CN115575374B - 用于微型多光子显微镜的光学仪器及成像系统、成像方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种用于微型多光子显微镜的光学仪器及成像系统、成像方法，涉及光学构型领域。该光学仪器具有荧光激发光路和荧光收集光路，该光学仪器包括：聚光镜，其中，聚光镜包括分离的第一透镜组和第二透镜组，第一透镜组位于荧光收集光路，第二透镜组位于荧光激发光路和荧光收集光路，并且第二透镜组与显微物镜密接。通过本申请中的方案，可以提高微型多光子显微镜对散射荧光的收集效率，进而提高对具有散射特性的测试样本进行观测时的成像信噪比和成像深度。

Description

用于微型多光子显微镜的光学仪器及成像系统、成像方法

技术领域

本申请涉及光学构型领域，具体涉及一种用于微型多光子显微镜的光学仪器及成像系统、成像方法。

背景技术

微型多光子显微镜具有重量轻、体积小、使用灵活的特点，其利用荧光剂的多光子吸收和荧光发射特性，可以对荧光标记或自发荧光活体组织实时成像。但是目前微型多光子显微镜荧光收集光路的构型相对简单，即使用一个显微物镜、结合一个与显微物镜分离的单片聚光镜，此类光学仪器可以满足收集弹道荧光光子的需求。然而，对于具有散射特性的待测试样本，如活体组织，荧光光子会在组织中发生散射并偏离原有轨道，此类光学仪器的构型不能保证散射的荧光光子都可以进入到收集光路中，限制了荧光成像信噪比和成像深度。

发明内容

为了解决上述技术问题，提出了本申请。本申请实施例提供了一种用于微型多光子显微镜的光学仪器及成像系统、成像方法。

第一方面，本申请一实施例提供了一种光学仪器，该光学仪器具有荧光激发光路和荧光收集光路，该光学仪器包括：聚光镜，其中，聚光镜包括分离的第一透镜组和第二透镜组，第一透镜组位于荧光收集光路，第二透镜组位于荧光激发光路和荧光收集光路，并且第二透镜组与显微物镜密接。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，光学仪器还包括位于荧光激发光路的第三透镜组，并且，在荧光激发光路中，第三透镜组和第二透镜组的构型为管镜。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，光学仪器还包括位于荧光激发光路和荧光收集光路的二向色镜。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第一透镜组和第二透镜组被二向色镜分离，并且第二透镜组和第三透镜组被二向色镜分离。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，光学仪器还包括位于荧光激发光路的飞秒激光器，飞秒激光器用于使光学仪器装载的待测试样本同时吸收至少两个光子。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，光学仪器还包括位于荧光激发光路的准直镜头、振镜和扫描镜，其中，准直镜头用于对接收的初始激光光束进行准直，并发射准直光束，振镜用于反射并扫描准直光束，扫描镜用于将振镜反射的准直光束聚焦到扫描镜的焦平面，得到聚焦光束、以及将聚焦光束发射至第三透镜组。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，显微物镜包括无限远物镜，物镜位于荧光激发光路和荧光收集光路。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第二透镜组用于对显微物镜发射的荧光光束进行会聚，并发射第一会聚光束。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第一透镜组用于基于第一会聚光束，发射第二会聚光束，其中，第二会聚光束的直径小于第一会聚光束的直径。

第二方面，本申请一实施例提供了一种成像系统，包括：第一方面所述的光学仪器，用于收集待检测样本的光学信号；信号处理模块，用于将光学仪器收集的光学信号转换为图像。

第三方面，本申请一实施例提供了一种成像方法，包括：确定待测试样本的待成像区域；基于第一方面所述的光学仪器，检测待成像区域的光学信号，以便基于光学信号生成待成像区域对应的图像。

