基于液体透镜的显微镜自动调焦技术

第４２卷第ｌ０期　２０１５年１Ｏ月　光电工程　Ｏｐｔｏ—Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｖｌ０１．４２．Ｎｏ．１０　０ｃｔ．２０１５　文章编号：１００３—５０１Ｘ（２０１５）１０—００３７—０６　基于液体透镜的显微镜自动调焦技术　张祥翔　（徕卡显微系统（上海）有限公司，上海２０１２０６）　摘要：本文针对生物显微镜对于自动调焦的要求，通过光学仿真和实验验证了液体镜头技术在生物医学显微镜自　动调焦方面的应用。首先基于液体镜头的分类介绍了市场上具有代表性的Ｖａｒｉｏｐｔｉｃｓ和Ｏｐｔｏｔｕｎｅ　ｌｅｎｓ公司的液体　镜头产品的原理和特点，通过对比这两种液体透镜的特点，选择Ｏｐｔｏｔｔｍｅ公司的液体镜头作为显微镜自动调焦装　置。其次，本文根据液体镜头的光学参数，将其集成到现有的显微镜系统中，使用Ｚｅｍａｘ软件模拟了系统的变焦　过程，并仿真了系统的光学性能。最后对Ｏｐｔｏｔｕｎｅ液体镜头在生物显微镜上的调焦功能进行了实验验证，并获取　了系统在不同焦距的图像。实验结果表明，液体透镜可以使系统的景深扩展１　ｍｍ以上，并且保持了良好的戍像　质量。基于液体镜头技术的显微镜自动调焦技术具有结构紧凑，低成本，快速调焦的特点，同时也能满足较高的　成像质量　关键词：液体透镜；显微系统；自动调焦；生物医学成像　中图分类号：ＴＨ７４２　文献标志码：Ａ　ｄｏｉ：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１００３．５０１Ｘ．２０１５．１０．００７　Ａｕｔｏｆｏｃｕｓ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｌｅｎｓ　ｉｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃ　Ｉｍａｇｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ　ＺＨＡＮＧ　Ｘｉａｎｇｘｉａｎｇ　（ＬｅｉｃａＭｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ（Ｓｈａｎｇｈａｉ）Ｃｏ．三　Ｓｈａｎｇｈａｉ　２０１２０６，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃ　ｉｍａｇｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅ　ａｕｔｏｆｏｃｕｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ａｄｏｐｔｅｄ　ｍｏｒｅ　ｗｉｄｅｌｙ．Ａｎ　ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ　ａｕｔｏｆｏｃｕｓ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｉｓ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｌｉｑｕｉｄ　ｌｅｎｓ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ　ｉｍａｇｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｗｏ　ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｉｚｅｄ　ｌｉｑｕｉｄ　ｌｅｎｓ　ａｒｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｏｎ　ｉｔｓ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，　ａｎｄ　Ｏｐｔｏｔｕｎｅ　ｌｅｎｓ　ｗａｓ　ｃｈｏｓｅｎ　ａｓ　ｔｈｅ　ａｕｔｏｆｏｃｕｓ　ｄｅｖｉｃｅ　ｆｏｒ　ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃ　ｉｍａｇｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ．