第二透镜组LC2的距离相对可调，使得套筒透镜模组能够在不更换物镜的条件下，通过改变套筒透镜之间的间距实现变焦，同时可以实现光学系统的分辨率不变的前提下，改变系统的放大倍率，以满足不同的检测要求。
在一些可选择的实施方式中，第一透镜组LC1满足以下关系：
0.65<fLC1/fM<0.85，其中，fLC1为第一透镜组LC1的焦距，fM为套筒透镜模组的焦距。
可以理解的是，第一透镜组LC1的焦距fLC1和套筒透镜模组的焦距fM满足上述关系，可以较好地实现正光焦度，同时校正入射光的色差，以使套筒透镜组件在预设的焦距范围内均可达到衍射极限，从而满足成像清晰度要求。
示例性的，套筒透镜组件预设的焦距范围为150mm至250mm。图4a、图4b和图4c分别为本示例的套筒透镜模组在150mm、200mm及250mm焦距的光路示意图。
在一些可选择的实施方式中，包括：
第一透镜L1，第一透镜L1为具有正光焦度的弯月透镜；
第二透镜L2，与第一透镜L1胶合连接，第二透镜L2为具有负光焦度的弯月透镜；
第三透镜L3，与第二透镜L2胶合连接，第三透镜L3为具有正光焦度的双凸透镜。
可以理解的是，可以通过对第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3的光学参数的合理设计，以满足第一透镜组LC1的光学参数要求。
在一些可选择的实施方式中，第一透镜L1满足以下关系：
0.63<fL1/fLC1<0.71，其中，fL1为第一透镜L1的焦距，fLC1为第一透镜组LC1的焦距；
第二透镜L2满足以下关系：
-0.55<fL2/fLC1<-0.49，其中，fL2为第二透镜L2的焦距，fLC1为第一透镜组LC1的焦距；
第三透镜L3满足以下关系：
0.38<fL3/fLC1<0.43，其中，fL3为第三透镜L3的焦距，fLC1为第一透镜组LC1的焦距。
可以理解的是，为了满足第一透镜组LC1的光学参数要求，第一透镜L1的焦距fLC1和第一透镜组LC1的焦距fM的关系，第二透镜L2的焦距fLC2和第一透镜组LC1的焦距fM的关系，第三透镜L3的焦距fLC3和第一透镜组LC1的焦距fM的关系，需满足上述约束条件。可以通过对第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3的结构进行合理设计，以满足第一透镜组LC1的光学参数要求。
示例性的，第一透镜L1的厚度为14.985mm，折射率为1.62，阿贝数为63.42；第二透镜L2的厚度为14.585mm，折射率为1.81，阿贝数为40.94；第三透镜L3的厚度为15mm，折射率为1.59，阿贝数为68.40。第一透镜L1的入射面曲率半径为72.228mm，第一透镜L1的出射面的曲率半径为119.869mm；第二透镜L2的入射面与第一透镜L1的出射面贴合，曲率半径同为119.869mm，第二透镜L2的出射面的曲率半径为38.732mm；第三透镜L3的入射面与第二透镜L2的出射面贴合，曲率半径同为38.732mm，第三透镜L3的出射面的曲率半径为-298.97mm。
在一些可选择的实施方式中，第二透镜组LC2满足：
-1.18<fLC2/fM<-0.96，其中，fLC2为第二透镜组LC2的焦距，fM为套筒透镜模组的焦距。
可以理解的是，第二透镜组LC2的焦距fLC2和套筒透镜模组的焦距fM满足上述关系，可以较好地实现负光焦度，同时校正第一透镜组LC1引入的球差与彗差，以使套筒透镜组件在预设的焦距范围内均可达到衍射极限，从而满足成像清晰度要求。
示例性的，套筒透镜组件预设的焦距范围为150mm至250mm。
在一些可选择的实施方式中，第二透镜组LC2包括：
第四透镜L4，第四透镜L4为具有正光焦度的双凸透镜；
第五透镜L5，与第四透镜L4胶合连接，第五透镜L5为具有负光焦度的双凹透镜。
可以理解的是，可以通过对第四透镜L4和第五透镜L5的光学参数的合理设计，以满足第二透镜组LC2的光学参数要求。
在一些可选择的实施方式中，
第四透镜L4满足以下关系：
