用于基因测序仪的光学系统的制作方法

本发明涉及于基因测序领域，更具体而言，涉及一种用于基因测序仪的光学系统。

背景技术：
目前基因测序仪大多使用光学系统作为其核心检测系统，激光是常用的荧光激发光源，一种降低成本的方式是每种激光同时使待检测芯片激发两种波长的荧光，两种荧光经同一个显微成像镜头100后会由分色镜102分开，一种荧光会被反射到达一个相机104进行成像拍照，另一种荧光会穿透分色镜102然后再经反射镜106进入另一个相机108进行成像拍照，如图1所示。在同时拍到的两张照片中，在芯片上的物方是相同位置，但经过分色镜后由不同的光路进入相机，从理论上两张不同波长的荧光照片的位置是重叠的。但实际上由于经过分色镜后具有不同的光路且相机的位置的差异，实际上所成像的位置会有差别。基于基因测序算法的需求，为了降低信息量的损失，两个相机位置偏差在XY两个方向越少越好，以要求两个像素为例，每一像素为边长6.5微米的正方形，即两张照片位置偏差在XY两个方向都不应超过13微米。13微米的调试，如果没有特殊的设计，对准需花费大量的时间，且效果不是很好。目前的光学系统，反射镜在一个45度的镜架上，希望依靠机械加工精度及粗略的调整保证两个相机成像位置的对准，但实际效果相差较大且不好调试。

技术实现要素：
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明需要提供一种用于基因测序仪的光学系统。一种用于基因测序仪的光学系统，包括承载台、位于该承载台上的分色镜、第一相机、反射镜组件及第二相机，该反射镜组件包括反射镜及镜片调整结构，该第一相机设置在该分色镜的反射光路上，该反射镜组件设置在该分色镜的透射光路上，该第二相机设置在该反射镜的反射光路上，该镜片调整结构包括支架、安装板及调整部，该支架固定在该承载台上，该安装板及该调整部位于该支架上，该反射镜固定在该安装板上，该调整部包括第一调整件、第二调整件及第三调整件，该第一调整件、该第二调整件及该第三调整件呈三角形状分布连接在该安装板上并共同用于调整该反射镜的反射光在该第二相机的成像位置。上述光学系统中，通过三个调整件作为三个调整点以调整反光镜的反射光路，实现了高精度的相机成像位置对准，并提高了调试的方便性及缩短了系统的调试时间。在一个实施方式中，该镜片调整结构还包括定位块，该定位块固定在该承载台上并用于定位该支架。在一个实施方式中，该支架包括基板及与该基板连接的承载板，该镜片调整结构还包括弹性垫片，该弹性垫片位于该安装板与该承载板之间。在一个实施方式中，该基板设置有支架导引部，该支架导引部开设有沿第一方向延伸的条状支架导引孔，该第一方向为垂直于该第一相机光轴的方向。在一个实施方式中，该光学系统还包括成像镜头，该分色镜设置在该成像镜头的出射光路上。在一个实施方式中，该承载台开设有第一凹槽及与该第一凹槽间隔的第二凹槽，该第一相机包括第一基座，该第二相机包括第二基座，该第一基座固定在该第一凹槽中，该第二基座固定在该二凹槽中。在一个实施方式中，该第一基座设置有第一导引部，该第一导引部开设有沿第一方向延伸的条状第一导引孔，该第二基座设置有第二导引部，该第二导引部开设有沿该第一方向延伸的条状第二导引孔，该第一方向为平行于第一相机光轴的方向。在一个实施方式中，该光学系统还包括感光面调整件，该感光面调整件设置在该反射镜的反射光路上并用于调整该第二相机的感光面相对该反射镜的反射光的位置。一种用于基因测序仪的光学系统，包括承载台、位于该承载台上的相机及镜片组件，该镜片组件包括镜片及镜片调整结构，该相机设置在该镜片的反射光路上，该镜片调整结构包括支架、安装板及调整部，该支架固定在该承载台上，该安装板及该调整部位于该支架上，该镜片固定在该安装板上，该调整部包括第一调整件、第二调整件及第三调整件，该第一调整件、该第二调整件及该第三调整件呈三角形状分布连接在该安装板上并共同用于调整该镜片的反射光在该相机的成像位置。在一个实施方式中，该光学系统还包括感光面调整件，该感光面调整件设置在该镜片的反射光路上并用于调整该相机的感光面相对该镜片的反射光的位置。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。附图说明本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是用于基因测序仪的光学系统的光路示意图；图2是本发明较佳实施方式的用于基因测序仪的光学系统的立体示意图；图3是图2的光学系统III部分的放大示意图；图4是本发明较佳实施方式的用于基因测序仪的光学系统的另一立体示意图；图5是图4的光学系统V部分的放大示意图；图6是本发明较佳实施方式的用于基因测序仪的光学系统的镜片调整结构的立体示意图；图7是本发明较佳实施方式的用于基因测序仪的光学系统的镜片调整结构的部分立体示意图；图8是本发明较佳实施方式的用于基因测序仪的光学系统的平面示意图；及图9是用于基因测序仪的光学系统的另一光路示意图。