Ｓｅｃｏｎｄｌ￣ｔｈｅ　ｌｉｑｕｉｄ　ｌｅｎｓ　ｉｓ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｉｎｔｏ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ　ａｒｅ　ｓｉｍｕｌａｔｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｉｓ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ　ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｅｖａｌｕａｔｅ　ｔｈｅ　ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｓｙｓｔｅｍ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｄｅｐｔｈ　ｏｆ　ｉｆｅｌｄ　ｏｆｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｃａｎ　ｂｅ　ｅｘｔｅｎｄｅｄ　ｔｏ　１ｍｍ　ｗｈｉｌｅ　ｍａｉｎｔａｉｎ　ｇｏｏｄ　ｉｍａｇｅ　ｑｕａｌｉｔｙ．Ｔｈｅ　ａｕｔｏｆｏｃｕｓ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｌｉｑｕｉｄ　ｌｅｎｓ　ｈａｓ　ｔｈｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅ　ｏｆ　ｃｏｍｐａｃｔ　ｄｅｓｉｇｎ，ｆａｓｔ　ｆｏｃｕｓｉｎｇ，ａｎｄ　ｌｏｗ　ｃｏｓｔ　ｗｉｔｈｏｕｔ　ｃｏｍｐｒｏｍｉｓｉｎｇ　ｉｔｓ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｌｉｑｕｉｄ　ｌｅｎｓ；ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ；ａｕｔｏｆｏｃｕｓ；ｍｅｄｉｃａｌ　ｉｍａｇｉｎｇ　０　引　言　光学显微镜作为人们观察和研究微小物体的主要工具，被广泛地应用于生物医学成像，集成电路检测，　光学测量等领域。由于传统的显微镜受到景深的限制，例如２０倍显微镜其景深只有几微米，若想获得纵向　深度多层次的图像，需要引入自动调焦系统。　大多数的显微镜调焦系统采用机械调焦的方法。通常，显微镜的载物台在竖直方向上可以精确移动，　以使物面可以调整在最佳焦面上　卜　，例如麦克奥迪数字切片扫描系统，通过全自动显微镜扫描平台，具有　收稿日期：２０１５—０２—０３Ｉ收到修改稿日期：２０１５—０３—１３　作者简介：张祥翔（１９８１一），女（汉族），江苏南京人。工程师，硕士研究生，显微镜系统光学设计。Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｉａｎｇｘｉａｎｇｚｈａｎｇ＠１６３．ｔｏｍ。　ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｇｄｇｃ。ａｃ．ｃｎ　３８　光电工程　水平的调节功能，能获取整张全视野的数字化切片，同时扫描平台具有垂直方向的调节功能，以实现自动　调焦。参考文献［３］设计了一种基于全自动尿沉渣分析仪的显微自动调焦系统。通过图像采集卡捕捉ＣＣＤ　摄像头拍摄的生物样品显微图像，经过分析图像的清晰度，然后根据搜索算法来判断图像的最佳焦面，控　制步进电机的运转，进而驱动显微镜载物台上下运动完成自动调焦。　传统的机械调焦方法结构复杂，载物台要沿着精确计算的轨迹移动，必须采用特殊的驱动电机对机械　位置提供精准的控制。而且受机械所限，不能满足快速调焦的要求。而利用液体镜头进行变焦系统设计可　以降低系统的复杂程度，使系统的设计更加紧凑，控制非常灵活方便。另外，液体镜头可以实现快速变焦，　以满足实时成像的要求　。