CN117075321A - 用于深脑成像的渐变折射率透镜的角度调节装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于深脑成像的渐变折射率透镜的角度调节装置和方法，属于生物显微成像领域，自下而上依次包括：第一位移台、第二位移台、第三位移台、第二电动角度位移台、第一电动角度位移台及样本承载板；第一电动角度位移台和第二电动角度位移台同轴安装，且旋转中心重合；所述第二电动角度位移台固定在所述第三位移台的载物台上；所述第三位移台的底座固定在所述第二位移台的载物台上，所述第二位移台的底座固定在所述第一位移台的载物台上；所述样本承载板设置在所述第一电动角度位移台上方，用于放置动物样本且使得渐变折射率透镜与第一电动角度位移台同轴。本发明能够减小渐变折射率透镜与显微镜中心光轴之间的角度偏差，提升成像质量。

Description

用于深脑成像的渐变折射率透镜的角度调节装置和方法

技术领域

本发明属于生物显微成像领域，更具体地，涉及一种用于深脑成像的渐变折射率透镜的角度调节装置和方法。

背景技术

在对动物深脑成像时，一般通过在动物头部植入渐变折射率透镜，配合自建系统的显微镜观察动物深脑区的结构信息和功能信息。其中，自建系统的显微镜多采用穿透深度长，散射较小的双光子荧光激光扫描显微镜。

由于渐变折射率透镜本身自带像差，配合高数值孔径的显微镜时，会增大渐变折射率透镜的像差；尤其是在渐变折射率透镜也采用高数值孔径时，会进一步增大渐变折射率透镜的像差。而渐变折射率透镜本身可以校正的像差有限，因此，在实际应用中，当渐变折射率透镜与显微镜进行耦合时，若渐变折射率透镜的中心光轴与显微镜的中心光轴之间存在角度偏差，则会出现严重的像差，进而影响成像的质量，并且该角度偏差带来的成像面倾斜也会导致自适应光学对系统像差的校正效果降低。

由于渐变折射率透镜的中心对称特性，在渐变折射率透镜与显微镜进行耦合过程中，一般通过调整渐变折射率透镜的俯仰角和横滚翻滚角两个自由度实现对两个中心光轴之间角度偏差的调整。现有技术中，一般通过手动调整该角度偏差，使得两个中心光轴重合，这种手动调节的方式误差较大，并且可重复性较低；并且，两个中心光轴之间角度偏差属于微小角度偏差问题，采用手动调节的方式很多时候并不能实现两个中心光轴重合。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种用于深脑成像的渐变折射率透镜的角度调节装置和方法，其目的在于减小渐变折射率透镜与显微镜中心光轴之间的角度偏差，提升成像质量。

为实现上述目的，按照本发明的第一方面，提供了一种用于深脑成像的渐变折射率透镜的角度调节装置，自下而上依次包括：第一位移台、第二位移台、第三位移台、第二电动角度位移台、第一电动角度位移台及样本承载板；

两个电动角度位移台同轴安装，且旋转中心重合；所述两个电动角度位移台分别用于调节渐变折射率透镜与显微镜耦合过程中的俯仰角和横滚翻滚角；所述两个电动角度位移台为所述第一电动角度位移台和所述第二电动角度位移台；

所述第二电动角度位移台固定在所述第三位移台的载物台上；所述第三位移台的底座固定在所述第二位移台的载物台上，所述第二位移台的底座固定在所述第一位移台的载物台上；三个位移台分别用于对电动角度位移台在角度调节时所引起的渐变折射率透镜在X轴、Y轴及Z轴的位移偏移进行逆向补偿；Z轴与所述渐变折射率透镜中心光轴方向平行；所述三个位移台为第一位移台、第二位移台及第三位移台；

