[发明专利]一种数字切片实时扫描自动聚焦系统及其方法

权利要求书

1.一种数字切片实时扫描自动聚焦系统，包括光学显微装置，该光学显微装置包括载物台、物镜及主成像装置，载物台用于承载数字切片，物镜用于放大数字切片，主成像装置用于采集数字切片图像，其特征在于，该自动聚焦系统还包括一光学分光装置、一聚焦控制器、一位移控制器、第一副成像装置以及第二副成像装置；

聚焦控制器调节主成像装置、第一副成像装置与第二副成像装置使具有共同视场；

分光装置对来自共同视场的光路切分成主光路、第一副光路和第二副光路；

第一副成像装置接收第一副光路并形成第一图像，第二副成像装置接收第二副光路并形成第二图像，主成像装置接收主光路并形成主图像，聚焦控制器根据第一图像、第二图像及主图像的聚焦因子进行对比分析；

位移控制器与聚焦控制器电连接，该位移控制器根据聚焦控制器对上述当前视场的三个图像的聚焦因子分析结果并据以预估下一个视场的聚焦面位置，同时控制载物台或物镜向下一个视场移动。

2.根据权利要求1所述的数字切片实时扫描自动聚焦系统，其特征在于，所述三个成像装置的焦面位于共同视场的景深范围内。

3.根据权利要求1所述的数字切片实时扫描自动聚焦系统，其特征在于，所述第一副光路与第一副成像装置垂直；所述第二副光路与第二副成像装置垂直。

4.根据权利要求1所述的数字切片实时扫描自动聚焦系统，其特征在于，所述第一副成像装置与第二副成像装置的焦面相对位于主成像装置的焦面两侧；所述主成像装置相对第一副成像装置的焦面差与所述第二副成像装置相对主成像装置的焦面差实质相等。

5.根据权利要求4所述的数字切片实时扫描自动聚焦系统，其特征在于，所述第一副成像装置与主成像装置的焦面差为0.5微米至5.0微米之间，所述第二副成像装置与主成像装置的焦面差为0.5微米至5.0微米之间；所述物镜移动的步长为0.25微米至2.50微米之间。

6.根据权利要求1所述的数字切片实时扫描自动聚焦系统，其特征在于，所述分光装置包括第一分光镜和第二分光镜，主光路经第一分光镜反射出第一副光路，主光路经第二分光镜反射出第二副光路，第一分光镜、第二分光镜分别与主光路成45度角设置。

7.一种采用如权利要求1至6中任一所述的数字切片实时扫描自动聚焦系统实现的自动聚焦方法，其特征在于，包括以下步骤，

步骤10，初始系统，即，将数字切片放置于载物台上，确定该数字切片需要进行扫描聚焦的区域；

步骤20，调节系统，即，聚焦控制器调节主成像装置、第一副成像装置、第二副成像装置以使该三个成像装置具有共同视场；

步骤30，光路成像，即，来自当前共同视场的光路经分光装置切分后，分别在主成像装置形成主图像，在第一副成像装置形成第一图像，在第二副成像装置形成第二图像；

步骤40，对比分析，即，聚焦控制器对比分析主图像、第一图像及第二图像的聚焦因子分析结果并据此预估下一个视场的聚焦面位置，并根据该分析结果向位移控制器发送指令；

步骤50，移动对焦，即，位移控制器根据聚焦控制器的指令，控制载物台或物镜向下一个视场移动，以实现主成像装置在下一个视场处于最佳聚焦状态。

8.根据权利要求7所述的数字切片实时扫描的自动聚焦方法，其特征在于，

进一步包括以下步骤，

步骤60，当前共同视场是否是数字切片在该当前视场所在行的最后一个视场？如果不是，则进入步骤70，否则跳至步骤80；

步骤70，行上平移，即，位移控制器控制载物台或物镜相对移动，使上述三个成像装置向下一个视场移动，并转至步骤20；

步骤80，当前共同视场是否是数字切片在该当前视场所在列的最后一个视场？如果是，则结束扫描，否则进入步骤90；

步骤90，列上平移，即，位移控制器控制载物台或物镜相对移动，使上述三个成像装向下一个视场移动，并转至步骤20。

9.根据权利要求7所述的数字切片实时扫描的自动聚焦方法，其特征在于，

所述步骤40进一步包括，

步骤41，主图像的聚焦因子F大于第一图像的聚焦因子F1、且大于第二图像的聚焦因子F2吗？如果是，聚焦控制器向位移控制器发送不移动焦面的指令并结束，否则进入步骤42；

步骤42，聚焦因子F1大于聚焦因子F、且大于聚焦因子F2吗？如果是，聚焦控制器向位移控制器发送焦面往上移动的指令并结束，否则进入步骤43；

步骤43，聚焦因子F2大于聚焦因子F、且大于聚焦因子F1吗？如果是，聚焦控制器向位移控制器发送焦面往下移动的指令并结束，否则聚焦控制器向位移控制器发送焦面不移动的指令并结束。