-0.29<fL4/fLC2<-0.25，其中，fL4为第四透镜L4的焦距，fLC2为第二透镜组LC2的焦距；
第五透镜L5满足以下关系：
0.19<FL5/fLC2<0.23，其中，fL5为第五透镜L5的焦距，fLC2为第二透镜组LC2的焦距。
可以理解的是，为了满足第一透镜组LC1的光学参数要求，第四透镜L4的焦距fLC1和第二透镜组LC2的焦距fM的关系，第五透镜L5的焦距fLC2和第二透镜组LC2的焦距fM的关系，需满足上述约束条件。可以通过对第四透镜L4和第五透镜L5的结构进行合理设计，以满足第二透镜组LC2的光学参数要求。
示例性的，第四透镜L4的厚度为15mm，折射率为1.59，阿贝数为35.30；第五透镜L5的厚度为5.471mm，折射率为1.61，阿贝数为43.89。第四透镜L4的入射面曲率半径为440.342mm，第四透镜L4的出射面的曲率半径为-37.267mm；第五透镜L5的入射面与第四透镜L4的出射面贴合，曲率半径同为-37.267mm，第五透镜L5的出射面的曲率半径为104.315mm。
在一些可选择的实施方式中，实现第一透镜组LC1和第二透镜组LC2的距离相对可调的方式，可以是其中一个透镜组固定，另一个透镜组移动；也可以是两个透镜组均可移动，本发明实施例对此不作限定。例如，可以是第一透镜组LC1固定设置于套筒中，第二透镜组LC2可沿着套筒的轴线移动，以使第一透镜组LC1和第二透镜组LC2的距离相对可调；也可以是第二透镜组LC2固定设置于套筒中，第一透镜组LC1可沿着套筒的轴线移动，以使第一透镜组LC1和第二透镜组LC2的距离相对可调；也可以是第一透镜组LC1可沿着套筒的轴线移动，第二透镜组LC2可沿着套筒的轴线移动，以使第一透镜组LC1和第二透镜组LC2的距离相对可调。
在一些可选择的实施方式中，套筒内壁形成有内螺纹；
第一透镜组LC1固定设置于套筒中，第二透镜组LC2形成有与内螺纹配合的外螺纹，第二透镜组LC2与套筒内部螺纹连接，以使第二透镜L2可沿着套筒的轴线移动；
或者，第二透镜组LC2固定设置于套筒中，第一透镜组LC1形成有与内螺纹配合的外螺纹，第一透镜组LC1与套筒内部螺纹连接，以使第二透镜L2可沿着套筒的轴线移动；
或者，第一透镜组LC1形成有与内螺纹配合的外螺纹，第二透镜组LC2形成有与内螺纹配合的外螺纹，以使第一透镜组LC1和第二透镜组LC2均可沿着套筒的轴线移动。
示例性的，第一透镜组LC1固定设置于套筒中，第二透镜组LC2形成有与内螺纹配合的外螺纹，如图5所示，第二透镜组LC2与套筒内部螺纹连接，以使第二透镜L2可沿着套筒的轴线移动。焦距可变的套筒透镜组件，不同焦距情况下的镜筒结构如图6a、图6b和图6c。第一透镜组LC1固定设置于套筒中，第二透镜组LC2通过螺纹结构与套筒活动连接，通过螺纹旋转，可以便捷地调节第一透镜组LC1与第二透镜组LC2的距离，从而改变套筒透镜模组的焦距。
在一些可选择的实施方式中，套筒透镜模组的焦距的调节范围为150mm至250mm。图6a、图6b和图6c分别为本示例的套筒透镜模组在150mm、200mm及250mm焦距的结构示意图。也即是说，套筒透镜组件需要在预设的焦距范围内均可达到衍射极限，从而满足成像清晰度要求。
套筒透镜模组还包括驱动电机，用于驱动第一透镜组LC1和/或第二透镜组LC2沿套筒透镜模组的光轴移动，以实现自动调节第一透镜组LC1与第二透镜组LC2的距离。
下列以一具体示例，进一步说明本发明实施例。
示例一
本示例中，设计套筒透镜组件的入瞳尺寸与成像视野分别为16mm和16mm，焦距在150mm至250mm内可变。例如，图4a、图4b和图4c分别为本示例的套筒透镜模组在150mm、200mm及250mm焦距的光路示意图；第一透镜组LC1固定设置于套筒中，第二透镜组LC2形成有与内螺纹配合的外螺纹，如图5所示，第二透镜组LC2与套筒内部螺纹连接，以使第二透镜L2可沿着套筒的轴线移动。图6a、图6b和图6c分别为本示例的套筒透镜模组在150mm、200mm及250mm焦距的结构示意图。