所述样本承载板设置在所述第一电动角度位移台的上方，用于放置动物样本且使得动物头部的渐变折射率透镜与所述第一电动角度位移台同轴。

进一步地，所述样本承载板包括：固定板、两个支柱及底板；

动物头部放置在所述两个支柱之间，所述两个支柱固定在所述底板上，所述固定板设置在所述两个支柱上，且所述固定板与所述渐变折射率透镜上的固定板连接。

进一步地，载物台与底座之间通过M6固定螺丝相互固定；其中，所述载物台为第一位移台或第二位移台的载物台，所述底座为第二位移台或第三位移台的底座。

按照本发明的第二方面，提供了一种如第一方面任一项所述的角度调节装置的调节方法，包括：

S1、确定旋转半径，所述旋转半径为放置动物样本之后，所述渐变折射率透镜上端面与两个电动角度位移台旋转中心的距离；

S2、设定两个电动角度位移台此时的初始位置以及以此时初始位置为中心的临近区域；

S3、驱动两个电动角度位移台在以此时初始位置为中心的临近区域内，用确定的步进精度分别进行俯仰角和横滚翻滚角调整；同时，三个位移台根据所述旋转半径分别对所述两个电动角度位移台的位移进行逆向补偿，得到此时成像最清晰的位置；

S4、以此时成像最清晰的位置作为此时的初始位置，在相同的临近区域大小内，重复S3，直至至少相邻两次重复所得到的成像最清晰的位置相同；此时所述成像最清晰的位置为所述渐变折射率透镜与显微镜中心光轴重合的位置。

进一步地，S1中，所述旋转半径为第一旋转半径R1和第二旋转半径R2；确定所述旋转半径包括：

测量所述第一旋转半径R1，并计算所述第二旋转半径R2；所述第一旋转半径R1为放置动物样本之后，渐变折射率透镜上端面与所述第一电动角度位移台旋转中心的距离；其中，R2＝R1+h，h表示所述第二电动角度位移台的载物台与所述第一电动角度位移台的底座之间的高度；

S3中，三个位移台根据所述旋转半径分别对所述两个电动角度位移台的位移进行逆向补偿，包括：

三个位移台根据所述第一旋转半径R1对所述第一电动角度位移台的位移进行逆向补偿；

三个位移台根据所述第二旋转半径R2对所述第二电动角度位移台的位移进行逆向补偿。

进一步地，S3中，所述确定的步进精度为对应动物样本的最佳步进精度，确定所述最佳步进精度包括：

S31、初始化所述两个电动角度位移台的角度调整范围；

S32、以最小的步进精度，分别对所述两个电动角度位移台在初始化的角度调整范围内依次遍历；同时，所述三个位移台进行相应的逆向位移补偿，得到每个角度下的显微图像；并采用图像清晰度评价函数计算在每个角度下显微图像对应的评价值；

S33、确定评价值最大的图像对应角度的一个区间，若所述区间内的显微图像都在焦内，且为显微图像都在焦内对应的最大区间，则所述区间为所述最佳步进精度。

进一步地，三个位移台根据所述第一旋转半径R1或所述第二旋转半径R2进行相应的逆向位移补偿公式为：

Δx＝RSin[θ_e]-RSin[θ_i]

Δy＝RSin[θ_e]-RSin[θ_i]

Δz＝RCos[θ_e]-RCos[θ_i]

其中，Δx、Δy、Δz表示对两个电动角度位移台分别在X轴、Y轴及Z轴方向的位移偏移进行的逆向补偿量；R取R1或R2，R取R1时，表示对所述第一电动角度位移台位移进行逆向补偿；R取R2时，表示对所述第二电动角度位移台位移进行逆向补偿；θ_e表示两个电动角度位移台当前次移动后的角度，θ_i表示两个电动角度位移台当前次移动前的角度。

进一步地，测量所述第一旋转半径R1包括：

S11、将动物样本放置在所述样本承载板上之后，预估第一旋转半径的范围；

S12、在相同的第一角度位移台偏转角度下，遍历每一个预估的第一旋转半径；同时所述三个位移台根据每一个预估的第一旋转半径进行逆向位移补偿，得到对应的显微图像；

S13、采用清晰度评价函数确定出最清晰的显微图像；所述最清晰的显微图像所对应的旋转半径为所述第一旋转半径R1。

按照本发明的第三方面，提供了一种用于动物深脑成像的系统，包括：显微成像装置、设置在动物头部的渐变折射率透镜及第一方面任意一项所述的角度调节装置；

所述显微成像装置中的显微镜与所述渐变折射率透镜在耦合的过程中，采用所述角度调节装置调节所述显微镜与所述渐变折射率透镜中心光轴之间的角度，使所述显微镜与所述渐变折射率透镜的中心光轴重合。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：

