[发明专利]连续球面像差校正镜筒透镜

说明书

本申请公开了连续球面像差校正镜筒透镜。本文描述了用于成像仪器的镜筒透镜。镜筒透镜可以用包括并不被完全无限校正的物镜的成像仪器来实现。镜筒透镜可以包括：第一光学元件和第二光学元件，第一光学元件被配置为沿物镜和镜筒透镜之间的光路从物镜接收发散光。第一光学元件将从物镜接收的发散光汇聚到第二光学元件上，并且第一元件相对于第二光学元件沿其纵向轴线是可移动的。

相关申请的交叉引用

本申请还要求于2017年3月8日提交的题为“Continuous Spherical AberrationCorrection Tube Lens”的美国临时专利申请第62/468,792号的权益，该美国临时专利申请通过引用以其整体并入本文。本申请还要求于2017年5月5日提交的且题为“ContinuousSpherical Aberration Correction Tube Lens”的荷兰专利申请第N2018859号的权益。

背景

成像系统中的球面像差是由于无法将离轴和轴向光从点光源聚焦到单个焦点引起的。影响具有可变厚度的图像样本(即，多平面样本)的高数值孔径透镜的成像性能是初级像差。对于具有可变厚度的样本，球面像差可以随着样本厚度而变化。在一些情况下，变化的热环境(例如，样本的热膨胀)也可能引入球面像差。传统上，显微镜供应商提供了调节物镜中的校正环以补偿球面像差的能力。

由于设计考虑，一些成像仪器可能在物镜上不包括用于校正球面像差的元件。在多平面样本的成像系统的一个当前实施方式中，根据焦点是在第一成像平面(例如，样本的顶部表面)上还是在第二成像平面(例如，样本的底部表面)上，补偿器透镜可以移入和移出从物镜到图像传感器的光路。然而，这样的设计仅提供沿着两个平面的离散球面像差校正，并且可能不适应具有不同盖玻片厚度的样本或环境中的热变化。

概述

本文中的一些例子中提供了用于成像仪器的镜筒透镜。

在第一示例中，用于成像系统的镜筒透镜包括：第一光学元件、第二光学元件和第三光学元件。在该示例中，第一光学元件被配置为沿着物镜和镜筒透镜之间的光路从物镜接收发散光；并将从物镜接收的发散光汇聚到第二光学元件上。在该示例中，第一光学元件相对于第二光学元件沿第一光学元件的纵向轴线是可移动的，并且第三光学元件被配置成将光汇聚到成像系统的图像传感器上。

在该第一示例的各种实施方式中，第一光学元件是正元件，第二光学元件是负元件，并且第三光学元件是正元件。第一光学元件和第二光学元件可以是双合透镜。第三光学元件可以是单透镜或双合透镜。在一些实施方式中，第三光学元件被配置成使成像系统在图像传感器上远心。

在一些实施方式中，当通过从物镜的后孔离开的视场边缘光线的中心进行测量时，从物镜接收的发散光发散约0.25至约1度。第一光学元件可以沿着第一光学元件的纵向轴线平移高达约25mm的距离。镜筒透镜可具有在约150mm与约350mm之间的焦距。

在一些实施方式中，镜筒透镜可以包括用于沿着第一光学元件的纵向轴线平移第一光学元件的平台，其中第一光学元件的平移改变第一光学元件和第二光学元件之间的光路的长度。

在第二示例中，成像系统包括：光学耦合到光生成模块的物镜，物镜将光聚焦到样本上；以及光学耦合到物镜的镜筒透镜。成像系统可以使用如本文所述的镜筒透镜。在特定实施方式中，成像系统是测序系统(例如，DNA测序系统)。在一些实施方式中，成像系统可以不包括用于调节物镜以校正球面像差的机构。

结合附图，通过下面的详细描述，所公开的技术的其他特征和方面将变得明显，附图以示例的方式示出了根据所公开的技术的实施方式的特征。该概述不旨在限制由权利要求和等同物限定的本文所述的任何发明的范围。

应该理解的是，前述概念的所有组合(如果这样概念不相互矛盾)被认为是本文公开的发明主题的一部分。特别地，出现在本公开结尾处的要求保护的主题的所有组合被认为是本文公开的发明主题的一部分。

附图说明