第一透镜L1为具有正光焦度的弯月透镜。第二透镜L2为具有负光焦度的弯月透镜。第三透镜L3为具有正光焦度的双凸透镜。第一透镜L1、第二透镜L2和第三透镜L3组成的三胶合第一透镜组LC1具有正光焦度，第一透镜组LC1主要校正色差。第四透镜L4为具有正光焦度的双凸透镜，主要校正第一透镜组LC1引入的球差与彗差。第五透镜L5为具有负光焦度的双凹透镜。第四透镜L4和第五透镜L5组成的双胶合第二透镜组LC2具有负光焦度。入射光从套筒透镜组件的入射面M1入射，已经经过第一透镜组LC1和第二透镜组后在像面M2成像。
为了实现相应的光学性能，第一透镜组LC1需满足以下关系：
0.65<fLC1/fM<0.85；
其中fLC1为第一透镜组LC1的焦距，fM为套筒透镜模组的中心焦距。
第一透镜L1需满足以下关系：
0.63<fL1/fLC1<0.71；
其中fL1为第一透镜L1的焦距，fLC1为第一透镜组LC1的焦距。
第二透镜L2需满足以下关系：
-0.55<fL2/fLC1<-0.49；
其中fL2为第二透镜L2的焦距，fLC1为第一透镜组LC1的焦距。
第三透镜L3需满足以下关系：
0.38<fL3/fLC1<0.43；
其中fL3为第三透镜L3的焦距，fLC1为第一透镜组LC1的焦距。
第二透镜组LC2满足以下关系：
-1.18<fLC2/fM<-0.96；
其中fLC2为第二透镜组LC2的焦距，fM为套筒透镜模组的中心焦距。
第四透镜L4需满足以下关系：
-0.29<fL4/fLC2<-0.25；
其中fL4为第四透镜L4的焦距，fLC2为第二透镜组LC2的焦距。
第四透镜L4L5需满足以下关系：
0.19<FL5/fLC2<0.23；
其中fL5为第五透镜L5的焦距，fLC2为第二透镜组LC2的焦距。
表1为本示例的套筒透镜模组在150mm、200mm及250mm焦距的表面参数。本示例的套筒透镜模组由5片透镜构成，从左到右分别为第一透镜L1、第二透镜L2、第三透镜L3、第四透镜L4，第五透镜L5。其中L1、L2和L3三片透镜构成三胶合结构的第一透镜组LC1，L4和L5两片透镜构成双胶合结构的第二透镜组LC2。第一透镜L1至第五透镜L5共同构成焦距可变的套筒透镜，通过改变第一透镜组LC1与第二透镜组LC2之间的距离实现套筒透镜焦距的改变。
Figure BDA0003660960320000111
表一
表一中，套筒透镜模组的入射面M1的面编号为1，为平面，在150mm、200mm及250mm焦距的情况下，套筒透镜模组的入射面与焦距(像面M2)的距离分别为150mm、200mm及250mm。
第一透镜L1的厚度为14.985mm，折射率为1.62，阿贝数为63.42；第二透镜L2的厚度为14.585mm，折射率为1.81，阿贝数为40.94；第三透镜L3的厚度为15mm，折射率为1.59，阿贝数为68.40。第一透镜L1的入射面的面编号为2，曲率半径为72.228mm，第一透镜L1的出射面的曲率半径为119.869mm；第二透镜L2的入射面与第一透镜L1的出射面贴合，曲率半径同为119.869mm，面编号同为3，第二透镜L2的出射面的曲率半径为38.732mm；第三透镜L3的入射面与第二透镜L2的出射面贴合，曲率半径同为38.732mm，面编号同为4，第三透镜L3的出射面的曲率半径为-298.97mm，面编号为5，“#”表示第三透镜L3的出射面为第一透镜组LC1的最后的一个表面。在150mm、200mm及250mm焦距的情况下，第三透镜L3的出射面与第四透镜L4的入射面的距离分别为91.095mm、39.742mm及8.93mm。第四透镜L4的厚度为15mm，折射率为1.59，阿贝数为35.30；第五透镜L5的厚度为5.471mm，折射率为1.61，阿贝数为43.89。第四透镜L4的入射面曲率半径为440.342mm，面编号为6，第四透镜L4的出射面的曲率半径为-37.267mm；第五透镜L5的入射面与第四透镜L4的出射面贴合，曲率半径同为-37.267mm，面编号同为7；第五透镜L5的出射面的曲率半径为104.315mm，面编号为8，“#”表示第五透镜L5的出射面为第二透镜组LC2的最后的一个表面。在150mm、200mm及250mm焦距的情况下，第五透镜L5的出射面与像面M2的入射面的距离分别为10.479mm、83.605mm及156.912mm。
