[發明專利]實時自動對焦聚焦算法

有效

• 申請號: 201880062721.1
• 申請日: 2018-09-28
• 公開（公告）號: CN111149037B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: A.奧爾森;K.薩里格拉馬;Y.鄒;P.納杰馬巴迪
• 申請（專利權）人: 徠卡生物系統成像股份有限公司
• 主分類號: G02B21/02
• 分類號: G02B21/02;G02B21/26;G02B21/36;G02B7/09;G02B7/38;H04N5/232
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 胡琪

1.一種數字掃描設備，其包括：

物鏡，其被定位用于觀察由載物臺支撐的樣本的一部分，所述物鏡限定光學路徑；

成像傳感器，其與所述物鏡光學耦合，其中所述成像傳感器包括多個成像傳感器像素，所述多個成像傳感器像素被配置為經由所述光學路徑捕獲圖像數據，并且其中所述多個成像傳感器像素全部在與所述光學路徑正交的單個第一圖像平面內；

聚焦傳感器，其與所述物鏡光學耦合，其中所述聚焦傳感器包括多個聚焦傳感器像素，所述多個聚焦傳感器像素被配置為經由所述光學路徑捕獲圖像數據，其中所述聚焦傳感器相對于所述光學路徑在邏輯上傾斜，使得所述多個聚焦傳感器像素中的每一個與所有其他聚焦傳感器像素在不同的圖像平面上，并且其中所述聚焦傳感器上的齊焦位置與所述第一圖像平面齊焦；和

處理器，其被配置為：

從所述多個成像傳感器像素中的每一個接收圖像數據，并確定所述成像傳感器上的多個成像傳感器位置中的每一個的所述圖像數據的對比度值，

從所述多個聚焦傳感器像素中的每一個接收圖像數據，并確定所述聚焦傳感器上的多個聚焦傳感器位置中的每一個的所述圖像數據的對比度值，

對于多對對應的成像傳感器位置和聚焦傳感器位置中的每一對，計算所述對中的所述聚焦傳感器位置的所述圖像數據的所述對比度值與所述對中的所述對應成像傳感器位置的所述圖像數據的所述對比度值的對比度值比率，

識別所計算出的對比度值比率的峰值，

將與所述聚焦傳感器上的所述齊焦位置相關聯的對比度值比率識別為齊焦值，

確定所述峰值與所述齊焦值之間的距離和方向，所確定的距離和方向表示實現從所述成像傳感器接收到的圖像數據中的峰值聚焦的、所述物鏡的位置，

以及

在所述樣本的掃描期間，根據所述峰值與所述齊焦值之間的所確定的距離和方向，將所述物鏡與所述樣本之間的距離調整至實現峰值聚焦的所述物鏡的位置。

2.如權利要求1所述的數字掃描設備，其中所述成像傳感器和所述聚焦傳感器由相等數量的像素組成。

3.如權利要求1所述的數字掃描設備，其中所述多個成像傳感器位置中的每一個由所述多個成像傳感器像素中的單獨一個組成。

4.如權利要求3所述的數字掃描設備，其中所述多個聚焦傳感器位置中的每一個由所述多個聚焦傳感器像素中的單獨一個組成。

5.如權利要求4所述的數字掃描設備，其中所述多個聚焦傳感器像素中的每一個相對于所述光學路徑內的位置與對應的成像傳感器像素在邏輯上對準，以便感測所述樣本的與其對應成像傳感器像素相同的視野。

6.如權利要求1所述的數字掃描設備，其中所述多個聚焦傳感器像素中的至少一個相對于所述光學路徑內的位置與對應的成像傳感器像素在邏輯上對準，以便感測所述樣本的與其對應成像傳感器像素相同的視野。

7.如權利要求1所述的數字掃描設備，其中所述多個聚焦傳感器像素中的任一個都未相對于所述光學路徑內的位置與任何對應的成像傳感器像素在邏輯上對準。

8.如權利要求1-7中任一項所述的數字掃描設備，其中所述成像傳感器和所述聚焦傳感器在所述樣本的掃描期間具有所述樣本的同一視野。

9.如權利要求1-7中任一項所述的數字掃描設備，其中所述光學路徑包括所述物鏡與所述成像傳感器之間的第一光學路徑和所述物鏡與所述聚焦傳感器之間的第二光學路徑。

10.如權利要求1-7中任一項所述的數字掃描設備，其中確定所述峰值與所述齊焦值之間的距離包括計算所述齊焦位置與和所述峰值對應的聚焦傳感器位置之間的聚焦傳感器像素的數量。

11.如權利要求10所述的數字掃描設備，其中確定所述峰值與所述齊焦值之間的方向包括從所述齊焦值或所述峰值中的一者減去所述峰值或所述齊焦值中的另一者，并確定所述值是負還是正。