雙折疊光學(xué)器件的制作方法
【專利說明】雙折疊光學(xué)器件
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0001 ] 本專利申請(qǐng)要求2013年9月9日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.61/875，526的優(yōu)先權(quán)，該專利申請(qǐng)的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明一般涉及成像領(lǐng)域以及用于對(duì)生物與化學(xué)測(cè)試和測(cè)定結(jié)果成像的裝置。更具體地，許多實(shí)施例針對(duì)一種用于以特定增加的放大率與分辨率觀察電泳凝膠、核酸印跡、蛋白質(zhì)印跡或類似的生物化學(xué)測(cè)試和測(cè)定的緊湊且有效的成像裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]被用于觀察、記錄和分析生物和化學(xué)測(cè)試和測(cè)定的結(jié)果的儀器和裝置系統(tǒng)通常需要能夠提供特定的放大率以便對(duì)目標(biāo)充分成像的儀器，但需要有限的尺寸以便在實(shí)驗(yàn)室中是有用的和可用的。對(duì)于這樣的儀器，相對(duì)大的尺寸的樣品和目標(biāo)在將樣品安裝在儀器的視場(chǎng)內(nèi)，同時(shí)還保持儀器具有合理的且經(jīng)濟(jì)的尺寸方面創(chuàng)造挑戰(zhàn)。此外，在這樣的儀器中，成像裝置的光學(xué)路徑以及儀器中所使用的透鏡的透鏡速率可導(dǎo)致復(fù)雜且無效率地設(shè)計(jì)尺寸的裝置。然而，通過使用較小的變焦透鏡對(duì)儀器的尺寸的減少可導(dǎo)致為了充分對(duì)樣品成像的足夠的靈敏度或視場(chǎng)的損失。
[0004]因此，仍然需要提供一種成像儀器，其保持期望的放大率、視場(chǎng)以及聚焦和成像能力，同時(shí)保持相對(duì)緊湊且有效以用于化學(xué)和生物實(shí)驗(yàn)室中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]以下提供了本發(fā)明的一些實(shí)施例的簡化概述以提供對(duì)本發(fā)明的基本理解。該概述不是本發(fā)明的廣泛概覽。其不意在確定本發(fā)明的關(guān)鍵或決定性元素或描述本發(fā)明的范圍。其唯一目的是以簡化的形式將本發(fā)明的一些實(shí)施例表達(dá)為下文表達(dá)的更詳細(xì)說明的序言。
[0006]成像組件的實(shí)施例包括:平臺(tái)，該平臺(tái)具有目標(biāo)區(qū)域;相機(jī)和透鏡模塊;反光鏡，沿著從相機(jī)和透鏡模塊入射的光路進(jìn)行定位；以及焦平面鏡，沿著從反光鏡入射的光路進(jìn)行定位，其中該相機(jī)和透鏡模塊與該目標(biāo)區(qū)域之間的光路是非正交的，并且該光路在該目標(biāo)區(qū)域中具有焦平面。
[0007]進(jìn)一步的實(shí)施例涉及成像組件，其中該組件被配置成對(duì)電泳凝膠、核酸印跡、蛋白質(zhì)印跡、生物發(fā)光測(cè)定結(jié)果、和/或化學(xué)發(fā)光測(cè)定結(jié)果成像。在方面中，成像組件的透鏡可具有約小于f/2.0的透鏡速率，并且在進(jìn)一步的方面，透鏡可具有約f/1.4的透鏡速率。
[0008]成像組件的一些實(shí)施例具有相對(duì)于相機(jī)和透鏡模塊以非正交取向定位的反光鏡。在方面中，該反光鏡相對(duì)于相機(jī)和透鏡模塊以約15°到約35°的偏轉(zhuǎn)角進(jìn)行取向。在進(jìn)一步的方面，該反光鏡相對(duì)于相機(jī)和透鏡模塊以約20°到約30°的偏轉(zhuǎn)角進(jìn)行取向。在成像組件的一些實(shí)施例中，焦平面鏡相對(duì)于反光鏡以正交取向進(jìn)行定位。在方面中，焦平面鏡相對(duì)于反光鏡以非正交取向進(jìn)行定位。在進(jìn)一步的方面，焦平面鏡相對(duì)于反光鏡以約15°到約25°的俯仰角進(jìn)行取向。在實(shí)施例中，成像組件的光路具有約50cm到70cm的成像距離長度，并且在其他方面，具有約60cm的成像距離長度。
[0009]進(jìn)一步的實(shí)施例涉及成像系統(tǒng)組件，該成像系統(tǒng)組件包括:成像組件，該成像組件具有相機(jī)和透鏡模塊;控制單元，電子耦合到相機(jī)和透鏡模塊并被配置成從相機(jī)和透鏡模塊接收數(shù)據(jù)；以及用戶界面，電子耦合到控制單元并被配置成顯示、傳輸、和/或操縱(manipulate)從相機(jī)和透鏡模塊接收的數(shù)據(jù)。在一些方面，該成像組件可進(jìn)一步具有:平臺(tái)，該平臺(tái)具有目標(biāo)區(qū)域;反光鏡，沿著從相機(jī)和透鏡模塊入射的光路進(jìn)行定位；以及焦平面鏡，沿著從反光鏡入射的光路進(jìn)行定位。在其他方面，用戶界面可被配置成操作控制單元，其中控制單元被進(jìn)一步配置成向相機(jī)和透鏡模塊發(fā)送控制指令。在進(jìn)一步的方面，成像系統(tǒng)組件可進(jìn)一步包括機(jī)械耦合到相機(jī)和透鏡模塊的電機(jī)，其中控制單元可向該電機(jī)發(fā)送控制指令以改變相機(jī)和透鏡模塊的工作距離。在一些方面，成像系統(tǒng)組件可具有機(jī)械耦合到反光鏡的電機(jī)，其中控制單元可向該電機(jī)發(fā)送控制指令以改變反光鏡的取向角度。在其他方面，成像系統(tǒng)組件可具有機(jī)械耦合到焦平面鏡的電機(jī)，其中控制單元可向該電機(jī)發(fā)送控制指令以改變焦平面鏡的取向角度。