(1)本发明的用于深脑成像的渐变折射率透镜的角度调节装置，通过两个电动角度位移台调整渐变折射率透镜与显微镜耦合过程中的俯仰角和横滚翻滚角，配合三个位移台对两个电动角度位移台在角度调节时所引起的渐变折射率透镜在X轴、Y轴及Z轴方向的位移偏移进行逆向补偿，能够对渐变折射率透镜与显微镜中心光轴之间的角度进行自动调整，从而减小渐变折射率透镜与显微镜中心光轴之间的角度偏差，提升成像质量。

(2)进一步地，设计的样本承载板3，将动物头部放置在两个支柱之间，通过设置在支柱上的固定板与动物头部的渐变折射率透镜上的固定板连接，从而使得动物头部和渐变折射率透镜的相对位置保持不变，进而保证动物头部的渐变折射率透镜与两个电动角度位移台同轴。

(3)基于本发明的角度调节装置，还提供了对应的调节方法，通过驱动两个电动角度位移台在以此时初始位置为中心的临近区域内进行自动角度调整，同时三个位移台进行对应的位移逆向补偿，得到此时成像最清晰的位置，再以此时成像最清晰的位置为此时初始位置，在相同大小的临近区域内重复上述过程，直至得到的此时成像最清晰的位置保持不变，即可实现渐变折射率透镜与显微镜中心光轴的重合；本发明的这种自动调节装置能够快速、标准地调节渐变折射率透镜与显微镜中心光轴的角度，以减小成像图像的像差，进而提升成像质量；且电动角度位移台与三个位移台的调节精度较高，通过本发明的设计方法使其相互配合，在角度自动调节时能够实现对微小角度偏差的调节。

(4)作为优选，基于本发明的装置，提供了一种寻找最佳步进精度的方法，采用最佳步进精度对两个电动角度位移台进行角度调节，能够提升寻找渐变折射率透镜与显微镜中心光轴重合位置的速度。

(5)作为优选，基于本发明的装置，提供了一种测量旋转半径的方法，该方法与渐变折射率透镜在动物脑区埋藏深度无关，避免了渐变折射率透镜在动物脑区埋藏深度不同所引起的误差，提升了旋转半径测量的精度，进一步减小了渐变折射率透镜与显微镜中心光轴之间的角度偏差。

附图说明

图1为本发明实施例中的用于深脑成像的渐变折射率透镜的角度调节装置示意图。

图2为本发明实施例中的样本承载板结构示意图。

图3为本发明实施例中测量旋转半径的流程图。

图4(a)为采用本发明实施例中的角度调节装置前对样本进行深脑成像的实验图。

图4(b)为采用本发明实施例中的角度调节装置后对同一样本进行深脑成像的实验图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或者结构，其中：

1-显微镜，2-渐变折射率透镜，3-样本承载板，4-第一电动角度位移台，5-第二电动角度位移台，6-第三位移台，7-第二位移台，8-第一位移台；

31-固定板，32-支柱，33-底板。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明中，本发明及附图中的术语“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。

如图1所示，本发明实施例中的用于深脑成像的渐变折射率透镜的角度调节装置，自下而上依次包括：

第一位移台8、第二位移台7、第三位移台6、第二电动角度位移台5、第一电动角度位移台4及样本承载板3；

第一电动角度位移台4和第二电动角度位移台5同轴安装，且两个电动角度位移台的旋转中心重合；

第一位移台8、第二位移台7及第三位移台6之间的底座与载物台之间相互固定，也即第二位移台7的底座固定在第一位移台8的载物台上，第三位移台6的底座固定在第二位移台7的载物台上；第二电动角度位移台5固定在第三位移台6的载物台上；

样本承载板3设置在第一电动角度位移台4的上方，用于放置动物样本且使得动物头部的渐变折射率透镜与两个电动角度位移台同轴。

其中，第一电动角度位移台4和第二电动角度位移台5中的其中一个电动角度位移台用于调整渐变折射率透镜与显微镜耦合过程中的俯仰角，另外一个电动角度位移台用于调整横滚翻滚角。在本发明实施例中，通过电脑端输入的指令对两个电动角度位移台进行对应角度的调节，配合两个电动角度位移台下方的三个位移台最终实现渐变折射率透镜的中心光轴与显微镜的中心光轴的重合。