本申请实施例提供的光学仪器包括聚光镜，聚光镜又包括分离的第一透镜组和第二透镜组。第一透镜组位于荧光收集光路中，第二透镜组位于荧光激发光路和荧光收集光路中，且第二透镜组与显微物镜密接，可以将物镜发射的散射荧光光束进行即刻的会聚，以防止散射光束射出荧光收集光路。此外，通过第一透镜组，可以对散射光束进行进一步地会聚，以满足会聚后的散射光束可以进入荧光收集光纤束进而被探测器捕获。

附图说明

通过结合附图对本申请实施例进行更详细的描述，本申请的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请实施例一起用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1所示为本申请一示例性实施例提供的现有光学仪器的局部结构示意图。

图2所示为本申请另一示例性实施例提供的现有光学仪器的局部结构示意图。

图3所示为本申请一示例性实施例提供的光学仪器的结构示意图。

图4所示为本申请一示例性实施例提供的光学仪器的激发光路的结构示意图。

图5所示为本申请一示例性实施例提供的光学仪器的收集光路的结构示意图。

图6所示为本申请一示例性实施例提供的聚光镜的结构示意图。

图7所示为本申请一示例性实施例提供的三种光学仪器的荧光收集效率的折线图。

图8所示为本申请一示例性实施例提供的成像系统的结构示意图。

图9所示为本申请一示例性实施例提供的成像方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

显微镜：由光学透镜组合构成，用于将微小物体放大到人眼或电子设备可观察到的一种状态的光学仪器。

荧光显微镜：光源照射被检物体，使之发出荧光，以观察被检物体的形状及其所在位置。

单光子荧光显微镜：光源照射被检物体，被检物体中的荧光分子吸收一个光子，再通过辐射跃迁发射一个荧光光子并被显微镜探测。

多光子荧光显微镜：在高光子密度的情况下，被检物体中的荧光分子可以同时吸收两个或多个长波长的光子，在经过一个很短的激发态寿命后，被检物体发射一个短波长的荧光光子并被显微镜探测，其中，短波长的荧光光子是相对于长波长的光子而言的。

有限远物镜：景物和它的像均与物镜相距有限距离。

无限远物镜：景物经过物镜后，像位于无限远，即光束从物镜平行出射，不能直接成像，需要经过管镜成像。

管镜：对于显微镜成像系统，当使用无限远物镜时，从物镜出来的是平行光，需要使用一组透镜将平行光会聚到像面，这组透镜称为管镜。

扫描镜：对于扫描光学系统，准直光束经振镜摆动，出射光束经过一组透镜成像到像面，这组透镜称为扫描镜。

二向色镜：对一定波长的光几乎完全透过，而对另一些波长的光几乎完全反射的光学元件。

荧光激发光路：激光器发出的激光，经过光学元件传输至被测样本上，使得样本内荧光分子吸收激光并发射荧光，这一光学传输路径称为荧光激发光路。

荧光收集光路：样本内荧光分子吸收激光并发射的荧光经过物镜后，再由聚光镜将荧光收集至探测器，这一光学传输路径称为荧光收集光路。

为了便于理解，首先对现有的光学仪器进行举例说明。

图1所示为本申请一示例性实施例提供的现有光学仪器的局部结构示意图。该局部结构示意图为现有光学仪器的荧光收集光路示意图。如图1所示，该光学仪器包括有限远微物镜120、二向色镜130和单片聚光镜140，此类光学仪器可用于观察活体脑组织110的神经功能成像。例如，利用准直透镜将空心光子晶体光纤发出的飞秒激光（例如，飞秒激光波长为920 nm）准直，经过振镜反射进入扫描镜，经扫描镜聚焦后，由二向色镜130反射后进入有限远微物镜120、并聚焦到样本组织。而后，双光子效应激发样本组织中的荧光蛋白产生绿色荧光（例如，绿色荧光波长为520 nm±20 nm），荧光经过有限远微物镜120聚焦，并透过二向色镜130、由单片聚光镜140聚焦到柔软光纤束中，绿色荧光通过柔软光纤束导入高灵敏光电探测器探测荧光。

