光学均化器的制造方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及在光学系统中传播光场的系统、设备和方法。更具体地，本申请涉及从照明源产生输出光场从而使得该输出光场具有均匀的截面照度。
【背景技术】
[0002]显微术在过去十年的增长趋势是生物学样本的自动化成像。胜于样本的手动观察，自动化显微术包括样本区域的计算机控制的自动选择与数字成像，实现大量样本的高吞吐量(throughput)成像而无需终端用户输入。
[0003]当应用于荧光标记的细胞以及获取的图像的自动化定量分析时，自动化成像通常被称为HCI (High-Content Imaging,高容量成像)。具体地，HCI是基于细胞的筛选法，得到关于细胞成份和过程的时间-空间动态性的详细信息，在基于细胞的筛选的使用中有很重要的作用以用于候选药物的鉴定和确认。由HCI提供的信息通过提供深度生物学信息缓解了药物发现过程中的瓶颈。与此方法相关联的测定使用固定细胞或活细胞，取决于所需的生物学信息。
[0004]HCI 一般与标记有荧光探针(诸如荧光配体)和免疫荧光探针的细胞一起使用，该探针取向朝向特定细胞目标、荧光环境的或细胞状态传感器，或细胞所内生表达的荧光蛋白质嵌合体。HCI的益处中的一个是它的多路传输的多光谱能力，多个荧光探针可被检测，每一个荧光探针以不同的颜色发射荧光信号。
[0005]在荧光分析期间，来自荧光团激发光源的光通常被导向细胞。激发光照明该细胞，这诱发要被该细胞发射的荧光团发射光。发射光被成像和分析以确定关于该细胞的信息。为了实现多个荧光探针的检测，荧光团激发光源可以提供多个带宽的光。
【发明内容】
[0006]—种在光学系统内传递有精确尺寸的均勾的光场的装置和方法。在输入光束散度的较宽范围上并且不管异质性，该装置在UV、可见和NIR波长上同等良好地运行。锥形或外形均化棒在特定尺寸的目标区域处创建均匀分布的照明。
[0007]在一方面，光学均化器包括适配器、光学窗口和均化棒。光学均化器被配置为接收和均化来自具有端面的光学光导的信号。该适配器被配置为接收该光学光导。该均化棒位于适配器和光学窗口之间并且从输入端面纵向延伸至输出端面。输出端面的面积比输入端面的面积至少大三倍。均化棒从输出端面到输入端面逐渐变细。配置光学均化器使得当光学光导由适配器接收时，均化棒的输入端面紧靠光学光导的端面而均化棒的输出端面紧靠光学窗口。
[0008]光均化器还可包括外壳，其中放置适配器、光学窗口和均化棒。
[0009]均化棒的输入端面可牢固地压靠到光学光导的端面。均化棒的输出端面可牢固地压靠到光学窗口。
[0010]均化棒的输出端面可以比均化棒的输入端面的面积大至少十一倍。
[0011]均化棒的输入和输出端面可各自成形为正方形或长方形的形式。
[0012]光学均化器可包括定位该均化棒的装置以将该输入端面对准光学光导的端面而该输出端面对准光学反射镜。
[0013]用于定位的装置还可包括与该均化棒接触的近端滑动件和远端滑动件。
[0014]用于定位的装置可包括近端弹簧、中间弹簧和远端弹簧，这些弹簧与近端和远端滑动件协同工作以使均化棒的输入端面牢固地压到光学光导的端面而均化棒的输出端面牢固地压到光学窗口。
[0015]在一方面，高容量成像(HCI)系统包括配置为接受多个生物学细胞的工作台、产生激发光的激发光源、以及光学均化器。光学均化器接收来自激发光源的激发光并从中产生被用于对工作台处的生物细胞成像的均化的激发光。
[0016]由光学均化器接收的激发光可具有圆形的斑点。均化的激发光可具有正方形或长方形的斑点。
[0017]均化的激发光的斑点尺寸可以是与被成像的细胞大约相同的尺寸。
[0018]光学均化器可以是在套管内可滑动的以将均化的激发光聚焦在工作台处。
[0019]在一方面，光学激发适配器包括临界(critical)照明组件和光学均化器。该光学激发适配器具有延伸穿透它的光学路径。该光学均化器被光学地耦合到该临界照明组件。该光学均化器包括均化棒，从输入端面纵向地延伸至输出端面。该均化棒在两个端面之间逐渐变细。光学激发适配器被适配以使得(i)由光学均化器接收的激发信号穿过均化棒以产生均化的信号以及(ii)该均化的信号穿过临界照明组件以被传递至样本平面作为均化棒的均化的输出面的像。
[0020]临界照明组件可包括该光学均化器被插入的套管。
[0021]在一方面，光学激发适配器包括集光器组件、聚光器组件和均化棒。该光学激发适配器具有输入和输出。该集光器组件具有一个或多个集光透镜。该聚光器组件具有一个或多个聚光透镜。均化棒从输入端面纵向地延伸至输出端面。该均化棒在输入与输出端面之间逐渐变细。光学激发适配器被适配以使得在该光学激发适配器的输入处接收的光穿过该均化棒的输入与输出端面、该一个或多个集光透镜和一个或多个聚光透镜并且在输出处离开该光学激发适配器。
[0022]该均化棒可被置于一外壳中。该光学激发适配器可包括套管，在其内接受和固定该外壳。
[0023]该外壳可以在该套管内滑动以将离开该光学激发适配器的光聚焦。
[0024]在一方面，组装光学均化器的方法包括以下步骤:插入远端定位器、中间弹簧、近端定位器和近端弹簧，以此顺序将它们插入外壳的近端中；将光导适配器固定到该外壳的近端；插入均化棒、光学窗口和远端弹簧，以此顺序将它们插入该外壳的远端中；以及将固位盖(retent1n cap)固定在该外壳的远端。
[0025]该方法还可包括将光导插入该光导适配器的步骤。
