[发明专利]一种物镜减振结构及基因测序光学平台

说明书

本发明公布了一种物镜减振结构及基因测序光学平台，所述物镜减振结构设置在基因测序光学平台的光学板和电机座组件之间，包括物镜、阻尼机构、固定机构、振动源；其中，所述振动源为运动机构，其运动造成物镜的振动；所述固定机构用于固定阻尼机构，并且设置在物镜的外部；所述阻尼结构设置在物镜的侧面，直接抵住物镜。用以解决基因测序仪高速扫描时物镜振动造成的图像模糊问题，并使基因测序时间大大缩短。

技术领域

本发明涉及夹具减振领域和基因测序技术领域，具体涉及一种基因测序仪光学系统中扫描平台运动后物镜快速稳定机构，以及带有物镜快速稳定机构的光学平台。

背景技术

现有显微成像系统，尤其是基因测序的光学系统中，都会将成像系统和待测样品(测序芯片)安装台连接到一起，形成一个刚性结构体，同时用减振垫与支撑机构连接，以避免外界振动源(例如风扇、电机等)导致光学系统振动，以及成像系统和待测样品安装台之间的相对运动，进而造成的成像模糊。而对于需要对样品(测序芯片)在XY平面进行扫描的显微成像系统来说，扫描运动机构(例如伺服电机、步进电机等)工作在刚性结构体内部，带来的振动激励无法避免，尤其是在高速扫描时，振动激励很大。对于景深较小的应用(例如基因测序)来说，XY平面扫描中带来的微小Z轴(工作距离)变化会导致成像质量下降，因此需要在物镜上安装沿Z轴方向的运动机构实现对焦。压电陶瓷电机是一种可以实现高精度、高速度运动的机构，普遍用来实现显微成像系统的对焦，但其在XY平面的刚性较小，导致上文所述的XY平面扫描振动激励传导到压电陶瓷电机上，带动物镜振动，且振动持续时间较长，必须等到振动停止后才能开始对样品拍照。物镜一般需要一秒钟左右甚至更长的时间才能完全停稳。物镜停稳后，光学系统才能正常拍照。本发明提供一种物镜减振结构，通过在物镜的侧面安装一个阻尼装置，可以使得物镜振动迅速降低达到稳定状态，减少物镜的振动稳定时间，大大减少了测序扫描时间。

目前现有光学扫描装置，可能存在电机运动导致的物镜振动，但是由于光学系统的自身原因对从电机运动到可以拍照的整个时间不要求特别短，所以一般不要求很快稳定，他们大多每张照片的拍照时间间隔在几秒钟，这么长的时间不需要减振结构就可以稳定。。

现有的基因测序仪光学平台和扫描运动系统中，运动控制部件和物镜会集成在同一个组件组件中，运动控制部件会造成物镜的振动。一般生物芯片固定在运动平台上，运动平台运动到位后，压电陶瓷电机带动物镜对焦，相机拍照。然而这一过程中，物镜固定在压电陶瓷电机上，由于物镜一端固定，属于悬臂结构，且重量较大，一旦与光学平台刚性连接的运动平台运动，会对光学平台产生水平方向的冲击力，所产生的振动会使物镜在水平方向上摆动，振幅由大到小，即使运动平台停止运动，物镜也会需要一秒钟左右才能完全停稳。物镜停稳后，光学系统才能正常拍照。测序中需要很多次这样的平台运动到位-Piezo电机带动物镜对焦-相机拍照的过程，累积下来，使整个系统测序时间大大延长。这时就非常需要一种结构来加快物镜停稳。基因测序仪需要拍摄大量的图片，这样就希望尽量降低每张照片的拍摄周期，从而减少总体的拍照的时间，因此需要减振结构使其快速稳定。减振结构可以让物镜在几十毫秒内快速停止振动，只有物镜完全停止振动时拍照的照片才不会模糊，从而达到光学系统需求，实现高速扫描和拍照。

发明内容

本发明的目的在于提供一种物镜减振结构，也就是一种可以使物镜快速停稳的结构，用以解决基因测序仪高速扫描时物镜振动造成的图像模糊问题，使物镜加快停稳，从而使基因测序时间缩短。

本发明为实现上述技术目的，提供如下技术方案：

一种物镜减振结构，其特征在于，包括物镜、阻尼机构、固定机构、振动源；其中，所述

振动源为运动机构，其运动造成物镜的振动；所述固定机构用于固定阻尼机构，并且设置

在物镜的外部；所述阻尼结构设置在物镜的侧面，直接抵住物镜。

根据优选的实施方式，所述阻尼机构设置在固定机构的内部，依次设置接触件和弹性体。