【附圖說明】
[0010]以下參考附圖詳細(xì)描述了本公開的說明性方面。
[0011 ]圖1是根據(jù)許多實(shí)施例的從相機(jī)和透鏡模塊沿兩個(gè)鏡被反射到樣品區(qū)域中的光路范圍的圖示。
[0012]圖2是根據(jù)許多實(shí)施例的從相機(jī)和透鏡模塊沿兩個(gè)鏡被反射和折射到樣品區(qū)域中的光路的圖示。
[0013]圖3是根據(jù)實(shí)施例的定位在樣品區(qū)域之上具有相機(jī)和透鏡模塊、反光鏡以及焦平面鏡的成像組件的圖像。
【具體實(shí)施方式】
[0014]在本說明書中，出于解釋的目的，闡述了眾多特定細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本文所公開的許多實(shí)施例的全面理解。然而，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見的是，沒有這些具體細(xì)節(jié)中的一些也可實(shí)踐許多實(shí)施例。在其他情況下，以圖表或示意圖的形式示出了公知結(jié)構(gòu)和設(shè)備以避免使描述的實(shí)施例的基礎(chǔ)原理不清楚。
[0015]用于對(duì)來自各種生物、化學(xué)、和/或生物化學(xué)測(cè)試和測(cè)定的結(jié)果進(jìn)行成像的成像系統(tǒng)和裝置通常需要容納各種尺寸的樣品。諸如電泳凝膠、核酸印跡、蛋白質(zhì)印跡、免疫化學(xué)凝膠、以及其他這樣的生物化學(xué)測(cè)試樣品的測(cè)試和測(cè)定可產(chǎn)生樣品、凝膠和其它這樣的膜，沿著凝膠的寬度或長度尺寸，所述樣品、凝膠和其它這樣的膜在長度上可從約十厘米至約五十厘米(10cm-50cm)。這樣的樣品可進(jìn)一步是化學(xué)發(fā)光的，生物發(fā)光的，和/或外部照明的。因此，實(shí)驗(yàn)室成像系統(tǒng)和裝置的成像區(qū)域可被配置成具有能夠涵蓋整個(gè)樣品或者樣品的一部分的視場(chǎng)。這樣的成像系統(tǒng)和裝置的光學(xué)路徑可被彎曲或折疊，尤其是以非正交的角度彎曲或折疊，以便允許足夠長的焦距以在儀器系統(tǒng)或裝置中實(shí)現(xiàn)期望的視場(chǎng)。
[0016]如此處所使用的，術(shù)語“非正交光路”指示參考光路與反射和/或折射表面相交，使得該光路的入射角關(guān)于反射角或折射角不處于直角(即，不是90° )。類似地，如此處所使用的，術(shù)語“非正交取向”指示與光路相交的參考反射和/或折射表面被定位和取向成使得光路不具有關(guān)于反射角或折射角的處于直角的入射角(即，該表面相對(duì)于入射光路不處于45°，并且因此在光路中不形成90°彎曲)。相反地，術(shù)語“正交光路”指示入射角和反射角形成直角(90°)，并且術(shù)語“正交取向”指示參考反射體被定位和取向成使入射光路以直角反射(即，反射體相對(duì)于入射光路處于45°角)。
[0017]如本文中所使用的，術(shù)語“偏轉(zhuǎn)(yaw)角”指的是由于沿著垂直軸的平移或旋轉(zhuǎn)(即，當(dāng)從上方觀察時(shí)，主體向左或右的旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動(dòng))而導(dǎo)致的一個(gè)主體相對(duì)于另一個(gè)主體的取向或位置。具有零(0° )偏轉(zhuǎn)角的主體是與從其觀察主體的入射方向直接對(duì)齊(directly in line with)，或換句話說圍繞其垂直軸沒有向左或向右的旋轉(zhuǎn)的主體。如本文中所使用的，術(shù)語“俯仰角(pitch angle)”指的是由于沿著水平軸的平移或旋轉(zhuǎn)(S卩，當(dāng)從上方觀察時(shí)，主體向前或向后的旋轉(zhuǎn)或傾斜)導(dǎo)致的一個(gè)主體相對(duì)于另一個(gè)主體的取向或位置。具有零(0°)俯仰角的主體是沿著其垂直軸是鉛錘直的(plumb straight)，或者換句話說圍繞其水平軸沒有向前或向后的旋轉(zhuǎn)的主體。關(guān)于俯仰角和偏轉(zhuǎn)角兩者，所給出的角度指的是光路與主體在入射光路的方向性軸與較靠近于光路從其入射的方向的主體的部分之間的交叉處的角度。
[0018]如本文中所使用的，術(shù)語“焦平面鏡”指的是沿著最靠近于目標(biāo)區(qū)域的光路定位的鏡，在該目標(biāo)區(qū)