由于激光和荧光均是由柔软光纤传导，因此与图1中的光学仪器对应的微型探头 可以佩戴在动物的头部，在不影响动物自由运动的情况下，在体观察小动物的脑神经功能 信号。但是，由于脑组织是混沌的散射组织，所使用的920 nm波长的激光的穿透深度有限， 在脑组织的400

深度还可以激发出足够信噪比的荧光，但在更深脑区荧光信号的信噪比 就很差了。

图2所示为本申请另一示例性实施例提供的现有光学仪器的局部结构示意图。该局部结构示意图为现有光学仪器的荧光收集光路示意图。如图2所示，该光学仪器包括无限远小物镜220、二向色镜230、单片聚光镜240，该类光学仪器也可用于观察活体脑组织210的神经功能成像。同样地，利用准直透镜将空心光子晶体光纤发出的飞秒激光（例如，激光波长为1300 nm）准直后，经过振镜反射进入扫描镜，经扫描镜聚焦后，由管镜准直，并经二向色镜230反射后进入一个无限远小物镜220聚焦到样本组织。而后，三光子效应激发样本组织中的荧光蛋白产生绿色荧光（例如，绿色荧光波长为520 nm±20 nm），荧光经过无限远小物镜220出射光束，并透过二向色镜230由单片聚光镜240聚焦到塑料光纤中。荧光通过塑料光纤导入到高灵敏光电探测器探测荧光。相比于920nm激发波长，1300nm激光波长在散射脑组织中具有更深的穿透深度。

图1和图2所述的现有光学仪器的荧光收集构型均相对简单，使用一个无限远物镜或者有限远物镜结合一个单片聚光镜。这些简单的荧光收集构型收集弹道光子是足够的，但在散射组织中，光子会发生散射并偏离原有轨道，这些简单的荧光收集构型不能满足收集散射荧光的需要。以绿色荧光为例，由于绿色荧光被脑组织强烈散射，从1 mm深的脑组织发出的荧光大部分会偏离弹道路径，到达脑表面后随机散射。

针对以上问题，本申请提出一种光学仪器，以提高散射荧光的收集效率，进而增加脑组织成像深度和成像信噪比。

图3所示为本申请一示例性实施例提供的光学仪器的结构示意图。图4所示为本申请一示例性实施例提供的所述光学仪器的激发光路的结构示意图。图5所示为本申请一示例性实施例提供的所述光学仪器的收集光路的结构示意图。

下面结合图4和图5，对图3所示实施例提供的光学仪器的结构进行详细说明。

如图3所示，本申请实施例提供的光学仪器包括聚光镜310（聚光镜310包括分离的第一透镜组311和第二透镜组312）、管镜320（管镜320包括第二透镜组312和第三透镜组321）、二向色镜330、准直镜头340、振镜350、扫描镜360、无限远物镜370、柔软光纤束390。其中，激发光路400包括飞秒激光器和传输飞秒激光的空心光纤（图中未示出）、准直镜头340、振镜350、扫描镜360、管镜320、二向色镜330、无限远物镜370。收集光路500包括无限远物镜370、聚光镜310、柔软光纤束390。

可以看出，二向色镜330、第二透镜组312和无限远物镜370同时位于激发光路400和收集光路500中。第二透镜组312和无限远物镜370密接。在激发光路400中，第二透镜组312和第三透镜组321的构型为管镜320，第二透镜组312和第三透镜组321被二向色镜330分隔。在收集光路500中，第一透镜组311和第二透镜组312的构型为聚光镜310，第一透镜组311和第二透镜组312被二向色镜330分隔。进一步地，密接是指第二透镜组和无限远物镜之间的相对距离小于预设距离阈值。其中，相对距离等于第二透镜组和无限远物镜之间的绝对距离s与物镜直径D的比值，预设距离阈值一般为三分之一。