三个位移台中的一个用于对两个电动角度位移台在角度调节时所引起的渐变折射率透镜在X轴方向的位移偏移进行逆向补偿；

三个位移台中的另一个用于对两个电动角度位移台在角度调节时所引起的渐变折射率透镜在Y轴方向的位移偏移进行逆向补偿；

三个位移台中的剩下一个用于对两个电动角度位移台在角度调节时所引起的渐变折射率透镜在Z轴方向的位移偏移进行逆向补偿；其中，Z轴方向与渐变折射率透镜中心光轴方向平行；三个位移台分别为第一位移台8、第二位移台7及第三位移台6；两个电动角度位移台为第一电动角度位移台和第二电动角度位移台。

在本发明实施例中，第一位移台用于对两个电动角度位移台在角度调节时所引起的渐变折射率透镜在X轴方向的位移偏移进行逆向补偿；第二位移台用于对两个电动角度位移台在角度调节时所引起的渐变折射率透镜在Y轴方向的位移偏移进行逆向补偿；第三位移台用于对两个电动角度位移台在角度调节时所引起的渐变折射率透镜在Z轴方向上的位移偏移进行逆向补偿。

在本发明实施例中，第一位移台8、第二位移台7及第三位移台6之间的底座与载物台之间通过M6固定螺丝相互固定；同样，第二电动角度位移台5与第三位移台6的载物台之间也通过M6固定螺丝相互固定。在其它实施例中，也可以采用其它固定部件进行底座与载物台之间以及第三位移台载物台与第二电动角度位移台之间的相互固定。

具体地，如图2所示，样本承载板3包括固定板31、两个支柱32及底板33；动物头部放置在两个支柱32之间，两个支柱32分别固定在底板33上，固定板31设置在两个支柱32上，且固定板31与动物头部的渐变折射率透镜上的固定板连接，从而使得动物头部和渐变折射率透镜的相对位置保持不变，进而保证动物头部的渐变折射率透镜与两个电动角度位移台同轴。

采用上述实施例中的角度调节装置进行渐变折射率透镜的角度调节，最终使得渐变折射率透镜的中心光轴与显微镜的中心光轴重合的方法包括：

S1、将动物样本放置在样本承载板3上，确定放置动物样本之后的渐变折射率透镜上端面与两个电动角度位移台旋转中心的距离，也即旋转半径；具体地，旋转半径包括：第一旋转半径R1和第二旋转半径R2；确定旋转半径包括：测量第一旋转半径R1，并计算第二旋转半径R2；第一旋转半径R1为放置动物样本之后，渐变折射率透镜上端面与第一电动角度位移台4旋转中心的距离；第二旋转半径R2＝R1+h，h表示第二电动角度位移台5的载物台与第一电动角度位移台4的底座之间的高度；

S2、设定两个电动角度位移台此时的初始位置以及以此时的初始位置为中心的临近区域；

S3、电机分别驱动两个电动角度位移台在以此时的初始位置为中心的临近区域内，用确定的步进精度进行角度(俯仰角和横滚翻滚角)调整，同时三个位移台根据S1中得到的旋转半径进行逆向位移补偿，确定出此时显微镜成像最清晰的位置；具体地，若第一电动角度位移台用确定的步进精度调整渐变折射率透镜与显微镜耦合过程中的俯仰角时，三个位移台根据测量的第一旋转半径R1进行逆向位移补偿；对应地，第二电动角度位移台用确定的步进精度调整渐变折射率透镜与显微镜耦合过程中的横滚翻滚角时，三个位移台根据计算的第二旋转半径R2进行逆向位移补偿；

S4、以此时显微镜成像最清晰的位置作为此时的初始位置，在相同大小的临近区域内，重复步骤S3，直至至少相邻两次重复所得到的显微镜成像最清晰的位置相同；此时所得到的显微镜成像后得到的显微图像最清晰的位置即为使渐变折射率透镜的中心光轴与显微镜的中心光轴重合的位置。