本示例的套筒透镜模组不同焦距的成像质量见图7a、图7b、图7c、图8a、图8b和图8c。其中，图7a、图7b和图7c分别为套筒透镜模组在150mm、200mm、250mm焦距的成像点列图，其中，“+”号为蓝色光(波长0.486133μm)的分布情况，
Figure BDA0003660960320000121
号为绿色光(波长0.587562μm)的分布情况，“Δ”号为红色光(波长0.656273μm)的分布情况，可以看出，本示例的套筒透镜模组在150mm、200mm、250mm焦距，主要能量(大部分光线)集中在中心区域，均可达到衍射极限。图8a、图8b和图8c分别为套筒透镜模组在150mm、200mm、250mm焦距的传递函数曲线，横轴为每毫米周期的空间频率(spatial frequency in cycles per mm)，纵轴为光学传递函数的值(modulus of the OTF)。其中，Line1为理想曲线，可以看出，本示例的焦距可变的套筒透镜在150mm、200mm、250mm焦距，各波长的光对应的曲线均靠近或达到理想曲线，即本示例的焦距可变的套筒透镜在150mm、200mm、250mm焦距均能达到衍射极限，获得较好的成像质量。
本发明实施例通过改变套筒透镜的焦距来改变光学系统的放大倍率，可以适配不同的测试场景，且不会对系统的光学分辨率产生影响。另外，本发明实施例的套筒透镜组件结构简单，成本低廉，改变套筒透镜组件的焦距的方法简单，便于操作，调试便捷性良好。
另外，本发明实施例还提供一种光检测显微系统，包括：
分色镜组，包括至少一个分色镜，用于将入射光分色后形成多路光信号；
多个光测试通道，用于对应接收并检测多路光信号；
光测试通道包括：
如前的套筒透镜模组；
相机，沿光测试通道的光轴设置于第二透镜组的后方，用于检测光信号。
需要说明的是，光检测显微系统110用于接收并检测光信号，例如，可以接收并检测生物芯片被激发产生的荧光信号。光检测显微系统110可以是四通道成像系统，每一个通道对应一种碱基；光检测显微系统110也可以是双通道成像系统，双通道成像系统一次拍摄两种碱基的荧光，分两次完成四种碱基的荧光成像，本发明实施例对此不作限定。
示例性的，请参照图2，以光检测显微系统110是四通道成像系统为例，光检测显微系统110包括物镜P100、第一反射镜P200、分色镜组和四个光测试通道。分色镜组包括三个二向色镜和一个反射镜，分别为第一二向色镜P310、第二二向色镜P320、第三二向色镜P330、第二反射镜P340，四个光测试通道分别为第一光测试通道P410、第二光测试通道P420、第三光测试通道P430和第四光测试通道P440。每个光测试通道均具有套筒透镜模组、滤光片和相机。例如，第一光测试通道P410具有第一套筒透镜模组P411、第一滤光片P412和第一相机P413；第二光测试通道P420具有第二套筒透镜模组P421、第二滤光片P422和第二相机P423；第三光测试通道P430具有第三套筒透镜模组P431、第三滤光片P432和第三相机P433；第四光测试通道P440具有第四套筒透镜模组P441、第四滤光片P442和第四相机P443。生物芯片激发的荧光信号经过物镜P100和第一反射镜P200反射后，形成入射光进入第一二向色镜P310分色，分色后的一部分光信号进入第一光测试通道P410，另一部分光形成入射光进入第二二向色镜P320再次分色，分色后的一部分光信号进入第二光测试通道P420，另一部分光形成入射光进入第三二向色镜P330再次分色，分色后的一部分光信号进入第三光测试通道P430，另一部分光形成入射光进入第二反射镜P340反射，反射后的光信号进入第四光测试通道P440。第一套筒透镜模组P411、第二套筒透镜模组P421、第三套筒透镜模组P431和第四套筒透镜模组P441的焦距由于制作工艺等因素的影响，焦距可能存在差异，从而导致四个套筒透镜模组的放大倍率不一致，进而导致不同光测试通道的相机拍摄的图片的碱基位置不匹配。因此，可通过调节各个套筒透镜模组中的第一透镜组和第二透镜组的间距，以调节各个套筒透镜模组的焦距，进而使得四个套筒透镜模组的放大倍率一致或基本一致。
