[实用新型]光学系统和荧光信号检测装置

说明书

本公开涉及光学系统和荧光信号检测装置。提供了一种光学系统，该光学系统包括：分束器，被配置为接收入射光并且按照分束器的分束比将入射光分离成具有第一光量的第一部分和具有比第一光量小的第二光量的第二部分；第一图像传感器，被配置为接收并检测入射光的第一部分；第二图像传感器，被配置为接收并检测入射光的第二部分；以及控制器，被配置为使第一图像传感器基于入射光的第一部分而生成第一图像，使第二图像传感器基于入射光的第二部分而生成第二图像，以及融合第一图像和第二图像以生成融合图像。

技术领域

本公开总体上涉及光学领域，并且更具体地涉及光学系统和荧光信号检测装置。

背景技术

动态范围(DR)是评估成像装置的重要技术指标，其可以被简单地定义为成像装置可检测的最大光强与最小光强的范围的能力，例如由下式所定义的，

例如在荧光信号检测装置中，成像模块中的诸如图像传感器或相机之类的成像装置是最重要的部件。成像装置的动态范围直接决定了荧光信号检测的动态范围。以使用荧光信号检测装置运用454测序技术来对DNA序列进行测序的情况为例，假设当待测序列中出现一个或多个碱基A时，测序反应会相应地加上一个或多个与之配对的碱基T(已用荧光团标记)，因此，待测序列中的碱基A越多，被荧光团标记的碱基T就越多，荧光信号就越强，故而可以根据荧光信号来确定碱基T进而实现对待测序列中的碱基A的测量。然而，样品中可能存在多段待测序列，其中各个待测序列所包括的碱基A的数量可能差异较大(例如从1个到10个变化)。当荧光信号检测的动态范围(取决于成像装置的动态范围)不够时，就无法准确地从由成像装置捕获的样品图像中对被荧光团标记的碱基T进行测量，造成测序结果不准确。

因而，提高成像装置的动态范围是非常重要的。常见的提高动态范围的方法包括增大图像传感器的满阱容量，但是这也意味着更大的像素尺寸。当图像传感器的尺寸一定时，更大的像素尺寸会导致更少的像素数量，即导致降低的分辨率。另外，也可以针对不同的光强条件来改变成像装置的诸如曝光时间、曝光增益等之类的参数。例如，可以使用短的曝光时间或低的曝光增益来确保强光不会溢出，也可以使用长的曝光时间或高的曝光增益来确保暗处的细节可以被观察到，但是在这种情况下，长时间/高增益曝光与短时间/低增益曝光不能同时进行，导致帧率降低，尤其在拍摄运动对象时会造成图像模糊。

因此，期望改进的提高动态范围的光学系统。

实用新型内容

根据本公开的第一方面，提供了一种光学系统，该光学系统包括：分束器，被配置为接收入射光并且按照分束器的分束比将入射光分离成具有第一光量的第一部分和具有比第一光量小的第二光量的第二部分；第一图像传感器，被配置为接收并检测入射光的第一部分；第二图像传感器，被配置为接收并检测入射光的第二部分；以及控制器，被配置为使第一图像传感器基于入射光的第一部分而生成第一图像，使第二图像传感器基于入射光的第二部分而生成第二图像，以及融合第一图像和第二图像以生成融合图像。

根据本公开的第二方面，提供了一种荧光信号检测装置，该荧光信号检测装置包括：照明模块，包括被配置为发射用于激发样品的激发光的光源；物镜，被配置为将来自照明模块的激发光引导至样品并将来自样品的发射光引导至成像模块；成像模块，包括：管镜，接收来自物镜的发射光；具有第一分束比的第一分束器，接收传输通过管镜的发射光并且按照第一分束比将发射光分离成具有第一光量的第一部分和具有比第一光量小的第二光量的第二部分；以及第一图像传感器和第二图像传感器，第一图像传感器被配置为接收并检测发射光的第一部分，以及第二图像传感器被配置为接收并检测发射光的第二部分；以及二向色镜，设置在激发光从光源到物镜之间的光路上并且设置在发射光从物镜到管镜之间的光路上，二向色镜被配置为透射激发光和发射光中的一者并反射激发光和发射光中的另一者。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得更为清楚。

附图说明