具体地，S1中，测量第一旋转半径R1包括：

S11、将动物样本放置在样本承载板3上之后，预估第一旋转半径的数值范围；

S12、在相同的第一角度位移台偏转角度下，遍历每一个预估的第一旋转半径数值，同时三个位移台根据每一个预估的第一旋转半径数值进行逆向位移补偿，得到对应的显微成像结果；

S13、利用清晰度评价函数确定出显微成像最清晰的图像；该显微成像最清晰的图像所对应的旋转半径数值即为所需的第一旋转半径R1，也即，放置动物样本之后的渐变折射率透镜上端面与第一电动角度位移台旋转中心的距离。

在本发明实施例中，固定第二电动角度位移台不动，调整第一电动角度位移台的角度，如图3所示，从预估的第一旋转半径数值范围的最小值开始，每进行一次旋转半径数值遍历，第一旋转半径增加相同的步进半径△R；具体地，针对当前的旋转半径，将第一电动角度位移台以及三个位移台均归零，在当前次遍历中，第一电动角度位移台调整1°，对应的三个位移台进行相应的逆向补偿，记录成像结果；在下一次遍历中，旋转半径增加步进半径△R，再将第一电动角度位移台以及三个位移台均归零，第一电动角度位移台调整1°，对应的三个位移台进行相应的逆向补偿，记录成像结果，直至遍历完预估的第一旋转半径的所有数值，得到一系列旋转半径对应的成像结果，成像最清晰的图像对应的旋转半径即为所需的第一旋转半径R1。

具体地，S3中，确定的步进精度为对应动物样本的最佳步进精度；其中，寻找最佳步进精度的过程包括：

S31、初始化两个电动角度位移台的角度调整范围；本发明实施例中，根据预估的渐变折射率透镜中心光轴与显微镜中心光轴之间的偏差，初始化两个电动角度位移台的角度调整范围；

S32、以最小的步进精度，分别对两个电动角度位移台在初始化的角度调整范围内依次遍历，也即，针对初始化的角度调整范围内的每个角度，分别对两个电动角度位移台进行相应的角度调整；同时，三个位移台根据S1中得到的旋转半径进行相应的逆向位移补偿，得到每个角度下显微成像图像；利用图像清晰度评价函数得到在每个角度下显微成像图像对应的评价值；

S33、确定评价值最大的图像对应角度的一个区间，在该区间内，若所有角度对应的显微图像都处于在焦面(也即在焦内)，且该区间为显微图像都在焦内对应的最大区间，则该区间即为动物样本的最佳步进精度。

具体地，三个位移台根据旋转半径进行逆向位移补偿的公式为：

Δx＝RSin[θ_e]-RSin[θ_i]

Δy＝RSin[θ_e]-RSin[θ_i]

Δz＝RCos[θ_e]-RCos[θ_i]

其中，Δx表示两个电动角度位移台在角度调节时所引起的渐变折射率透镜在X轴方向的位移偏移进行的逆向补偿量；Δy表示两个电动角度位移台在角度调节时所引起的渐变折射率透镜在Y轴方向的位移偏移进行的逆向补偿量；Δz表示两个电动角度位移台在角度调节时所引起的渐变折射率透镜在Z轴方向的位移偏移进行的逆向补偿量；R取R1或R2，R取R1时，表示对第一电动角度位移台在角度调节时所引起的渐变折射率透镜的位移偏移进行逆向补偿；R取R2时，表示对第二电动角度位移台在角度调节时所引起的渐变折射率透镜的位移偏移进行逆向补偿；θ_e表示两个电动角度位移台当前次移动后的角度，θ_i表示两个电动角度位移台当前次移动前的角度。