请参照图3，以光检测显微系统110是双通道成像系统为例，光检测显微系统110包括物镜Q100、第三反射镜Q200、分色镜组和两个光测试通道。分色镜组包括一个二向色镜和一个反射镜，分别为第四二向色镜Q310和第四反射镜Q320，两个光测试通道分别为第五光测试通道Q410和第六光测试通道Q420。每个光测试通道均具有套筒透镜模组、滤光片和相机。例如，第五光测试通道具有第五套筒透镜模组Q411、第五滤光片Q412和第五相机Q413；第六光测试通道具有第六套筒透镜模组Q421、第六滤光片Q422和第六相机Q423。生物芯片激发的荧光信号经过物镜Q100和第三反射镜Q200反射后，形成入射光进入第四二向色镜Q310分色，分色后的一部分光信号进入第五光测试通道Q410，另一部分光形成入射光进入第四反射镜Q320反射，反射后的光信号进入第六光测试通道Q420。第五套筒透镜模组Q411、第六套筒透镜模组Q421的焦距由于制作工艺等因素的影响，焦距可能存在差异，从而导致两个套筒透镜模组的放大倍率不一致，进而导致不同光测试通道的相机拍摄的图片的碱基位置不匹配。因此，可通过调节各个套筒透镜模组中的第一透镜组和第二透镜组的间距，以调节各个套筒透镜模组的焦距，进而使得两个套筒透镜模组的放大倍率一致或基本一致。
套筒透镜模组的相关说明请参照前述，在此不作赘述。
本发明实施例提供的光检测显微系统，与相关技术相比，通过设置多个光测试通道，每个光测试通道至少包括两组透镜组，第一透镜组具有正光焦度，第二透镜组具有负光焦度；并且第一透镜组和第二透镜组的距离相对可调，使得套筒透镜模组能够在不更换物镜的条件下，通过改变套筒透镜之间的间距实现变焦，同时可以实现光学系统的分辨率不变的前提下，改变各个光测试通道的放大倍率，以满足不同的检测要求。例如，在多通道成像的基因测序系统中，可通过改变各个光测试通道的放大倍率，以使各个光测试通道的放大倍率一致，从而避免由于套筒透镜焦距公差导致的多通道相机无法配准的问题。
另外，本发明实施例还提供一种光检测显微系统，包括：
分色镜组，包括至少一个分色镜，用于将入射光分色后形成多路光信号；
多个光测试通道，用于对应接收并检测多路光信号；
光测试通道包括：
第一透镜组，第一透镜组包括至少一个透镜；
第二透镜组，第二透镜组包括至少一个透镜，第二透镜组沿光测试通道的光轴设置于第一透镜组的后方，且第一透镜组和第二透镜组的距离相对可调，以调节套筒透镜模组的焦距；
相机，沿光测试通道的光轴设置于第二透镜组的后方，用于检测光信号。
需要说明的是，光检测显微系统110用于接收并检测光信号，例如，可以接收并检测生物芯片被激发产生的荧光信号。光检测显微系统110可以是四通道成像系统，每一个通道对应一种碱基；光检测显微系统110也可以是双通道成像系统，双通道成像系统一次拍摄两种碱基的荧光，分两次完成四种碱基的荧光成像，本发明实施例对此不作限定。
示例性的，请参照图2，以光检测显微系统110是四通道成像系统为例，光检测显微系统110包括物镜P100、第一反射镜P200、分色镜组和四个光测试通道。分色镜组包括三个二向色镜和一个反射镜，分别为第一二向色镜P310、第二二向色镜P320、第三二向色镜P330、第二反射镜P340，四个光测试通道分别为第一光测试通道P410、第二光测试通道P420、第三光测试通道P430和第四光测试通道P440。每个光测试通道均具有套筒透镜模组、滤光片和相机。