[發明專利]滑座可垂直平移的XYZ顯微鏡

在審

• 申請號: 202010601312.3
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN112147768A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 迪爾克·羅根布克;馬蒂亞斯·阿恩特
• 申請（專利權）人: MEDIPAN有限公司;賽伯特有限公司
• 主分類號: G02B21/26
• 分類號: G02B21/26;G02B21/24
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 鐘晶;鐘海勝

本發明公開了一種滑座可垂直平移的XYZ顯微鏡，并且涉及一種用于對多個空間分布的樣本進行顯微檢查的自動對焦裝置和一種通過根據前述權利要求中任一項或多項所述的顯微鏡對多個空間分布的生物樣本進行自動對焦和顯微檢查的方法。該裝置包括顯微鏡以及能沿z方向相對于所述顯微鏡移位的載物臺，其中，所述裝置配置為通過計算機輔助評估載物臺在多個垂直位置上的數字顯微圖像的清晰度而進行自動對焦，其特征在于，所述載物臺包括滑座以及支承在所述滑座上的樣本臺，其中，所述樣本臺能沿z方向相對于所述滑座平移，且其中，所述滑座能沿x方向和y方向相對于所述顯微鏡平移。

技術領域

本發明的一方面涉及一種用于對多個空間分布的(生物)樣本進行顯微檢查的自動對焦裝置，其中，能相對于顯微鏡垂直移位的載物臺包括能沿x方向和y方向平移的滑座以及能沿z方向支承在滑座上的樣本臺。

本發明的第二方面涉及一種通過顯微鏡對多個空間分布的生物樣本進行自動對焦和顯微檢查的方法，該顯微鏡包括能相對于顯微鏡垂直移位的載物臺。

背景技術

通過顯微鏡檢查生物樣本是一種現有技術中常見的分析方法，可廣泛了解樣本。在此過程中可以利用多種多樣的方法，例如利用透反射光顯微法以及各種形式的光學顯微法，諸如熒光顯微法。現代實驗室采用了自動化程度極高的技術，其中可以通過顯微鏡自動掃描樣本，以便實現高生產率，即盡量減少每單位時間分析樣本的工作量。

為了使用顯微鏡至少部分地自動檢查大量生物樣本，樣本和顯微鏡應能以自動化、可復現且高精度的方式彼此相對運動。在此情形下，在水平面(x-y平面)中的運動適合單獨接近各種空間分布(尤其是水平分布)的樣本來進行光學檢查。樣本可以例如位于微量滴定板或多孔板中，該微量滴定板或多孔板可以包括大量并置的阱或孔，其中裝有樣本。此外，顯微鏡與樣本之間的垂直運動(沿z方向的運動)有益于聚焦樣本。

在顯微鏡中，通常將樣本布置于物鏡下方的載物臺上。該載物臺通常能沿x方向和y方向相對于物鏡運動，即可水平運動，以實現物鏡與樣本彼此相對的水平對準。然后，物鏡本身可在z方向上相對于載物臺垂直移動，以便進行對焦。但這樣的缺陷在于，例如，相對較重的物鏡必須克服部分重力才能移動。

然而，參閱CN203479812 U可知，載物臺既能水平運動又能垂直運動，從而可以防止物鏡移動。

但這些現有技術裝置無法實現良好地解耦載物臺的各種運動自由度。結果，當載物臺與物鏡之間在一個空間方向上存在相對運動，經常不理想地同時改變相對于另一空間方向的位置。

JP H03 100446 A揭示了一種用于檢查劃線板的裝置，其具有XYZ載物臺。但并未公開描述計算機輔助評估數字顯微圖像的清晰度的自動對焦機制。此外，也未公開關于載物臺的驅動概念，該驅動概念能夠在長行程上實現高精度的運動并且有效地解耦不同方向上的運動。

現有技術裝置的另一問題在于，所使用的宏觀機械驅動器的精度不足，因此尤其是針對聚焦功能，常用兩級驅動器。此外，通常結合使用長行程的大型機械驅動器與高分辨率短行程的精密驅動器(例如，壓電式驅動器)。

純機械驅動器通常穩健耐用、成本低廉且具有更大的行程，但在調整位置時通常無法提供充分的精密度和重復精度。此外，通常無法將宏觀機械驅動器制造得足夠精細，因此難以自由解耦。

在現有技術的機械驅動器中，機械驅動器的精密度和重復精度在運行過程中時常受損。

因此，需要一種用于自動檢查樣本的裝置，其中使用最簡單的手段就能以機械方式精確地移動樣本的載物臺，并能盡量成功地解耦各種運動的自由度，以提高這些運動的精密度和重復精度。

發明內容