具体地，S3中，采用清晰度评价函数确定出此时显微镜成像最清晰的位置。

具体地，进行上述显微镜成像的成像端包括摄像机SCMOS或者光电倍增管PMT等。

将上述实施例中的角度调节装置，应用于双光子荧光激光扫描显微镜下，对小鼠深脑区域进行成像，在其它实施例中，也可以对斑马鱼等其它动物进行脑植入成像。本发明实施例中，未放置样本时，采用的第一电动角度位移台的载物台距离其旋转中心65mm，台面尺寸为90×90mm，高35mm，角度调节范围为±8°；第二电动角度位移台的载物台距离其旋转中心100mm，台面尺寸为90×90mm，高35mm，角度调节范围为±8°；两个电动角度位移台的旋转中心重合在一起；样本承载板3具体形状可根据自建系统不同而不同，本发明实施例中承载板高30mm，长100mm，宽75mm。三个位移台中，第一位移台台面尺寸为90×90mm，行程为100mm，高45mm，第二位移台台面尺寸为90×90mm，行程为100mm，高45mm，第三位移台台面尺寸为90×90mm，行程为20mm，高度为82～102mm。放置小鼠后，如图4(a)和图4(b)所示，可以看出，装置调节之前对鼠脑某脑区进行成像的图像，图像亮度低，感兴趣域的细胞发生偏移；采用本发明实施例中的方法对装置进行调节之后再次对鼠脑相同脑区进行成像，图像亮度明显增强，感兴趣域中也出现了目标细胞。

本发明的用于深脑成像的渐变折射率透镜的角度调节装置，通过两个电动角度位移台调整渐变折射率透镜与显微镜耦合过程中的俯仰角和横滚翻滚角，配合三个位移台对两个电动角度位移台在角度调节时所引起的渐变折射率透镜在X轴、Y轴及Z轴方向的位移偏移进行逆向补偿，能够对渐变折射率透镜与显微镜中心光轴之间的角度进行自动调整，从而减小渐变折射率透镜与显微镜中心光轴之间的角度偏差，提升成像质量。

本发明的角度调节方法，可以快速，标准地对渐变折射率透镜与显微镜中心光轴之间的角度进行自动调整，使得渐变折射率透镜与显微镜中心光轴重合，最终减小系统的像差，提升系统成像的图像分辨率、信噪比及层析能力。

本发明还提供了一种用于动物深脑成像的系统，包括显微成像装置、设置在动物头部的渐变折射率透镜及上述实施例中的角度调节装置；

其中，显微成像装置中的显微镜与渐变折射率透镜耦合的过程中，通过上述实施例中的角度调节装置进行显微镜与渐变折射率透镜光轴之间的角度调整，使得显微镜与渐变折射率透镜的光轴重合。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于深脑成像的渐变折射率透镜的角度调节装置，其特征在于，自下而上依次包括：第一位移台(8)、第二位移台(7)、第三位移台(6)、第二电动角度位移台(5)、第一电动角度位移台(4)及样本承载板(3)；

两个电动角度位移台同轴安装，且旋转中心重合；所述两个电动角度位移台分别用于调节渐变折射率透镜与显微镜耦合过程中的俯仰角和横滚翻滚角；所述两个电动角度位移台为所述第一电动角度位移台(4)和所述第二电动角度位移台(5)；

所述第二电动角度位移台(5)固定在所述第三位移台(6)的载物台上；所述第三位移台(6)的底座固定在所述第二位移台(7)的载物台上，所述第二位移台(7)的底座固定在所述第一位移台(8)的载物台上；三个位移台分别用于对电动角度位移台在角度调节时所引起的渐变折射率透镜在X轴、Y轴及Z轴的位移偏移进行逆向补偿；Z轴与所述渐变折射率透镜中心光轴方向平行；所述三个位移台为第一位移台(8)、第二位移台(7)及第三位移台(6)；

所述样本承载板(3)设置在所述第一电动角度位移台(4)的上方，用于放置动物样本且使得动物头部的渐变折射率透镜与所述第一电动角度位移台(4)同轴。

2.根据权利要求1所述的角度调节装置，其特征在于，所述样本承载板(3)包括：固定板(31)、两个支柱(32)及底板(33)；

动物头部放置在所述两个支柱(32)之间，所述两个支柱(32)固定在所述底板(33)上，所述固定板(31)设置在所述两个支柱(32)上，且所述固定板(31)与所述渐变折射率透镜上的固定板连接。

3.根据权利要求1或2所述的角度调节装置，其特征在于，载物台与底座之间通过M6固定螺丝相互固定；其中，所述载物台为第一位移台(8)或第二位移台(7)的载物台，所述底座为第二位移台(7)或第三位移台(6)的底座。