Ｊ。　本文通过光学仿真和实验验证了液体镜头技术在生物医学显微镜自动调焦方面的应用。选择Ｏｐｔｏｔｕｎｅ　公司的液体镜头构成显微镜自动调焦装置。对其在生物显微镜上的调焦功能进行了实验验证，实验结果表　明，基于液体镜头技术的显微镜自动调焦技术具有结构紧凑，低成本，快速调焦的特点，同时也能满足较　高的成像质量。　１　系统设计　１．１液体透镜选型　液体透镜是一种新型的光学元件，不同于传统的玻璃和塑料透镜，它是利用电流或电压驱动来控制液　体的折射率或形状，来改变光学元件的光焦度，从而实现变焦功能。本文首先对市场上两种主流的液体透　镜技术进行论述和分析，然后根据生物显微镜的特点，选择一款适合于生物显微镜的液体透镜进行光学设　计和实验验证。　法国Ｖａｒｉｏｐｔｉｃ公司是液体透镜技术的市场先驱，基于电湿润技术，其原理主要是在镜头里包含了两种　折射率不同且不相混合的液体，并将两种液体封装在两面均透明的圆筒型容器中，两种液体之间就会形成　凸状曲面，凸面的形状跟所驱动的电压成正比关系。通过电压改变曲面的形状可以改变光学系统的光焦度，　从而实现变焦。Ｖａｒｉｏｐｔｉｃ液体透镜响应时间快，变焦范围广，且成本较低，但受控制原理限制，口径较小　一般小于４　ｍｍ，不适合显微镜的应用。。Ｊ。　瑞士的Ｏｐｔｏｔｕｎｅ镜头使用光学透明的弹性薄膜将液体限制在腔体当中，通过液体的压力控制薄膜面型　的变化。当光学液体被注入到液体腔时将产生一个正压力，弹性薄膜受到压力差作用向外凸起，形成凸透　镜；反之，当光学液体从腔体被抽出时，将产生负压力形成凹透镜，通过液体的进出控制腔内的压力，从　而可以对焦距进行调节。Ｏｐｔｏｔｕｎｅ液体透镜的主要特点是控制简便，变焦范围较大，而且透镜的口径大小　灵活　Ｊ，适合于大多数显微成像系统的选择。　表ｌ　几种主流的液体镜头参数对比　Ｔａｂｌｅ　１　Ｐａｒａｍｅｔｅｒ　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｆｏｒ　ｓｏｍｅ　ｍａｉｎｓｔｒｅａｍ　ｌｉｑｕｉｄ　ｌｅｎｓ　表ｌ对比了这两种类型的液体透镜的主要技术指标，从表可以看出，Ｖａｒｉｏｐｔｉｃ液体透镜受制于电湿润　法的工作原理，最大孔径只有３．９　ｍｍ，主要适合于小孔径的光学系统。而Ｏｐｔｏｔｕｎｅ镜头无论是口径还是　ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｇｄｇｃ　ａｃ　ｃｎ　第４２卷第１Ｏ期　张祥翔：基于液体镜头的显微镜自动调焦技术　３９　调焦方式都比较适合于普通生物显微镜的应用需求。本文选择Ｏｐｔｏｔｕｎｅ公司的液体镜头来实现自动变焦功　能。　１．２系统设计　根据以上分析，通过仔细对比市场上主流的两种液体透镜的特点和技术参数，考虑到一般生物医学成　像系统对于自动调焦的需求，本文选择Ｏｐｔｏｔｕｎｅ的液体镜头作为自动调焦装置。　传统的无限远显微光学系统如图１（ａ）所示，由于整个系统没有可动元件，光学系统为一定焦光学系统。　而加入液体镜头以后，液体镜头的曲率半径可以根据驱动电压的大小进行调节，导致光学系统的光焦度变　化，从而实现变焦的目的。基于Ｏｐｔｏｔｕｎｅ液体镜头的显微系统光路结构如图１（ｂ）所示　Ｊ，将液体镜头集成　到传统的显微系统中。光学系统的成像面可以根据液体镜头的曲率变化而变化，例如当液体镜头处于状态　Ｓ１时，对应的光学成像面为Ｐｌ，而处于状态Ｓ２时，对应的光学成像面为Ｐ２。通过控制驱动电流的大小来　控制液体镜头的状态，可以使显微系统成像在不同的光学平面上，从而达到扩展景深的目的。　，　人　／＼　—＼　一／　一　／　ＥＤＯＦ　图１（ａ）传统无限远显微系统的光路结构　Ｆｉｇ．１（ａ）Ｉｎｆｉｎｉｔｅ　ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍ　图１（ｂ）基于Ｏｐｔｏｔｕｎｅ液体透镜自动聚焦系统的光路结构　Ｆｉｇ．１（ｂ）Ｏｐｔｉｃａｌ　ｐａｔｈ　ｗｉｔｈ　Ｌｙｑｕｉｄ　ｌｅｎｓ　系统结构设计上，将液体透镜放置在显微物镜的后面。一方面这个位置在机械上易于集成，另一方面　这样的设计可以使得光学显微镜在液体透镜的焦距变化时，光学系统的整体放大率在一定的工作范围内变　化不大　。