[0026]在该光导适配器被固定到该外壳的近端之前，该光导可被插入该光导适配器。
[0027]前述
【发明内容】
仅是说明性的且不意在以任何方式作为限制性的；提供本
【发明内容】
以便以简化形式介绍将在以下【具体实施方式】中进一步描述的概念的选择。本
【发明内容】
并不意在标识出所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在用作确定所要求保护的主题的范围的辅助。
[0028]附加特征和优点将在以下描述中阐述，并且从该描述部分地显而易见，或者可通过本文中描述或预想的实施例的实践而获知。借助在所附权利要求中特别指出的仪器和组合，可实现和获得本文中描述的实施例的特征和优点。这些特征以及其他特征将根据以下描述和所附权利要求而变得更显而易见，或者可通过如下文阐述的对本文中描述的或预想的实施例的实践而获知。
【附图说明】
[0029]各个实施例将参考附图进行讨论。应该理解到，这些附图仅描绘了典型的实施例从而不能被视为本申请的范围的限制。还应该理解到，这些附图不一定按比例绘制，而且一些元素可能仅仅被简洁明了地绘出。
[0030]在附图中，相同的数字指示相同的元素。此外，元素的多种情况可各自包括附加到元素数字的字母。例如，特定元素“20”的两个示例可被标记为“20a”和“20b”。在此情况下，元素标记可被使用而没有附加的字母(例如“20”)以总地指该元素的每一个示例；而当元素标记指元素的特定示例时该元素标记将包含附加的字母(例如“20a”)。
[0031]图1是来自圆形光导的一般形状的输出的强度图。
[0032]图2示出呈现高斯分布的光束的照明图。
[0033]图3A-3D是示出多种照明斑点尺寸和相应的像尺寸的结构图。
[0034]图4是示出照明的非均匀分布的样本的图像。
[0035]图5A和5B示出结合本文中公开的或预想的特征的均化棒的示例实施例。
[0036]图6A-6C不出光束在多个平面处的强度分布。
[0037]图7是结合本文中公开的或预想的特征的光学均化器的示例实施例的透视图。
[0038]图8是图7的光学均化器的截面视图。
[0039]图9和10示出组装图7的光学均化器的方法的示例实施例。
[0040]图11示出结合本文中公开的或预想的特征的系统的示例实施例。
[0041]图12是细胞成像设备的示例实施例的截面视图。
[0042]图13是图12的细胞成像设备的简化的截面俯视图。
[0043]图14示出结合本文中公开的或预想的特征的激发适配器的示例实施例。
[0044]图15是图14的激发适配器的截面视图。
[0045]图16A和16B是样本图像。
[0046]图17A和17B是进一步的样本图像。
【具体实施方式】
[0047]如在说明书中使用的，以单数出现的词包含其复数对应物，而以复数出现的词包含其单数对应物，除非另外隐含地或明显地理解到或表明。此外，理解到，对于本文中描述的任何给定成分或实施例，针对该成分列出的任何可能的候选或替代方案通常可被单独地使用或者彼此结合使用，除非另外隐含地或明显地理解到或表明。另外，将理解到这种候选或替代方案仅仅是说明性的，不是限制性的，除非另外隐含地或明显地理解到或表明。此夕卜，除非另外指出，说明书和权利要求中使用的表达成份、组分、反应条件等的数字要被理解为由术语“大约”所修改。
[0048]因此，除非相反地指出，否则在说明书和所附权利要求中陈述的数值参数是近似值，这些近似值可根据本文中呈现的主题所寻求获得的期望性质而变化。最小限度上，且不尝试限制与权利要求同等物的教义的应用，至少根据所报告的有效数字的数目并且应用普通的舍入技术来解释这些数值参数。尽管陈述本文所示主题的广泛范围的数值范围和参数是近似值，但是在特定示例中所陈述的数值尽可能精确地来报告。然而，任何数值固有地包含必然由它们相应的测试度量中找到的标准差产生的某些误差。
[0049]此外，如在说明书和所附权利要求中所使用，诸如“顶”、“底”、“左”、“右”、“上”、
“下”、“输入”、“输出”之类的方向性术语在此仅被用于指示相对方向且不意在限制说明书或权利要求的范围。
[0050]在此公开或预想的各实施例可包括或利用专用或通用计算机，该专用或通用计算机包括诸如例如一个或多个处理器的计算机硬件，如在下文更详细地讨论。各实施例还包括用于承载或储存计算机可执行指令和/或数据结构的物理和其他计算机可读介质。这样的计算机可读介质可以是可由通用或专用计算机系统访问的任何可用介质。存储计算机可执行指令的计算机可读介质是物理存储介质。承载计算机可执行指令的计算机可读介质是传输介质。由此，作为示例而非限制，各实施例可包括至少两种显著不同的计算机可读介质:计算机存储介质和传输介质。
[0051]计算机存储介质包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储或其他磁存储设备、或可用于存储计算机可执行指令或数据结构形式的所需程序代码方法且可由通用或专用计算机访问的任何其他介质。
[0052]“网络”被定义为使得电子数据能够在计算机系统和/或模块和/或其它电子设备之间传输的一个或多个数据链路。当信息通过网络或另一个通信连接(硬连线、无线、或者硬连线和无线的组合)传输或提供给计算机时，该计算机将该连接适当地视为传输介质。传输介质可包括可用于携带计算机可执行指令或数据结构形式的数据或所需程序代码方法且可由通用或专用计算机访问的网络和/或数据链路。上述的组合应当也被包括在计算机可