4.一种如权利要求1-3任一项所述的角度调节装置的调节方法，其特征在于，包括：

S1、确定旋转半径，所述旋转半径为放置动物样本之后，所述渐变折射率透镜上端面与两个电动角度位移台旋转中心的距离；

S2、设定两个电动角度位移台此时的初始位置以及以此时初始位置为中心的临近区域；

S3、驱动两个电动角度位移台在以此时初始位置为中心的临近区域内，用确定的步进精度分别进行俯仰角和横滚翻滚角调整；同时，三个位移台根据所述旋转半径分别对所述两个电动角度位移台的位移进行逆向补偿，得到此时成像最清晰的位置；

S4、以此时成像最清晰的位置作为此时的初始位置，在相同的临近区域大小内，重复S3，直至至少相邻两次重复所得到的成像最清晰的位置相同；此时所述成像最清晰的位置为所述渐变折射率透镜与显微镜中心光轴重合的位置。

5.根据权利要求4所述的调节方法，其特征在于，S1中，所述旋转半径为第一旋转半径R1和第二旋转半径R2；确定所述旋转半径包括：

测量所述第一旋转半径R1，并计算所述第二旋转半径R2；所述第一旋转半径R1为放置动物样本之后，渐变折射率透镜上端面与所述第一电动角度位移台(4)旋转中心的距离；其中，R2＝R1+h，h表示所述第二电动角度位移台(5)的载物台与所述第一电动角度位移台(4)的底座之间的高度；

S3中，三个位移台根据所述旋转半径分别对所述两个电动角度位移台的位移进行逆向补偿，包括：

三个位移台根据所述第一旋转半径R1对所述第一电动角度位移台(4)的位移进行逆向补偿；

三个位移台根据所述第二旋转半径R2对所述第二电动角度位移台(5)的位移进行逆向补偿。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，S3中，所述确定的步进精度为对应动物样本的最佳步进精度，确定所述最佳步进精度包括：

S31、初始化所述两个电动角度位移台的角度调整范围；

S32、以最小的步进精度，分别对所述两个电动角度位移台在初始化的角度调整范围内依次遍历；同时，所述三个位移台进行相应的逆向位移补偿，得到每个角度下的显微图像；并采用图像清晰度评价函数计算在每个角度下显微图像对应的评价值；

S33、确定评价值最大的图像对应角度的一个区间，若所述区间内的显微图像都在焦内，且为显微图像都在焦内对应的最大区间，则所述区间为所述最佳步进精度。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，三个位移台根据所述第一旋转半径R1或所述第二旋转半径R2进行相应的逆向位移补偿公式为：

Δx＝RSin[θ_e]-RSin[θ_i]

Δy＝RSin[θ_e]-RSin[θ_i]

Δz＝RCos[θ_e]-RCos[θ_i]

其中，Δx、Δy、Δz表示对两个电动角度位移台分别在X轴、Y轴及Z轴方向的位移偏移进行的逆向补偿量；R取R1或R2，R取R1时，表示对所述第一电动角度位移台(4)位移进行逆向补偿；R取R2时，表示对所述第二电动角度位移台(5)位移进行逆向补偿；θ_e表示两个电动角度位移台当前次移动后的角度，θ_i表示两个电动角度位移台当前次移动前的角度。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，测量所述第一旋转半径R1包括：

S11、将动物样本放置在所述样本承载板(3)上之后，预估第一旋转半径的范围；

S12、在相同的第一角度位移台偏转角度下，遍历每一个预估的第一旋转半径；同时所述三个位移台根据每一个预估的第一旋转半径进行逆向位移补偿，得到对应的显微图像；

S13、采用清晰度评价函数确定出最清晰的显微图像；所述最清晰的显微图像所对应的旋转半径为所述第一旋转半径R1。

9.一种用于动物深脑成像的系统，其特征在于，包括：显微成像装置、设置在动物头部的渐变折射率透镜及权利要求1-3任意一项所述的角度调节装置；

所述显微成像装置中的显微镜与所述渐变折射率透镜在耦合的过程中，采用所述角度调节装置调节所述显微镜与所述渐变折射率透镜中心光轴之间的角度，使所述显微镜与所述渐变折射率透镜的中心光轴重合。