１。　ＴＳ　０．００００　ｒｎｉＴｌ　ＴＳ　０１０００ｍｍ　．ＴＳ　Ｏ．００００ｍｍ　ＴＳ　０１０００ｍｍ　．ＴＳ　０．００００ｌＴｌｒｎ　ＴＳ　０１０００ｍｍ　．－：　ＩＩ　ｉｉ　ｉ　；　；　；　、　‘　！Ｉ’－Ｉ●　ＩＩ１　　．｝　　ｉ’　、！　；　；　ｌ¨　｝　；　１ｊ　、　ｊ　ｊ　ｊ　　ｊ≮　嚎　；！　：ｊ　：；：　；　ｉ、　、　ｊ　：：　：　２　０　１９．６　誊　Ｅ　＇　ｉ　３９－２　５８．８　７８．４　９８　’　－　、　＼　　ｉ：　８３．０　０　ｌ８．２　３６　４　、－　：　章毒．　５４．６　７２．８　９１．０　０　１６．６　３３　２　４９．８　６６．４　Ｓｐａｔｉａｌ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｉｎ　ｃｙｃｌｅｓ／ｍｍ　Ｓｐａｔｉａｌ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｉｎ　ｃｙｃｌｅｓ／ｍｍ　Ｓｐａｔｉａｌ　ｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｆｉｎ　ｃｙｃｌｅｓ／ｍｍ　（ａ）最佳焦面的ＭＴＦ　（ａ）ＢｅｓｔｆｏｃｕｓＭＴＦ　（ｂ）离焦１００，Ｌｔｍ的ＭＴＦ　（ｂ）Ｄｅｆｏｃｕｓ　１００ｐｍＭＴＦ　（ｃ）离焦２００ｇｍ的ＭＴＦ　（ｃ）Ｄｅｆｏｃｕｓ　２００ｇｍＭＴＦ　图２集成了Ｏｐｔｏｔｕｎｅ液体透镜的显微系统的ＭＴＦ　Ｆｉｇ．２　ＭＴＦ　ｆｏｒ　ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍ　ｗｉｔｈ　ｏｐｔｏｔｕｎｅ　Ｌｙｑｕｉｄ　ｌｅｎｓ　根据系统的光路，使用Ｚｅｍａｘ光学软件模拟了由于液体透镜的引入，对整个系统ＭＴＦ的影响。如图　２所示，（ａ）为系统在最佳焦面处的ＭＴＦ，（ｂ）和（ｃ）分别为系统在离焦１００　ｍ和２００　ｇｍ处的ＭＴＦ，由仿真　ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ　ｇｄｇｃ．ａｃ。ｃｎ　４Ｏ　光电工程　２０１５年１０月　结果可以看出，系统由于液体透镜的引入，在离焦１００岫和２００　ｌｘｍ处仍然具有较好的ＭＴＦ。　２实验　２．１实验装置　为了验证液体透镜在显微成像系统中的功能，利用Ｌｅｉｃａ光学显微镜和Ｏｐｔｏｔｕｎｅ液体透镜建立了自动　调焦实验装置（如图３所示）。根据显微系统的使用需求，本文选择Ｏｐｔｏｔｕｎｅ的液体透镜产品型号为　ＥＬ－１０—３０一Ｃ，详细参数见表２。　图３　实验装置：将液体透镜集成在显微系统中　Ｆｉｇ．３　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ：ｌｉｑｕｉｄ　ｌｅｎｓ　ｉｎ　ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ　表２　Ｏｐｔｏｔｕｎｅ　ＥＬ．１０—３０．Ｃ液体透镜参数　Ｔａｂｌｅ　２　Ｐ￣ａｍｅｔｅｒ　ｆ０ｒ　ＥＬ－１０—３０一Ｃ　ｏｆＯｐｔｏｔｕｎｅ　Ｆｏｃｕｓｉｎｇ　Ｒａｎｇｅ（ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ　ｌｉｑｕｉｄ　ｌｅｎｓ）／ｍｍ　Ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ　ｉｎｄｅｘ　ｏｆ１ｉｑｕｉｄ　１ｅｎｓ　＋８Ｏ～＋１２０　１．３０２＠４８６　ｎｍ　１０Ｏ　Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ（Ａｂｂｅ　Ｎｕｍｂｅｒ）　Ｍａｘ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ＣＨ１Ｔｅｎｔ／Ｖ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ　ｃｕｒｒｅｎｔ／ｍＡ　Ｐｏｗｅｒ／Ｗ　Ｏｔｏ　３００　０ｔＯ１．１　＜１５　Ｃ　ｍｏｕｎｔ　Ｓｅｔｔｉｎｇ　ｔｉｍｅ（２５。