具体实施方式下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语″第一″、″第二″仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有″第一″、″第二″的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，″多个″的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语″安装″、″相连″、″连接″应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设定进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设定之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。请参阅图2～图8，本发明较佳实施方式的用于基因测序仪的光学系统20包括承载台202、成像镜头204、分色镜206、第一相机208、反射镜组件210及第二相机212。该成像镜头204、分色镜206、第一相机208及第二相机212位于承载台202上。该光学系统20是对基因测序中所用到的样品芯片的荧光信息进行检测。具体地，该样品芯片为一平板状芯片，其表面开设有用于放置例如DNA分子的多个小孔。在对样品芯片的荧光信息进行检测过程中，样品芯片放置在一个与承载台202固定在一起的芯片平台上，每个小孔放置有一个DNA分子，然后在这些小孔中加入相应的溶液，加入溶液后，DNA分子会发出相应的荧光，光学系统20通过采集这些荧光信息并成像，进而实现对样品芯片的荧光信息的检测。承载台202呈长方形板状，其四个角采用圆角设计，避免尖角对人体造成伤害。承载台202开设有第一凹槽214及与该第一凹槽214间隔的第二凹槽216。第一凹槽214用于放置第一相机208，第二凹槽216用于放置第二相机212。该承载台202还开设有通孔(图未示)。该成像镜头204安装在承载台202上。成像镜头204穿设该通孔并采集芯片平台上的样品芯片发出的荧光信息。具体地，成像镜头204为显微物镜，在对样品芯片的荧光信息进行检测过程中，成像镜头204将DNA分子发出的荧光传送到分色镜206、第一相机208及第二相机212中。分色镜206设置在该成像镜头204的出射光路。由于荧光包含多种颜色光，分色镜206用于将荧光中的其中一种颜色光反射至第一相机208及将荧光中的另外颜色光透射至反射镜组件210。分色镜206包括外壳218、分色镜基座220及分色镜定位块222。外壳218固定在分色镜基座220上，分色镜镜片(图未示)位于外壳218内。分色镜基座220设置有分色镜导引部224，该分色镜导引部224开设有沿第一方向X延伸且呈条状的分色镜导引孔226，承载台202与分色镜导引孔226对应的位置开设有螺孔。固定分色镜206前，可沿第一方向移动分色镜206并调整好分色镜206的反射光在第一相机208的成像，然后通过螺钉穿设分色镜导引孔226并与螺孔螺紧而固定分色镜206的位置，最后利用螺钉上紧分色镜定位块222，进而将分色镜206的位置固定在承载台202上。该第一方向X为垂直于该第一相机208光轴的方向。第一相机208固定在承载台202开设有第一凹槽214的位置，具体地，第一相机208包括第一基座228该第一基座228固定在该第一凹槽214中。通过设置凹槽214，使得第一相机208与分光镜206的反射光在水平位置上更容易匹配。该第一基座228设置有第一导引部230，该第一导引部230开设有沿第二方向Y延伸的条状第一导引孔232。该第二方向Y垂直于第一方向X。该反射镜组件210设置在该分色镜206的透射光路上。该反射镜组件210包括反射镜234及镜片调整结构236。该镜片调整结构236包括支架238、安装板240、调整部242及定位块244。该安装板240及该调整部242位于该支架238上，该反射镜234固定在该安装板240上，该调整部242包括第一调整件246、第二调整件248及第三调整件249，该第一调整件246、该第二调整件248及该第三调整件249呈三角形状分布连接在该安装板240上并共同用于调整该反射镜234的反射光在该第二相机212的成像位置。该支架238大致呈L型，其包括基板250及与该基板250连接的承载板252。该承载板252开设有三个螺孔254。该基板250设置有支架导引部256，支架导引部256开设有沿第一方向X延伸的条状支架导引孔258。基板250还开设有位于该支架导引孔258上且与支架导引孔258相通的收容孔260，当使用螺钉固定支架238的位置后，螺钉的螺帽能够收容于收容孔260中，使得螺帽与基板250表面基本齐平，避免凸出的螺帽对人体造成伤害。