例如，第一光测试通道P410具有第一套筒透镜模组P411、第一滤光片P412和第一相机P413；第二光测试通道P420具有第二套筒透镜模组P421、第二滤光片P422和第二相机P423；第三光测试通道P430具有第三套筒透镜模组P431、第三滤光片P432和第三相机P433；第四光测试通道P440具有第四套筒透镜模组P441、第四滤光片P442和第四相机P443。生物芯片激发的荧光信号经过物镜P100和第一反射镜P200反射后，形成入射光进入第一二向色镜P310分色，分色后的一部分光信号进入第一光测试通道P410，另一部分光形成入射光进入第二二向色镜P320再次分色，分色后的一部分光信号进入第二光测试通道P420，另一部分光形成入射光进入第三二向色镜P330再次分色，分色后的一部分光信号进入第三光测试通道P430，另一部分光形成入射光进入第二反射镜P340反射，反射后的光信号进入第四光测试通道P440。第一套筒透镜模组P411、第二套筒透镜模组P421、第三套筒透镜模组P431和第四套筒透镜模组P441的焦距由于制作工艺等因素的影响，焦距可能存在差异，从而导致四个套筒透镜模组的放大倍率不一致，进而导致不同光测试通道的相机拍摄的图片的碱基位置不匹配。因此，可通过调节各个套筒透镜模组中的第一透镜组和第二透镜组的间距，以调节各个套筒透镜模组的焦距，进而使得四个套筒透镜模组的放大倍率一致或基本一致。
请参照图3，以光检测显微系统110是双通道成像系统为例，光检测显微系统110包括物镜Q100、第三反射镜Q200、分色镜组和两个光测试通道。分色镜组包括一个二向色镜和一个反射镜，分别为第四二向色镜Q310和第四反射镜Q320，两个光测试通道分别为第五光测试通道Q410和第六光测试通道Q420。每个光测试通道均具有套筒透镜模组、滤光片和相机。例如，第五光测试通道具有第五套筒透镜模组Q411、第五滤光片Q412和第五相机Q413；第六光测试通道具有第六套筒透镜模组Q421、第六滤光片Q422和第六相机Q423。生物芯片激发的荧光信号经过物镜Q100和第三反射镜Q200反射后，形成入射光进入第四二向色镜Q310分色，分色后的一部分光信号进入第五光测试通道Q410，另一部分光形成入射光进入第四反射镜Q320反射，反射后的光信号进入第六光测试通道Q420。第五套筒透镜模组Q411、第六套筒透镜模组Q421的焦距由于制作工艺等因素的影响，焦距可能存在差异，从而导致两个套筒透镜模组的放大倍率不一致，进而导致不同光测试通道的相机拍摄的图片的碱基位置不匹配。因此，可通过调节各个套筒透镜模组中的第一透镜组和第二透镜组的间距，以调节各个套筒透镜模组的焦距，进而使得两个套筒透镜模组的放大倍率一致或基本一致。
套筒透镜模组可以具有至少两个透镜组，透镜组的结构组成和光学参数设计可以根据需要进行设计，能满足焦距要求和成像质量要求即可。例如，套筒透镜模组可以采用但不限于前序实施例的套筒透镜模组，在此不作赘述。
本发明实施例提供的光检测显微系统，与相关技术相比，通过设置多个光测试通道，每个光测试通道至少包括两组透镜组；并且第一透镜组和第二透镜组的距离相对可调，使得套筒透镜模组能够在不更换物镜的条件下，通过改变套筒透镜之间的间距实现变焦，同时可以实现光学系统的分辨率不变的前提下，改变各个光测试通道的放大倍率，以满足不同的检测要求。例如，在多通道成像的基因测序系统中，可通过改变各个光测试通道的放大倍率，以使各个光测试通道的放大倍率一致，从而避免由于套筒透镜焦距公差导致的多通道相机无法配准的问题。
另外，本发明实施例还提供一种基因测序仪，包括：
激光器，用于发射激光；
生物芯片，生物芯片承载有待测基因样本，生物芯片用于被激光照射激发产生荧光信号；
如前述的光检测显微系统，用于接收并检测荧光信号。
基因测序仪的相关说明请参照前述，在此不作赘述。
本发明实施例提供的套筒透镜模组，与相关技术相比，通过在光检测显微系统设置多个光测试通道，每个光测试通道至少包括两组透镜组，第一透镜组具有正光焦度，第二透镜组具有负光焦度；并且第一透镜组和第二透镜组的距离相对可调，使得套筒透镜模组能够在不更换物镜的条件下，通过改变套筒透镜之间的间距实现变焦，同时可以实现光学系统的分辨率不变的前提下，改变各个光测试通道的放大倍率，以满足不同的检测要求。例如，在多通道成像的基因测序系统中，可通过改变各个光测试通道的放大倍率，以使各个光测试通道的放大倍率一致，从而避免由于套筒透镜焦距公差导致的多通道相机无法配准的问题。