在另一实施例中，管镜320可以只包括与物镜密接的第二透镜组。

进一步地，根据图4，对本申请实施例提供的所述光学仪器的激发光路的工作过程进行详细说明。

如图4所示，飞秒激光器发射飞秒激光光束，飞秒激光光束通过空心光纤传输，在空心光纤传输出口使用准直镜头340将飞秒激光光束准直，得到准直光束。准直光束通过振镜350反射并扫描、进入扫描镜360，准直光束会成像到扫描镜360对应的焦面上，经过焦面后，光束发散传播进入管镜320的第三透镜组321，经二向色镜330反射后进入管镜320的第二透镜组312，光束经管镜320准直后，进入无限远物镜370。光束经过无限远物镜370后聚焦到浸液样本380上。

进一步地，根据图5，对本申请实施例提供的所述光学仪器的收集光路的工作过程进行详细说明。

如图5所示，浸液样本380被飞秒激光器发射的飞秒激光光束激发出荧光光束，并进入无限远物镜370，通过无限远物镜370后进入到聚光镜310的第二透镜组312，第二透镜组312用于把散射的荧光光束进行会聚，得到关于荧光光束的第一会聚光束，第一会聚光束通过二向色镜330，其中，二向色镜330用于过滤得到属于荧光波段内的透射光束，透射光束经过聚光镜310中的第一透镜组311，第一透镜组311对透射光束进行会聚，得到第二会聚光束，其中，第二会聚光束的直径比第一会聚光束的直径小。经过第一透镜组311后，第二会聚光束可以顺利进入到柔软光纤束390中。

对于深层样本组织发出的荧光，经过样本组织的散射、达到无限远物镜370时，荧光光束已经偏离了原有的传播轨道，样本组织深度越深，散射光束偏离的越严重。在本申请实施例中，通过在无限远物镜370出口处密接一个聚光镜310的第二透镜组312，可以在最短时间内将杂乱的散射荧光进行有效地会聚，经过二向色镜后，再通过聚光镜310的第一透镜组311进行进一步地会聚，得到一个满足柔软光纤束390的光纤收集尺寸的第二会聚光束。此外，由于第二透镜组312与无限远物镜370密接，故第二透镜组必将同时存在于激发光路400和收集光路500，基于此，本申请实施例在激发光路400中引入具有两个分离透镜组的管镜360，其中，第二透镜组312被聚光镜310和管镜360共用，并且二向色镜330同时分隔第一透镜组311和第二透镜组312、以及第三透镜组321和第二透镜组312。通过光学仪器的上述结构，将光学仪器中的激发光路400和收集光路500紧凑地结合在一起，实现了多光子荧光激发和荧光收集的功能，最大化地提高了散射荧光的收集效率。

图6所示为本申请一示例性实施例提供的聚光镜的结构示意图。如图6所示，在本申请一示例性实施例中，该光学仪器包括具有第一透镜组311和第二透镜组312的聚光镜310，其中，第一透镜组311和第二透镜组312是分离组。该聚光镜310可以安装在现有的光学仪器结构中，第二透镜组312用于密接现有的光学仪器结构中的物镜、并对物镜发射的光束进行会聚，第一透镜组311用于在第二透镜组312的基础上，对光束进行进一步地会聚。同时，本申请实施例提供的聚光镜310中的第一透镜组311位于现有的光学仪器结构中的荧光收集光路，第二透镜组312同时位于现有光学仪器结构中的荧光激发光路和荧光收集光路。

通过本申请实施例中的聚光镜，可以将现有光学仪器结构中的物镜发射的光束进行及时地会聚，提高散射光束的收集效率，进一步增加测试样本的成像深度和成像信噪比。

在本申请一示例性实施例中，该光学仪器包括第三透镜组321，第三透镜组321与上述实施例中的聚光镜310组成新一个新的光学构型。其中，第三透镜组321与第二透镜组312组成管镜320，管镜320位于激发光路400。

需要说明的是，管镜320可以只包括一组透镜组、也可以包括两组或大于两组的透镜组；管镜320中的透镜组可以是分离组、也可以是密接组；本申请实施例只是给出一种优选的管镜的构型，并不是对管镜结构的具体限定，本领域技术人员可以根据实际应用情况具体选择管镜的结构，只要能够实现本申请实施例中管镜的功能即可。

