[發明專利]用于分析透明或低對比度樣本的自動顯微鏡聚焦系統和方法

有效

• 申請號: 201380042661.4
• 申請日: 2013-08-29
• 公開（公告）號: CN105209955B
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: M·C·普特曼;J·B·普特曼;J·S·阿徹;J·A·奧蘭多
• 申請（專利權）人: 毫微光電子影像股份有限公司
• 主分類號: G02B21/00
• 分類號: G02B21/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司11283
• 代理人: 孫向民,肖冰濱

1.一種用于通過使用透明樣本憑經驗確定顯微鏡系統的物鏡的景深的邊界的方法，所述顯微鏡系統具有顯微鏡、物鏡、F制光圈、圖像傳感器，以及一或多個處理器，所述方法包括以下步驟：

將透明樣本的焦面放置在所述物鏡的所述景深外部的第一位置處，其中所述焦面選自相對于所述物鏡的近焦面和相對于所述物鏡的遠焦面；

在所述第一位置處將所述F制光圈的邊緣投影到所述焦面上以在其上產生F制光圈投影；

實行所述透明樣本與所述物鏡之間的遞增相對移動以將所述透明樣本的所述焦面相對于所述物鏡放置在不同遞增位置處，且投影所述F制光圈的邊緣以在所述遞增位置處在所述焦面上產生F制光圈投影，其中所述實行遞增相對移動的步驟將所述焦面帶至所述景深的所述邊界處的位置；

利用所述圖像傳感器使所述F制光圈投影以電子方式成像在所述第一位置處以及所述遞增位置處的所述焦面上；

執行在所述以電子方式成像的步驟中由所述圖像傳感器提供的在所述第一位置處以及所述遞增位置處的所述焦面上的所述F制光圈投影的圖像的對比度分析，所述執行對比度分析的步驟由所述一或多個處理器實行且確立所述焦面何時處于所述景深的所述邊界處的位置處。

2.如權利要求1所述的方法，其中所述景深具有第一邊界WD和第二邊界WD₁，其中所述第一邊界WD是焦面可距所述物鏡的且仍處于明確焦點對準的最短距離，且所述第二邊界WD₁是焦面可距所述物鏡的且仍處于明確焦點對準的最大距離，且所述第一位置經選擇為小于所述第一邊界WD的99％或大于所述第二邊界WD₁的101％的距離。

3.如權利要求1所述的方法，其中所述執行對比度分析的步驟通過比較多個遞增位置處所述F制光圈投影的相對焦點的標準偏差而確立所述焦面何時處于所述景深的所述邊界處的位置處。

4.如權利要求1所述的方法，其中所述投影所述F制光圈的步驟由所述一或多個處理器自動化。

5.如權利要求1所述的方法，其中所述實行遞增相對移動的步驟由所述一或多個處理器自動化。

6.如權利要求1所述的方法，其中所述放置步驟由所述一或多個處理器自動化。

7.如權利要求1所述的方法，其中所述第一位置由所述顯微鏡系統的用戶輸入。

8.如權利要求1所述的方法，其中所述物鏡具有制造商陳述的工作距離，且所述第一位置基于如所述顯微鏡系統的用戶輸入的所述制造商陳述的工作距離而選擇。

9.一種用于使透明樣本在頂部焦面下方的所界定深度處或在底部焦面上方的所界定高度處成像的方法，所述方法包括以下步驟：

憑經驗確定顯微鏡系統的物鏡的景深的邊界，所述顯微鏡系統具有顯微鏡、物鏡、F制光圈，以及一或多個處理器，所述憑經驗確定所述邊界的步驟包括以下步驟：

將透明樣本的焦面放置在所述物鏡的所述景深外部的第一位置處，

在所述第一位置處將所述F制光圈投影到所述焦面上以在其上產生F制光圈投影，

實行所述透明樣本與所述物鏡之間的遞增相對移動以將所述透明樣本的所述焦面相對于所述物鏡放置在不同遞增位置處，且在所述遞增位置處投影所述F制光圈以在所述焦面上產生F制光圈投影并在所述焦面上使所述F制光圈投影的圖像成像，其中所述實行遞增相對移動的步驟將所述焦面帶至所述景深的所述邊界處的位置，以及

執行所述第一位置處以及所述遞增位置處所述F制光圈投影的所述圖像的對比度分析，所述執行對比度分析的步驟由所述一或多個處理器實行且確立所述焦面何時處于所述景深的所述邊界處的位置處；以及

基于所述確定邊界的步驟中所確定的所述景深的所述邊界將所述透明樣本的焦面放置在所述景深內。

10.如權利要求9所述的方法，其中所述景深具有第一邊界WD和第二邊界WD₁，其中所述第一邊界WD是焦面可距所述物鏡的且仍處于明確焦點對準的最短距離，且所述第二邊界WD₁是焦面可距所述物鏡的且仍處于明確焦點對準的最大距離，且所述利用所述景深放置所述透明樣本的焦面的步驟包括將所述頂部焦面放置成比所述第二邊界WD₁更接近所述物鏡或將所述底部焦面放置成比所述第一邊界WD更遠離所述物鏡。