本实施方式中，第一调整件246、第二调整件248及第三调整件249均为螺钉，其分别穿设承载板252的三个螺孔254并与安装板240连接。因此，三个调整件作为三个调整点并呈三角形状分布，使得三点定义一个平面，通过转动对应的调整件，更得安装板240及反射镜234位置也发生变化，进而调整了反射镜234的反射光进入第二相机212的位置。进一步地，参图8，该镜片调整结构236还包括弹性垫片262，该弹性垫片262位于该安装板240与该承载板252之间，因此，调整过程中传到反射镜234的震动被尽可能地减少，有利于反射镜234的反射光在第二相机212成像位置的对准。弹性垫片262的材料可选自弹性橡胶或其它弹性材料。该定位块244固定在该承载台202上并用于定位该支架238。定位块244开设有定位通孔264并通过螺钉固定在承载台202上。具体地，定位块244呈T型，其包括两个侧块266，每个侧块266开设有定位通孔264，承载台202开设有与该定位通孔264相通的螺孔，螺钉穿设定位通孔264并与对应的螺孔螺接而将定位块244固定在承载台202上。第二相机212固定在承载台202开设有第二凹槽216的位置，具体地，第二相机212包括第二基座268该第二基座268固定在该第二凹槽216中。通过设置凹槽216，使得第二相机212与反射镜234的反射光在水平位置上更容易匹配。该第二基座268设置有第二导引部270，该第二导引部270开设有沿第二方向Y延伸的条状第二导引孔272。第二相机212接收反射镜234的反射光并对这些光成像，进而实现对样品芯片的荧光信息的检测。该光学系统20还包括感光面调整件274，该感光面调整件274设置在该反射镜234的反射光路上并用于调整该第二相机212的感光面相对该反射镜234的反射光路的位置。具体地，第二相机212还包括调整块276，该调整块276位于该第二基座268上且与感光面固定连接，该感光面调整件274包括调整螺钉278及弹性件(图未示)，该弹性件位于该调整块276与第二基座268间。当调整螺钉278向靠近承载台202的方向旋入时，调整螺钉278会将带动调整块276及感光面向靠近承载台202的方向移动，同时调整块276压缩弹性件。当调整螺钉278向远离承载台202的方向旋出时，弹性件因回复力的作用而推动调整块276及感光面向远离承载台202的方向移动。因此，调整螺钉278也可调整第二相机212的感光面与反射镜234的反射光的相对位置。光学系统20在调整时，首先调整成像镜头204及分色镜206，把第一相机208对分色镜206的反射光的成像调好，然后以第一相机208为参考，调整第二相机212对分色镜206的透射光的成像位置使两者对齐。具体地，分色镜206可通过在承载台202上沿第一方向平移，使分色镜206的反射光进而到第一相机208中，之后，通过分色镜基座220利用螺钉锁紧分色镜206并上紧分色镜定位块222。之后，沿第一方向平移反射镜组件210，使反射镜234的反射光在第二相机212的成像位置与第一相机208的成像位置大致相同，通过支架导引部256利用螺钉锁紧支架238，并上紧定位块244。然后，通过调整第一调整件246、第二调整件248及/或第三调整件249对反射镜234的反射光在第二相机212上的成像位置进行微调，当然，上述调整还可以结合感光面调整件274一起调整，使得调整更灵活。上述光学系统20中，通过三个调整件246、248、249作为三个调整点以调整反光镜234的反射光路，实现了高精度的相机成像位置对准，并提高了调试的方便性及缩短了系统的调试时间。进一步地，在基因测序仪的光学系统20各相机拍到的荧光照片中，各相机的成像位置对得越准对后期的荧光照片分析就越精确，所以各相机的成像位置的精确对准，可以很好提高测序的准确性、降低信息量的损失。基因测序仪的光学系统20各相机的成像位置的对准要求高，所以在光学系统20的调试过程中，在这阶段的调试需花费较大的人力与时间进行调试且不容易得到好的结果。在采用上述的镜片调整结构236后，可以更方便更快捷的调试到所要的效果，使生产人员可在更短时间内完成系统的调试，缩短了系统的调试时间，提高了系统的生产效率。需要指出的是，本发明的光学系统并不限于两个相机的成像位置对准，当光学系统需求或增加更多的成像通道时，如图9所示，该光学系统分别增加对应的分色镜及成像相机，增加的相机前的分色镜或反射镜同样使用以上镜片调整结构236进行安装，然后逐个微调使每一相机的成像位置与参考位置对准，从而达到所有相机成像位置精确对准的效果。可以理解的是，参考相机也不一定是最靠近成像镜头的第一个相机，也可是最后一个或中间的某一个，再微调其它相机前的反射镜或分色镜角度进行对准。在本说明书的描述中，参考术语″一个实施方式″、″一些实施方式″、″示意性实施方式″、″示例″、″具体示例″、或″一些示例″等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。