通过本申请实施例中的技术方案，除了可以提高光学仪器结构中的物镜发射的散射光束的收集效率，通过管镜320和聚光镜310共用第二透镜组312，可以使本申请实施例中的光学仪器的构型更紧凑。

在本申请一示例性实施例中，该光学仪器包括聚光镜310、管镜320、以及二向色镜330，其中二向色镜用于分隔第一透镜组311和第二透镜组312、以及第三透镜组321和第二透镜组312。

需要说明的是，二向色镜可以替换为其他任何具有基于光束的波长进行透射或反射光束的功能的分光光学元件。

通过本申请实施例中的光学仪器，可以将现有的光学显微镜中的荧光激发光路和荧光收集光路紧密地结合在一起。

在本申请一示例性实施例中，无限远物镜370为简化的无限远微物镜。其中，“简化”的含义是物镜中的透镜数量少、长度短，透镜表面相对平坦。本申请实施例中的简化的无限远微物镜的长度为4.34 mm、光学镜片的物理口径为3 mm。

需要说明的是，本申请实施例只是给出了一种无限远物镜370的示例参数以及相关的结构描述，并不是对无限远物镜370的具体限定，本领域技术人员可以根据实际情况选择其他类型的物镜替换无限远物镜370。

通过简化的无限远微物镜，可以缩短散射荧光在其中的传输距离，进一步降低散射荧光在简化的无限远微物镜内的损失。

在本申请一示例性实施例中，准直镜头340是由一个负透镜和一个双胶合透镜组成。但准直镜头的构型不唯一，只要能实现准直功能、满足结构尺寸要求、并且得到所需的准直光束的任何一形式的准直镜头均可。

基于图1、图2和图3所示的光学构型，进行散射荧光收集效率方面的实验。具体为 通过光学设计软件Zemax仿真追迹散射荧光传播轨迹，在测试散射样本组织中植入一个理 想发光点来模拟荧光激发点，发射100万根光线。设置散射样本组织的散射属性为散射长度 75

，散射各项异性因子为0.92。通过软件蒙特卡洛追迹，得到图1、图2和图3所示的光学 构型的荧光收集效率如图7所示。

图7所示为本申请一示例性实施例提供的三种光学仪器的荧光收集效率的折线图。其中，m2PM为图1所示实施例提供的光学仪器的简称，m3PM为图2所示实施例提供的光学仪器的简称。m2PM的最大数值孔径为0.5，工作距离为1 mm，m3PM的最大数值孔径为0.9，工作距离为1.75 mm。本申请图3构型的最大数值孔径为0.65，工作距离为1.75mm。本申请图3中的光学仪器与m2PM、m3PM最终的荧光收集面尺寸相同，均为1.7 mm。

图7中的平均自由程是指发生一次散射的平均长度。如图7所示，在样本组织深度1mm时，本申请构型的荧光收集效率为3.2%，m3PM的荧光收集效率为2.14%，m2PM的荧光收集效率为1.03%。在样本组织深度1.5 mm时，本申请构型的荧光收集效率为1.47%，m3PM的荧光收集效率为0.75%。即，在散射增强区的拐点之后，本申请构型的荧光收集效率一直优于m2PM和m3PM。

表1所示为本申请一示例性实施例提供的三种光学仪器的荧光收集效率的数据对比结果。如表1所示，仿真结果表明，以相同物镜数值孔径（Numerical Aperture，NA）为0.65时，本申请构型的荧光收集效率在1 mm和1.5 mm深度分别是m3PM的2.58倍和3.59倍。以相同物镜NA为0.5时，本申请构型的荧光收集效率在1mm深度是m2PM的2.18倍。“*”代表使用光阑将物镜NA变为指定数值。