Ｃ）／ｍｓ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｉｎｔｅｒｆａｃｅ　显微系统选用２０倍的无限远像距Ｌｅｉｃａ显微物镜，物镜ＮＡ　０．２５，焦距为８　ｍｍ，最大光学口径１０　ｍｍ，　工作距离３．８　ｍｍ，图像传感器采用德国ＩＤＳ相机，在调焦２００　Ｉｘｍ范围内进行成像。　２．２实验结果　本装置由Ｏｐｔｏｔｕｎｅ的驱动软件来控制液体透镜，软件根据ＩＤＳ相机所获取的离焦图像，自动改变液体　透镜的驱动电流，在焦面附近搜索清晰的图像，直至找到最佳成像面　’１１－１２］。为论述方便，将驱动电流为　０的焦面位置设定为最佳焦面（基准面），偏离最佳焦面的位置定义为离焦面。　对于普通显微系统，由于没有运动部件，因此没有调焦功能，系统的景深往往比较浅。例如２０倍ＮＡ０．２５　的显微物镜，其景深只有几个微米，如图４所示，为红细胞涂片在最佳焦面（ａ）和离焦１０／．ｔｍ的图像（ｂ），离　焦２０　１ｔｔｍ的图像（ｃ）。由于系统并无调焦装置，在离焦１０　ｐｍ时图像便已经模糊不清，系统的景深只有几个　微米。　图５为液体镜头显微系统的成像结果：（ａ）驱动电流为０，系统在最佳焦面处的成像；（ｂ）液体透镜驱　动电流为６０　ｍＡ，对应离焦约为１００　ｍ处的图像；（ｃ）液体透镜驱动电流为１２０　ｍＡ，对应离焦约为２００　ｐｍ　处的图像。由图像可见，基于液体镜头的显微系统在２００　Ｉｘｍ的景深范围内，仍然可以清晰成像。　ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｇｄｇｃ．ａｃ．ｃｎ　４２　光电工程　２０１５年１Ｏ月　ＸＵ　Ｓｈｅｎｇ，ＬＩ　Ｊｉａｎｗｅｉ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｆｏｒ　ａｕｏｔ－ｆｏｃｕｓ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｒ　ｆＡｄｖａｎｃｅｄ　ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ，２０００（５）：　２２－２６．　【３］昊冬冬．全自动尿沉渣分析仪的显微自动调焦系统设计与实现［Ｄ］．武汉：武汉理工大学，２０１２：３０—５２．　ＷＵＤｏｎｇｄｏｎｇ．Ａｕｔｏ—ｆｏｃｕｓ　ｓｙｓｔｅｍｆｏｒＡｕｔｏＡｒｅｎａＡｎａｌｙｓｅｒ［Ｄ】．Ｗｕｈａｎ：ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１２：３０—５２．　［４］张鹰，张新．液体透镜在变焦系统中的应用【】］．中国光学，２０１３，６（１）：４６—５６．　ＺＨＡＮＧ　Ｙｉｎｇ，ＺＨＡＮＧ　Ｘｉｎ．Ｌｙｑｕｉｄ　ｌｅｎｓ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｉｎ　ｆｏｃｕｓａｂｌｅ　ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｃｈｉｎａ　Ｏｐｔｉｃｓ，２０１３，６（１）：４６—５６．　【５］张薇．液体透镜技术及其在微型变焦距系统中的应用【Ｄ】．西安：中国科学院西安光学精密机械研究所，２００９：１９—２５．　ＺＨＡＮＧ　Ｗｅｉ．Ｌｉｑｕｉｄ　ｌｅｎｓ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｍｉｎｉ　ｏｃｕｓｆａｂｌｅ　ｓｙｓｔｅｍｓ［Ｄ】．Ｘｉ　ａｎ：Ｘｉ’ａｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ　Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ　ｏｆ　ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙ　ｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，２００９：１９—２５．　［６】石广丰．