另外，本发明实施例还提供一种基因测序仪的控制方法，应用于如第四方面的基因测序仪；
基因测序仪的控制方法包括：
调节各个光测试通道中第一透镜组和第二透镜组的距离，以使各个光测试通道的放大倍率相一致。
可以理解的是，在一些实施例中，可以通过基因测序仪的控制器控制驱动电机，以驱动第一透镜组和/或第二透镜组沿套筒透镜模组的光轴移动，从而实现调节各个光测试通道中第一透镜组和第二透镜组的距离；在另一些实施例中，控制器可持续获取各个光测试通道的相机拍摄的图像，并根据图像调节各个光测试通道中套筒透镜模组的焦距，从而实现各个光测试通道的放大倍率相一致。例如，控制器可以获取各个光测试通道的相机拍摄的图像，通过图像识别算法识别成像质量最好的光测试通道，并以该光测试通道为基准，调节其他光测试通道的光学焦距，从而实现各个光测试通道的放大倍率相一致。
本发明实施例提供的基因测序仪的控制方法，与相关技术相比，通过在光检测显微系统设置多个光测试通道，每个光测试通道至少包括两组透镜组，第一透镜组具有正光焦度，第二透镜组具有负光焦度；并且第一透镜组和第二透镜组的距离相对可调，使得套筒透镜模组能够在不更换物镜的条件下，通过改变套筒透镜之间的间距实现变焦，同时可以实现光学系统的分辨率不变的前提下，改变各个光测试通道的放大倍率，以满足不同的检测要求。例如，在多通道成像的基因测序系统中，可通过改变各个光测试通道的放大倍率，以使各个光测试通道的放大倍率一致，从而避免由于套筒透镜焦距公差导致的多通道相机无法配准的问题。
需要说明的是，本实施例中的基因测序仪的控制方法，可以在如图1、图2或图3所示实施例的基因测序仪中的使用，即是说，本实施例中的基因测序仪的控制方法和如图1、图2或图3所示实施例的基因测序仪具有相同的发明构思，因此这些实施例具有相同的实现原理以及技术效果，此处不再详述。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。
以上是对本发明实施例的较佳实施进行了具体说明，但本发明实施例并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明实施例精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本发明实施例权利要求所限定的范围内。

Claims (14)

1.一种套筒透镜模组，其特征在于，包括：
套筒；
第一透镜组，设置于所述套筒中，所述第一透镜组包括至少一个透镜，所述第一透镜组具有正光焦度；
第二透镜组，设置于所述套筒中，且沿所述套筒透镜模组的光轴设置在所述第一透镜组的后方，所述第二透镜组包括至少一个透镜，所述第二透镜组具有负光焦度；
所述第一透镜组和所述第二透镜组的距离相对可调。
2.根据权利要求1所述的套筒透镜模组，其特征在于，所述第一透镜组满足：
0.65<fLC1/fM<0.85，其中，fLC1为所述第一透镜组的焦距，fM为所述套筒透镜模组的焦距。
3.根据权利要求1所述的套筒透镜模组，其特征在于，包括：
第一透镜，所述第一透镜为具有正光焦度的弯月透镜；
第二透镜，与所述第一透镜胶合连接，所述第二透镜为具有负光焦度的弯月透镜；
第三透镜，与所述第二透镜胶合连接，所述第三透镜为具有正光焦度的双凸透镜。
4.根据权利要求3所述的套筒透镜模组，其特征在于，
所述第一透镜满足以下关系：
0.63<fL1/fLC1<0.71，其中，fL1为所述第一透镜的焦距，fLC1为所述第一透镜组的焦距；
所述第二透镜满足以下关系：
-0.55<fL2/fLC1<-0.49，其中，fL2为所述第二透镜的焦距，fLC1为所述第一透镜组的焦距；
所述第三透镜满足以下关系：
0.38<fL3/fLC1<0.43，其中，fL3为所述第三透镜的焦距，fLC1为所述第一透镜组的焦距。