表1 三种光学仪器的荧光收集效率的数据对比结果

因此通过仿真计算，相比m2PM和m3PM构型，本申请的光学仪器构型在增强散射荧光收集效率上具有明显优势。

上文结合图1至图7，详细描述了本申请的光学仪器，下面结合图8和图9，描述本申请的成像系统及成像方法实施例。应理解，成像系统以及成像方法实施例的描述与光学仪器实施例的描述相互对应，因此，未详细描述的部分可以参见前面方法实施例。

图8所示为本申请一示例性实施例提供的成像系统的结构示意图。如图8所示，本申请实施例提供的成像系统包括：

光学仪器810，用于收集待检测样本的光学信号，所述光学仪器为本申请任一实施例所述的光学仪器；

信号处理模块820，用于将光学仪器收集的光学信号转换为图像。

图9所示为本申请一示例性实施例提供的成像方法的流程示意图。如图9所示，该成像方法包括如下步骤。

步骤S910，确定待测试样本的待成像区域；

步骤S920，基于本申请任一实施例所述的光学仪器，检测待成像区域的光学信号，以便基于光学信号生成待成像区域对应的图像。

利用图9所示的成像方法，还可以确定脑组织样本的待成像区域对应的图像，并基于脑组织样本的待成像区域对应的图像，对脑组织样本的待成像区域的脑功能进行研究。

以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。

本申请中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

还需要指出的是，在本申请的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

Claims (9)

1.一种光学仪器，其特征在于，应用于微型多光子显微镜，所述光学仪器具有荧光激发光路和荧光收集光路，所述光学仪器包括：

聚光镜，其中，所述聚光镜包括分离的第一透镜组和第二透镜组，所述第一透镜组位于所述荧光收集光路，所述第二透镜组位于所述荧光激发光路和所述荧光收集光路，并且所述第二透镜组与显微物镜密接，所述第二透镜组用于对所述物镜发射的荧光光束进行会聚，并发射第一会聚光束，所述第一透镜组用于基于所述第一会聚光束，发射第二会聚光束，其中，所述第二会聚光束的直径小于所述第一会聚光束的直径。

2.根据权利要求1所述的光学仪器，其特征在于，还包括位于所述荧光激发光路的第三透镜组，并且，在所述荧光激发光路中，所述第三透镜组和所述第二透镜组的构型为管镜。

3.根据权利要求2所述的光学仪器，其特征在于，还包括位于所述荧光激发光路和所述荧光收集光路的二向色镜。

4.根据权利要求3所述的光学仪器，其特征在于，所述第一透镜组和所述第二透镜组被所述二向色镜分离，并且所述第二透镜组和所述第三透镜组被所述二向色镜分离。

5.根据权利要求4所述的光学仪器，其特征在于，还包括位于所述荧光激发光路的飞秒激光器，所述飞秒激光器用于使所述光学仪器装载的待测试样本同时吸收至少两个光子。

6.根据权利要求2至5任一项所述的光学仪器，其特征在于，还包括位于所述荧光激发光路的准直镜头、振镜和扫描镜，其中，所述准直镜头用于对接收的初始激光光束进行准直，并发射准直光束，所述振镜用于反射并扫描所述准直光束，所述扫描镜用于将所述振镜反射的所述准直光束聚焦到所述扫描镜的焦平面，得到聚焦光束、以及将所述聚焦光束发射至所述第三透镜组。

7.根据权利要求1至5任一项所述的光学仪器，其特征在于，所述物镜包括无限远物镜，所述物镜位于所述荧光激发光路和所述荧光收集光路。

8.一种光学成像系统，其特征在于，包括：

权利要求1至7任一项所述的光学仪器，用于收集待检测样本的光学信号；

信号处理模块，用于将所述光学仪器收集的所述光学信号转换为图像。

9.一种成像方法，其特征在于，包括：

确定待测试样本的待成像区域；

基于权利要求1至7任一项所述的光学仪器，检测所述待成像区域的光学信号，以便基于所述光学信号生成所述待成像区域对应的图像。

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