高速变焦液体透镜的发展动态综述［Ｊ］．红外技术，２０１４，３６（１０）：７７７—７８６．　ＳＨＩ　Ｇｕａｎｇｆｅｎｇ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ　ｚｏｏｍ　ｌｉｑｕｉｄ　ｌｅｎｓ［Ｊ】．Ｉｎｆｒａｒｅｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１４，３６（１０）：７７７—７８６．　［７】Ｍｅｒｍｉｌｌｏｄ－Ｂｌｏｎｄｉｎ　Ａ，ＭｃＬｅｏｄ　Ｅ，Ａｒｎｏｌｄ　Ｃ　Ｂ．ＨＪ｝ｇｈ－ｓｐｅｅｄ　ｖａｒｉｆｏｃａｌ　ｉｍａｇｉｎｇ　ｗｉｔｈ　ａ　ｔｕｎａｂｌｅ　ａｃｏｕｓｔｉｃ　ｇｒａｄｉｅｎｔ　ｉｎｄｅｘ　ｏｆ　ｒｅｆｒａｃｔｉｏｎ　ｌｅｎｓ【Ｊ］．Ｏｐｔｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ（Ｓ０１４６—９５９２），２００８，３３：２１４６—２１４８．　【８】Ｏｐｔｏｔｕｎｅ　ＥＬ一１０—３０　ｄａｔａｓｈｅｅｔ【ＥＢ／ＯＬ］／／ｈｔｔｐ：、ｖｗｗ．ｏｐｔｏｔｕｎｅ．ｔｏｍ，２０１５—０３－２０．　［９　张运波．采用变焦液体透镜的共焦检测系统的设计与仿真［９］Ｊ］．应用光学，２０１２，３３（１）：１５—４３．　ＺＨＡＮＧ　Ｙｕｎｂｏ．Ｄｅｓｉｇｎ　ｎｄ　ａＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆｃｏｎｆｏｃａｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗｉｔｈ　ｚｏｏｍ　ｌｉｑｕｉｄ　ｌｅｎｓ［Ｊ］．Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｏｐｔｉｃｓ，２０１２，３３（１）：１５－４３．　【１０］Ｇｒｅｗｅ　Ｂ　Ｆ，Ｖｏｉｇｔ　Ｆ　Ｆ，ｖａｎ’ｔ　ＨｏｆｆＭ，ｅｔ　ａ１．Ｆａｓｔ　ｔｗｏ—ｌａｙｅｒ　ｔｗｏ—ｐｈｏｔｏｎ　ｉｍａｇｉｎｇ　ｏｆｎｅｕｒｏｎａｌ　ｃｅｌｌ　ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｓ　ｕｓｉｎｇ　ａｎ　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ　ｔｕｎａｂｌｅ　ｌｅｎｓ［Ｊ］．Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ　Ｏｐｔｉｃｓ　Ｅｘｐｒｅｓｓ（Ｓ２１５６—７０８５），２０１１，２（７）：２０３５—２０４６．　［１　１】Ｂｌｕｍ　Ｍ，Ｂｉａｅｌｅｒ　Ｍ，Ｇｒ／ｉｔｚｅｌ　Ｃ，ｅｔ　ａ１．Ｃｏｍｐａｃｔ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｄｅｓｉｇｎ　ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ　ｕｓｉｎｇ　ｆｏｃｕｓ　ｕｎａｂｌｔｅ　ｌｅｎｓｅｓ［Ｊ］．ＳＰＩＥ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ＩＶ，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ，２０１１，８１６７：５２１０—５２１５．　【１２】Ｆａｈｒｂａｃｈ　Ｆ　Ｏ，Ｖｏｉｇｔ　Ｆ　Ｆ，Ｓｃｈｍｉｄ　Ｂ，Ｈｅｌｍｃｈｅｎ　Ｆ，ｅｔ　ａ１．Ｒａｐｉｄ　３Ｄ　ｌｉｇｈｔ—ｓｈｅｅｔ　ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ　ｗｉｔｈ　ａ　ｔｕｎａｂｌｅ　ｌｅｎｓ【Ｊ］．Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｅｘｐｒｅｓｓ（Ｓ１０９４－４０８７），２０１３，２１（１８）：２１０１０—２１０２６．　ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ。ｇｄｇｃ．ａｃ．ｃｎ