察設備 240能夠基本同時地監(jiān)測多個興趣點,上述彎曲部件也將在下文中詳細討論。例如,參照圖 5A-圖5C,將討論具有復合曲面的樣品塊;并且參照圖6A-圖6C,將討論具有單一曲率軸線 的樣品塊和具有單一互補曲率軸線的反射鏡。
[0064] 現(xiàn)在參照圖3A-圖3D,其示出具有復合曲率的反射鏡300的一些視圖。圖3A示出 反射鏡300的等距視圖;圖3B示出反射鏡300的第一面350的側(cè)視圖;圖3C示出反射鏡 300的第二面360的側(cè)視圖。圖3D為光線追跡圖,該光線追跡圖示出從多個興趣點380到 公共觀察點390的光路370。
[0065] 反射鏡300包括頂反射表面310和底表面320。反射鏡300可通過本領域中已知 的任何技術來制造。在一個示例中,反射鏡300可由塑料來注射成型,隨后通過低溫涂覆工 藝來涂覆以生成反射表面310。
[0066] 在所示實施例中,頂表面310沿兩個軸線彎曲,這兩個軸線被標記為330和340。軸 線330與軸線340彼此正交。在圖3B和圖3C中也可分別看見這兩個曲率軸線330和340。 圖3B是面350的側(cè)視圖,其沿著曲率軸線330示出面350。圖3C是面360的側(cè)視圖,其示 出曲率軸線340。在一個實施例中,反射鏡300被彎曲成雙曲式雙圓錐形反射鏡。使反射 鏡在兩個平面中彎曲,這允許用于可視化標準的現(xiàn)有的一次性板材和帶材。使用標準的平 直樣品塊,每條軸向光線的軌跡是豎直向上,從反射鏡反彈,且成角度地直接到達觀察設備 (例如相機鏡頭)的中心。
[0067] 這在圖3D中被示意性地示出。在圖3D中,來自多個興趣點380的軸向光線370 指向附圖標記"390"處的公共參考點。圖3D也示出了包括豎直分量(例如參見豎直光線 372和376)以及基本水平分量(例如參見基本水平光線374和378)的每條軸向光線370。 盡管每條軸向光線370的豎直分量和基本水平分量可能不同,但是對于每條軸向光線370 來說,豎直分量加上基本水平分量可能是基本相等的。例如,在所示實施例中,光線372加 上光線374的總長度基本等于光線376加上光線378的總長度。
[0068] 當從多個興趣點380到公共參考點390的每條光線370的總長度被約束為基本相 同的長度時,所得到的反射鏡300的形狀可被描述為是雙曲式雙圓錐形。即,如果反射鏡 300沿著豎直軸線或水平軸線被切成一系列的截面的話,則每個截面將是圓錐形截面。然 而,由豎直切片形成的圓錐形截面和由正交水平切片形成的圓錐形截面不一定相同,即,沿 著軸線340的曲率不一定與沿著軸線330的曲率相同。
[0069] 在一個實施例中,反射鏡300的形狀可被表述為是帶有所謂非球面凹陷的非球 面。非球面反射鏡可被限定為其表面輪廓不是部分的球體或圓柱體的反射鏡。非球面反射 鏡是旋轉(zhuǎn)對稱的光學器件,其曲率半徑從其中心徑向地變化。也許非球面反射鏡的最獨特 的幾何特征是曲率半徑隨著距光軸的距離而變化,這與具有恒定半徑的球體不同。在一個 示例中,反射鏡300可被限定帶有由公式1給出的表面輪廓(凹陷):
[0070] Z = (s2/r)八1+ (1- (k+1) (s/r)2)1/2) + 偏移公式 1
[0071] 其中,Z =平行于光軸的表面的凹陷,k =圓錐常數(shù),且s2= (ax+b) 2+(cy+d)2
[0072] 說明性地,系數(shù)是:
[0073] · k = -1
[0074] · r = -1. 1E+01
[0075] · a = 1
[0076] · b = -1· 1E+01
[0077] · c = 1
[0078] · d = 0
[0079] ?偏移=9. 5
