[发明专利]一种基因测序仪显微物镜的检调焦方法与装置

权利要求书

1.一种基因测序仪显微物镜的检调焦方法，其特征在于，包括如下步骤：

点光源发生装置发射的照明光先后通过第一分光镜、准直镜和物镜透射至基因测序芯片上反射成信号光；

信号光先后通过物镜和准直镜透射后，经第一分光镜反射至第二分光镜，第二分光镜将信号光对半透射成第一信号光和反射成第二信号光；

所述第一信号光穿过位于所述第一信号光聚焦位置前端的焦前针孔照射至焦前光强探测器上，所述焦前光强探测器探测所述第一信号光并实时生成第一光强信号；同时，所述第二信号光穿过位于所述第二信号光聚焦位置后端的焦后针孔照射至焦后光强探测器上，所述焦后光强探测器探测所述第二信号光并实时生成第二光强信号；

主控系统获取所述第一光强信号和第二光强信号，并计算出基因测序芯片的实时离焦量；

主控系统根据所述实时离焦量控制对焦驱动机构驱动物镜和/或基因测序芯片移动对焦；

其中，所述焦前针孔和焦后针孔的离焦量相等。

2.如权利要求1所述的基因测序仪显微物镜的检调焦方法，其特征在于，所述主控系统获取所述第一光强信号和第二光强信号后，计算得到差动共焦光强信号，再根据差动共焦光强函数计算出基因测序芯片的实时离焦量。

3.如权利要求2所述的基因测序仪显微物镜的检调焦方法，其特征在于，差动共焦光强函数的数学表达式为：

其中：

其中：λ为点光源波长，D为有效准直光束宽度，f_o为物镜焦距，f_c为准直镜焦距，z为基因测序芯片的离焦量，d为焦前针孔和焦后针孔的离焦量。

4.一种基因测序仪显微物镜的检调焦装置，其特征在于，包括：

点光源发生装置，其用于发射照明光；

第一分光镜，其倾斜安装在所述点光源发生装置发射的照明光的光路上，用于透射照明光和反射基因测序芯片反射的信号光；

准直镜，其安装在所述第一分光镜透射的照明光的光路上，并且中心线与照明光的光轴重合；

物镜，其安装在所述准直镜和基因测序芯片之间的光路上；

第二分光镜，其倾斜安装在所述第一分光镜反射的信号光的光路上，用于将信号光对半透射成第一信号光和反射成第二信号光；

焦前针孔，其安装在所述第二分光镜透射的第一信号光聚焦位置的前端；

焦前光强探测器，其安装在所述焦前针孔的光路后端，用于探测所述第一信号光并实时生成第一光强信号；

焦后针孔，其安装在所述第二分光镜反射的第二信号光聚焦位置的后端，并且所述焦前针孔和焦后针孔的离焦量相等；

焦后光强探测器，其安装在所述焦后针孔的光路后端，用于探测所述第二信号光并实时生成第二光强信号；

对焦驱动机构，其与物镜和/或基因测序芯片连接，用于驱动物镜和/或基因测序芯片移动对焦；

主控系统，其分别与所述焦前光强探测器、焦后光强探测器和对焦驱动机构信号连接，用于获取所述第一光强信号和第二光强信号及计算出基因测序芯片的实时离焦量，并根据基因测序芯片的实时离焦量控制对焦驱动机构驱动物镜和/或基因测序芯片移动对焦。

5.如权利要求4所述的基因测序仪显微物镜的检调焦装置，其特征在于，所述点光源发生装置包括激光器和与之耦合连接的单模光纤。

6.如权利要求5所述的基因测序仪显微物镜的检调焦装置，其特征在于，所述激光器为激光二极管。

7.如权利要求4所述的基因测序仪显微物镜的检调焦装置，其特征在于，所述主控系统包括光强采集单元、数据处理单元和伺服控制单元，所述光强采集单元用于采集所述第一光强信号和第二光强信号，所述数据处理单元用于将第一光强信号和第二光强信号计算得到差动共焦光强信号，并根据差动共焦光强函数计算出基因测序芯片的实时离焦量，所述伺服控制单元用于根据基因测序芯片的实时离焦量控制对焦驱动机构驱动物镜和/或基因测序芯片移动对焦。

8.如权利要求4所述的基因测序仪显微物镜的检调焦装置，其特征在于，所述对焦驱动机构为压电陶瓷位移器。