[发明专利]显微光学系统像质补偿方法及装置

说明书

一种显微光学系统像质补偿方法及装置，显微光学系统像质补偿装置包括固定架、物镜和偏心促动器。由于偏心促动器安装在物镜的外部，使得偏心促动器可对不同的物镜进行偏心补偿调节，可重复利用，降低了成本；并且偏心促动器外置设置，不会增加物镜外径、体积和重量，有利于物镜的小型化，物镜也具有更高的装配精度，同时外置的偏心促动器不受物镜的限制，具有更高的补充调节精度。

技术领域

本发明涉及光学系统像质补偿技术领域，具体涉及一种显微光学系统像质补偿方法及装置。

背景技术

高性能显微光学系统广泛应用于生物医学、半导体检测、计量学等领域。以生物医学中的基因测序仪荧光显微光学系统为例，随着测序通量的不断提升，需要荧光显微光学系统的视场越大、分辨率越高，并且在全视场内需要满足衍射极限的波像差、较高的焦距、畸变、场曲等像质要求，同时需要对四种碱基进行四色或二色荧光成像，满足宽谱段的要求。因此基因测序显微光学系统具有大数值孔径、大视场、宽波段、高成像像质等特点。

基因测序仪荧光显微光学系统研制过程中，为了实现全视场的波像差、焦距、畸变和场曲等指标，需要对光学设计、光学加工和光机装调等环节中的各种公差进行严格控制。为了降低严苛的加工、装配公差对研制难度、成本、周期的影响，可以采用像质补偿的方法以适当放宽相关公差。

现有专利技术的像质补偿技术主要集中在柔顺微动机构、变形镜等装置，补偿装置的结构复杂，加工时需要精密线切割等工艺，增加了成本，增大了镜头的外径、体积和重量，同时促动器集成在光学系统内部，无法重复利用，增加了光学系统的研制成本。

发明内容

本发明提供了一种调节精度高、结构紧凑的显微光学系统像质补偿方法及装置。

根据第一方面，一种实施例中提供一种显微光学系统像质补偿装置，包括：

固定架；

物镜，物镜包括镜筒、透镜和镜框，镜筒的上端安装在固定架的下端，透镜具有多个，每个透镜通过一个镜框安装在镜筒内；多个透镜中具有一个或多个偏心透镜和一个或多个轴向透镜，与偏心透镜连接的镜框为偏心镜框，偏心镜框与镜筒之间具有径向移动的间隙，镜筒上设有一组或多组径向的通孔，每组通孔包括位于一个圆周上的至少三个通孔，每个偏心镜框对应一组通孔；与轴向透镜连接的镜框为轴向镜框，轴向镜框与镜筒螺纹连接，并且轴向镜框的部分位于镜筒的外侧；

以及至少三个偏心促动器，至少三个偏心促动器安装在固定架的下端，并均匀围绕在物镜的四周，偏心促动器具有可伸缩和/或可升降的驱动端，驱动端用于穿过镜筒上的通孔驱动偏心透镜和偏心镜框径向移动。

进一步地，镜筒内位于最下端的透镜为轴向透镜，镜筒的下端设有外螺纹，轴向镜框设有内螺纹，轴向镜框螺纹连接在镜筒的下端。

进一步地，镜筒的下端端部还设有导向面，轴向镜框内设有对应的导向面，镜筒的导向面与轴向镜框的导向面接触为可滑动的导向连接。

进一步地，镜筒的下端内表面设有径向凸起，镜框上下层叠安装在镜筒内，镜筒的上端安装有压圈，压圈将镜框轴向压紧在镜筒内。

进一步地，透镜中还具有固定透镜，与固定透镜连接的镜框为固定镜框，固定镜框与偏心镜框上下层叠在镜筒内，固定镜框的外表面与镜筒的内表面接触连接。

进一步地，镜筒的上端固定有连接环，连接环上设有位于一个圆周上的若干个弧形槽孔，每个弧形槽孔内安装有固定螺钉，连接环通过螺钉连接安装在固定架上。

进一步地，偏心促动器包括安装架和偏心电机，偏心电机通过安装架安装在固定架的下端，偏心电机的驱动端为偏心促动器的驱动端。

进一步地，偏心促动器还包括升降电机，偏心电机可升降滑动的安装在安装架上，升降电机安装在安装架上，升降电机的驱动端与偏心电机连接，升降电机用于驱动偏心电机升降移动。