[0080] 下面的表格示出實際圓錐表面是如何根據(jù)圓錐常數(shù)k的大小和符號產(chǎn)生的。
[0084] 因此,在所示實施例中,反射鏡300的形狀是由公式1與上面提供的系數(shù)來決定 的,曲率330和340形成拋物線軌跡。然而,其他形狀也是可能的。
[0085] 在一個方案中,當例如反射鏡300被整合到如圖2所示的光學系統(tǒng)中時,約束反射 鏡300的形狀,使得從一組興趣點到公共參考點(例如公共匯聚點)的光線長度基本等于 使觀察設備具有能夠一直看見每個樣品容置部的底部的效果的長度。使用例如根據(jù)公式1 來成形的反射鏡300所收集的圖像,可以有些扭曲(例如呈盤狀),但是沒有樣品槽的頂部 造成的干擾或遮擋。這點例如參見圖1示出的由于樣品槽的頂部造成干擾或遮擋的示例。 此外,使用根據(jù)公式1的反射鏡300,所產(chǎn)生的扭曲從圖像到圖像將基本相同,這樣就允許 在數(shù)據(jù)處理過程中校正或平衡這種扭曲。
[0086] 應理解的是,其他反射鏡形狀也處在本公開的范圍之內(nèi),只要該形狀提供了每個 樣品容器的底部的圖像。例如,被適當?shù)爻尚魏投ㄎ坏那蛐畏瓷溏R可能能夠在樣品陣列中 成像所有的樣品槽而沒有遮擋。然而,這樣的反射鏡可能是在從多個興趣點到公共參考點 的光線長度不一定是相等長度的情況下采用的。
[0087] 現(xiàn)在參照圖4A-圖4D,其示出了雙曲式反射鏡400的可替換的實施例。除了反射 鏡400具有較大的曲率度數(shù)之外,反射鏡400與反射鏡300在許多方面相似。反射鏡400包 括頂反射表面410和底表面420。頂表面410沿兩個軸線彎曲,這兩個軸線被標記為"430" 和"440"。軸線430與軸線440彼此正交。在圖4B和圖4C中也可見兩個曲率軸線430和 440。圖4B是面450的側(cè)視圖,沿著曲率軸線430示出面450。圖4C是面460的側(cè)視圖,示 出曲率軸線440。
[0088] 以相對于反射鏡300較短的曲率半徑來使反射鏡彎曲的效果在圖4D中被示意性 示出。在圖4D中,來自多個興趣點480的軸向光線470指向位于附圖標記"490"處的公共 參考點。圖4D也示出了包括豎直分量(例如參見豎直光線472和476)以及基本水平分量 (例如參見基本水平光線474和478)的每條軸向光線470。盡管每條軸向光線470的豎直 分量和基本水平分量可能不同,但是對于每條軸向光線470來說,豎直分量加上基本水平 分量可能是基本相等的。例如,在所示實施例中,光線472加上光線474的總長度基本等于 光線476加上光線478的總長度。
[0089] 當從多個興趣點480到公共參考點490的每條光線470的總長度被約束為基本相 同長度時,所得到的反射鏡400的形狀可被描述為是雙曲式雙圓錐形反射鏡。這樣的效果 是,當例如反射鏡400被整合到如圖2所示的光學系統(tǒng)中時,能夠使觀察設備一直看到每個 樣品容置部的底部,而不需要一個或多個聚焦透鏡或反射鏡。使用反射鏡400收集的圖像 被扭曲成盤狀,但是沒有由于樣品槽的頂部造成的干擾或遮擋(例如參見示出遮擋示例的 圖1)。
[0090] 現(xiàn)在參見圖5A-圖5C,其示出具有復合曲率的樣品塊500的一些視圖。圖5A示 出樣品塊500的等距視圖;圖5B示出樣品塊500的第一面550的側(cè)視圖;圖5C示出樣品 塊500的第二面560的側(cè)視圖。在一些實施例中,樣品塊500可用于光學系統(tǒng)中,作為圖 3A-圖3D或圖4A-圖4D所示的雙曲式反射鏡的替換。
