[發明專利]用于使顯微鏡自動聚焦到基片上的方法、系統及裝置

有效

• 申請號: 201680010883.1
• 申請日: 2016-02-11
• 公開（公告）號: CN107407551B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: T·D·希爾茲;R·J·費伊;D·J·沃德尼克;S·Y·博瑞茲哈納;M·詹巴克哈什;K·T·查科
• 申請（專利權）人: 雅培實驗室
• 主分類號: G01B9/04
• 分類號: G01B9/04;G02B7/28
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 杜文樹

1.一種用于使顯微鏡自動聚焦到樣本上的方法，所述方法包括：

將基片基本上垂直于所述顯微鏡的光軸放置，其中所述基片包括所述樣本；

引導來自光源的光束從所述樣本反射以產生反射光束；

改變所述基片與所述顯微鏡的物鏡之間的距離；

利用檢測器采集所述反射光束的一個或多個特性的多個測量值，其中在所述基片相對于所述物鏡位于沿著所述顯微鏡的光軸的不同位置時采集所述多個測量值中的每一個測量值；

確定具有最佳焦距值的測量值；

將所述基片和/或所述物鏡移動到初始聚焦位置，所述初始聚焦位置對應于所述基片和所述物鏡之間對所述反射光束的測量值具有所述最佳焦距值的距離；

通過將初始聚焦位置的不確定度區間除以用于成像的物鏡的景深來確定要采集的用于找到最佳聚焦位置的數字圖像的數量；

通過沿著所述光軸將所述基片和/或所述物鏡以多個梯級移動到所述初始聚焦位置上方和/或下方來采集所述基片的所確定數量的數字圖像，其中每個梯級等于所述物鏡的景深；

至少分析每個圖像中的興趣區域以確定每個圖像的焦點度量；

確定哪個圖像具有最佳焦點度量；以及

將所述基片和/或所述物鏡移動到最終聚焦位置，所述最終聚焦位置對應于所述圖像的具有用于使所述顯微鏡自動聚焦到所述樣本上的所述最佳焦點度量的位置。

2.根據權利要求1所述的方法，其中所述光源包括激光器。

3.根據權利要求1或權利要求2所述的方法，其中所述光源包括發光二極管(LED)。

4.根據權利要求1或權利要求2所述的方法，包括使來自所述光源的光束成形以產生準直光束。

5.根據權利要求1或權利要求2所述的方法，其中所述顯微鏡包括兩個單獨的光源：用于自動調焦的第一光源以及用于成像的第二單獨光源。

6.根據權利要求5所述的方法，包括相對于來自所述第二單獨光源的光束對來自所述第一光源的光束進行光譜移位。

7.根據權利要求5所述的方法，其中所述第一光源為發射波長在360nm至1000nm的光譜范圍內任意處的激光器或LED，并且其中所述第二單獨光源為發射波長在390nm至700nm的光譜范圍內任意處的白光源。

8.根據權利要求1或權利要求2所述的方法，其中所述顯微鏡包括至少兩個單獨的檢測通道，其中第一檢測通道用于自動調焦，第二單獨檢測通道用于成像，并且其中所述方法包括從用于成像的所述第二單獨檢測通道分離出用于進行自動調焦的反射光束。

9.根據權利要求1或權利要求2所述的方法，其中所述顯微鏡包括用于自動調焦的第一檢測通道以及用于采集來自所述樣本的光束的至少一部分的多達8個不同的成像檢測通道。

10.根據權利要求5所述的方法，其中引導來自所述第一光源的光束從所述樣本反射以產生反射光束包括通過所述物鏡后部的出射光瞳引入所述光束以聚焦在所述樣本上，并且采集穿過出射光瞳后部的所述物鏡的反射光束。

11.根據權利要求1或權利要求2所述的方法，其中引導來自所述光源的光束從所述樣本反射以產生反射光束包括從所述樣本面向所述物鏡的前表面反射所述光束。

12.根據權利要求1或權利要求2所述的方法，其中引導來自所述光源的光束從所述樣本反射以產生反射光束包括從所述樣本面向所述物鏡的相反方向的底表面反射所述光束。

13.根據權利要求8所述的方法，其中用于自動調焦的所述檢測通道包括光電二極管。

14.根據權利要求8所述的方法，其中用于成像的所述檢測通道包括圖像傳感器裝置或CCD相機。