5.根据权利要求1所述的套筒透镜模组，其特征在于，所述第二透镜组满足以下关系：
-1.18<fLC2/fM<-0.96，其中，fLC2为所述第二透镜组的焦距，fM为所述套筒透镜模组的焦距。
6.根据权利要求1所述的套筒透镜模组，其特征在于，所述第二透镜组包括：
第四透镜，所述第四透镜为具有正光焦度的双凸透镜；
第五透镜，与所述第四透镜胶合连接，所述第五透镜为具有负光焦度的双凹透镜。
7.根据权利要求6所述的套筒透镜模组，其特征在于，
所述第四透镜满足以下关系：
-0.29<fL4/fLC2<-0.25，其中，fL4为所述第四透镜的焦距，fLC2为所述第二透镜组的焦距；
所述第五透镜满足以下关系：
0.19<FL5/fLC2<0.23，其中，fL5为所述第五透镜的焦距，fLC2为所述第二透镜组的焦距。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的套筒透镜模组，其特征在于，
所述第一透镜组固定设置于套筒中，所述第二透镜组可沿着所述套筒的轴线移动，以使所述第一透镜组和所述第二透镜组的距离相对可调；
或者，
所述第二透镜组固定设置于套筒中，所述第一透镜组可沿着所述套筒的轴线移动，以使所述第一透镜组和所述第二透镜组的距离相对可调；
或者，
所述第一透镜组可沿着所述套筒的轴线移动，所述第二透镜组可沿着所述套筒的轴线移动，以使所述第一透镜组和所述第二透镜组的距离相对可调。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的套筒透镜模组，其特征在于，所述套筒内壁形成有内螺纹；
所述第一透镜组固定设置于套筒中，所述第二透镜组形成有与所述内螺纹配合的外螺纹，第二透镜组与所述套筒内部螺纹连接，以使所述第二透镜可沿着所述套筒的轴线移动；
或者，
所述第二透镜组固定设置于套筒中，所述第一透镜组形成有与所述内螺纹配合的外螺纹，第一透镜组与所述套筒内部螺纹连接，以使所述第二透镜可沿着所述套筒的轴线移动；
或者，
所述第一透镜组形成有与所述内螺纹配合的外螺纹，所述第二透镜组形成有与所述内螺纹配合的外螺纹，以使所述第一透镜组和所述第二透镜组均可沿着所述套筒的轴线移动。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的套筒透镜模组，其特征在于，所述套筒透镜模组的焦距的调节范围为150mm至250mm。
11.一种光检测显微系统，其特征在于，包括：
分色镜组，包括至少一个分色镜，用于将入射光分色后形成多路光信号；
多个光测试通道，用于对应接收并检测所述多路光信号；
所述光测试通道包括：
如权利要求1至10中任一项所述的套筒透镜模组；
相机，沿所述光测试通道的光轴设置于所述第二透镜组的后方，用于检测所述光信号。
12.一种光检测显微系统，其特征在于，包括：
分色镜组，包括至少一个分色镜，用于将入射光分色后形成多路光信号；
多个光测试通道，用于对应接收并检测所述多路光信号；
所述光测试通道包括：
第一透镜组，所述第一透镜组包括至少一个透镜；
第二透镜组，所述第二透镜组包括至少一个透镜，所述第二透镜组沿所述光测试通道的光轴设置于所述第一透镜组的后方，且所述第一透镜组和所述第二透镜组的距离相对可调，以调节所述套筒透镜模组的焦距；
相机，沿所述光测试通道的光轴设置于所述第二透镜组的后方，用于检测所述光信号。
13.一种基因测序仪，其特征在于，包括：
激光器，用于发射激光；
生物芯片，所述生物芯片承载有待测基因样本，所述生物芯片用于被所述激光照射激发产生荧光信号；
如权利要求11或12所述的光检测显微系统，用于接收并检测所述荧光信号。
14.一种基因测序仪的控制方法，其特征在于，应用于如权利要求13所述的基因测序仪；
所述方法包括：
调节各个光测试通道中所述第一透镜组和所述第二透镜组的距离，以使各个光测试通道的放大倍率相一致。
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