[發(fā)明專利]用于使顯微鏡自動聚焦到基片上的方法、系統(tǒng)及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680010883.1
• 申請日: 2016-02-11
• 公開（公告）號: CN107407551B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設(shè)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(quán)）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(mào)易促進委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 杜文樹

提供了一種用于使顯微鏡自動聚焦到樣本上并采集所述樣本的已聚焦圖像的方法、系統(tǒng)及裝置。所述方法的各個方面包括：在顯微鏡中檢測基片的存在、判定所述基片是否處于用于成像的正確定向上、使所述顯微鏡聚焦到放置在所述基片上的樣本上、以及采集所述樣本的一個或多個圖像。還提供了用于執(zhí)行所述主題方法的系統(tǒng)和裝置。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求于2015年2月18日提交的申請?zhí)枮?2/117，858的美國臨時專利申請的權(quán)益，該申請的全部內(nèi)容通過引用并入本文。

背景技術(shù)

使用顯微鏡對樣本進行自動化成像需要快速且準(zhǔn)確地確定多個不同基片的任何一個的最佳焦點位置。此外，自動化成像系統(tǒng)必須能夠可靠地處理不同的樣本類型，該樣本的圖像內(nèi)容在基片上可能是可變的。另外，自動化成像技術(shù)需要能夠確定顯微鏡中是否存在基片，以及基片是否被正確地定向以用于成像。主題系統(tǒng)和方法解決了這些和其它需求。

發(fā)明內(nèi)容

提供了一種用于使顯微鏡自動聚焦到樣本上并采集樣本的已聚焦圖像的方法、系統(tǒng)及裝置。該方法的各個方面包括：在顯微鏡中檢測基片的存在，確定基片是否處于用于成像的正確定向，將顯微鏡聚焦在被安裝在基片上的樣本上，以及采集樣本的一個或多個圖像。還提供了用于實施主題方法的系統(tǒng)和裝置。

在一些實施例中，用于使顯微鏡自動聚焦到樣本上的方法包括將基片基本上垂直于顯微鏡的光軸放置，其中該基片包括樣本；引導(dǎo)來自光源的光束從樣本反射以產(chǎn)生反射光束；改變基片與顯微鏡的物鏡之間的距離；利用檢測器采集反射光束的一個或多個特性的多個測量值，其中在基片相對于物鏡位于沿著顯微鏡的光軸的不同位置時采集多個測量值中的每一個測量值；確定哪個測量值具有最佳焦距值；將基片和/或物鏡移動到對應(yīng)于基片和物鏡之間對反射光束的測量值具有最佳焦距值的距離的初始聚焦位置；通過沿著光軸在該初始聚焦位置上方和/或下方移動基片和/或物鏡來采集基片的多個數(shù)字圖像；分析每個圖像中的至少一個興趣區(qū)域以確定每個圖像的焦點度量；確定哪個數(shù)字圖像具有最佳焦點度量；以及將基片和/或物鏡移動到最終聚焦位置，所述最終聚焦位置對應(yīng)于具有使顯微鏡自動聚焦到樣本上的最佳焦點度量的圖像的位置。

在一些實施例中，光源包括激光器。在一些實施例中，光源包括發(fā)光二極管(LED)。在一些實施例中，該方法包括對來自光源的光束成形以產(chǎn)生準(zhǔn)直光束。在一些實施例中，顯微鏡包括兩個單獨的光源，用于自動調(diào)焦的第一光源和用于成像的第二單獨光源。在一些實施例中，該方法包括相對于來自第二光源的光束將來自第一光源的光束進行光譜移位。在一些實施例中，第一光源為發(fā)射波長在360nm至1000nm的光譜范圍內(nèi)任意處的激光器或LED，第二光源為發(fā)射波長在390nm至700nm的光譜范圍內(nèi)任意處的白光源。

在一些實施例中，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(diào)焦，并且第二單獨檢測通道用于成像，并且其中該方法包括從用于成像的第二個檢測通道分離出用于進行自動調(diào)焦的反射光束。在一些實施例中，顯微鏡包括用于自動調(diào)焦的第一檢測通道和用于采集來自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。在一些實施例中，引導(dǎo)來自第一光源的光束從樣本反射以產(chǎn)生反射光束包括通過物鏡后部的出射光瞳引入光束以聚焦在樣本上，并采集穿過出射光瞳后部的相同物鏡的反射光束。在一些實施例中，引導(dǎo)來自光源的光束從樣本反射以產(chǎn)生反射光束包括從樣本面向物鏡的前表面反射光束。在一些實施例中，引導(dǎo)來自光源的光束從樣本反射以產(chǎn)生反射光束包括從樣本面向物鏡的相反方向的底表面反射光束。

在一些實施例中，用于自動調(diào)焦的檢測通道包括光電二極管。在一些實施例中，用于成像的檢測通道包括圖像傳感器裝置或CCD相機。在一些實施例中，圖像傳感器裝置為彩色圖像傳感器裝置或彩色CCD相機。在一些實施例中，樣本的數(shù)字圖像是由彩色圖像傳感器裝置或RGB CCD相機采集的紅色、綠色和藍色(RGB)光形成的合成圖像。