[0091] 樣品塊500包括頂表面510、底表面520以及多個(例如96個)樣品容置部525。 樣品容置部525可被構造用于直接接納多個液體樣品,或樣品容置部525可被構造用于接 納分開的多個樣品管或樣品板。
[0092] 在一個實施例中,樣品塊500可由選自諸如像鋁、銅和銀之類的金屬、陶瓷、塑料 以及類似材料的材料來制成。在一個實施例中,樣品塊500被包括在位于PCR儀內(nèi)的加熱 塊設備中。在這種情況下,樣品塊可優(yōu)選地由高導熱材料制成,高導熱材料例如但不限于為 錯、銅或銀。
[0093] 在所示實施例中,頂表面510包括兩個曲率軸線,這兩個曲率軸線被標記為"530" 和"540"。軸線530與軸線540彼此正交,且它們可具有相同或不同的半徑。在圖5B和圖 5C中也分別可看見兩個曲率軸線530和540。圖5B是面550的側(cè)視圖,示出曲率軸線530。 圖5C是面560的側(cè)視圖,示出曲率軸線540。在一個實施例中,曲率軸線530和540具有 相同的半徑,而且樣品塊被彎曲成為球體的一部分。在一個實施例中,球體的半徑等于或近 似等于從上述頂表面到觀察設備的距離。例如,如果觀察設備是相機的話,那么限定樣品塊 500的形狀的球體的半徑可等于從樣品塊500的頂表面510到相機鏡頭的前面的距離。
[0094] 在圖5A-圖5C所示的實施例中,因為樣品容置部525被布置成,使得這些樣品容 置部垂直于樣品塊的頂表面510的曲率,所以與圖2A所示相似的觀察設備能夠看到每個樣 品容置部525的底部527。這樣會產(chǎn)生略微傾斜每個樣品容置部525,使得每個樣品容置部 的底部527直接朝向觀察設備以便克服光視差(參見,例如圖1)的效果。這具有使觀察設 備能夠一直看到每個樣品容置部525的底部527而不需要任何一個或多個聚焦透鏡或反射 鏡的效果。因此,雙曲式樣品塊500允許觀察設備(例如相機)直接成像到每個樣品容置 部525的底部527內(nèi)而不會有任何因遮擋而造成的信號損失。
[0095] 現(xiàn)在參照圖6A-圖6C,其示出光學系統(tǒng)600的實施例。光學系統(tǒng)包括單曲式樣品塊 610和互補的單曲式反射鏡650。如同雙曲式樣品塊那樣,光學系統(tǒng)600可以用作圖3A-圖 3D和圖4A-圖4D中所示出的彎曲式反射鏡的替換,用于基本同時地觀察多個興趣點組成的 陣列。
[0096] 樣品塊610包括頂表面620、底表面630、以及多個樣品容置部625。樣品容置部 625從頂表面620朝向底表面630延伸。樣品容置部625被布置成,使得這些樣品容置部 垂直于樣品塊610的頂表面620的曲率。單曲式樣品塊610類似于標準的平直樣品塊沿著 同一個半徑略微轉(zhuǎn)動(此半徑與到公共觀察點的中心的距離相同)。這樣會產(chǎn)生沿著曲率 640略微傾斜每個樣品容置部625,使得每個樣品容置部的底部627直接朝向觀察設備以便 克服一個平面中的光視差的效果。在一個平坦平面中,在外周樣品中仍會因槽的頂部邊緣 而存在一定干擾。
[0097] 然而,當具有曲率640的單曲式樣品塊610與被放置在單曲式樣品塊610上方的 具有曲率670 (曲率670說明性地為拋物線)的反射鏡650配對時,這種組合允許相機或相 似裝置直接看到樣品塊610的每個樣品容置部625的底部627 (或看到放置在樣品塊610 中的槽板的底部)。通過樣品塊610的彎曲可取得一個校正平面,而通過反射鏡650可取得 另一個校正平面。
[0098] II.熱循環(huán)系統(tǒng)
[0099] 現(xiàn)在將參照熱循環(huán)系統(tǒng)的示例性實施例,這些熱循環(huán)系統(tǒng)被構造用于使容納在相 應的多個樣品容器之內(nèi)的多個生