[发明专利]用于使显微镜自动聚焦到基片上的方法、系统及装置

说明书

提供了一种用于使显微镜自动聚焦到样本上并采集所述样本的已聚焦图像的方法、系统及装置。所述方法的各个方面包括：在显微镜中检测基片的存在、判定所述基片是否处于用于成像的正确定向上、使所述显微镜聚焦到放置在所述基片上的样本上、以及采集所述样本的一个或多个图像。还提供了用于执行所述主题方法的系统和装置。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年2月18日提交的申请号为62/117，858的美国临时专利申请的权益，该申请的全部内容通过引用并入本文。

背景技术

使用显微镜对样本进行自动化成像需要快速且准确地确定多个不同基片的任何一个的最佳焦点位置。此外，自动化成像系统必须能够可靠地处理不同的样本类型，该样本的图像内容在基片上可能是可变的。另外，自动化成像技术需要能够确定显微镜中是否存在基片，以及基片是否被正确地定向以用于成像。主题系统和方法解决了这些和其它需求。

发明内容

提供了一种用于使显微镜自动聚焦到样本上并采集样本的已聚焦图像的方法、系统及装置。该方法的各个方面包括：在显微镜中检测基片的存在，确定基片是否处于用于成像的正确定向，将显微镜聚焦在被安装在基片上的样本上，以及采集样本的一个或多个图像。还提供了用于实施主题方法的系统和装置。

在一些实施例中，用于使显微镜自动聚焦到样本上的方法包括将基片基本上垂直于显微镜的光轴放置，其中该基片包括样本；引导来自光源的光束从样本反射以产生反射光束；改变基片与显微镜的物镜之间的距离；利用检测器采集反射光束的一个或多个特性的多个测量值，其中在基片相对于物镜位于沿着显微镜的光轴的不同位置时采集多个测量值中的每一个测量值；确定哪个测量值具有最佳焦距值；将基片和/或物镜移动到对应于基片和物镜之间对反射光束的测量值具有最佳焦距值的距离的初始聚焦位置；通过沿着光轴在该初始聚焦位置上方和/或下方移动基片和/或物镜来采集基片的多个数字图像；分析每个图像中的至少一个兴趣区域以确定每个图像的焦点度量；确定哪个数字图像具有最佳焦点度量；以及将基片和/或物镜移动到最终聚焦位置，所述最终聚焦位置对应于具有使显微镜自动聚焦到样本上的最佳焦点度量的图像的位置。

在一些实施例中，光源包括激光器。在一些实施例中，光源包括发光二极管(LED)。在一些实施例中，该方法包括对来自光源的光束成形以产生准直光束。在一些实施例中，显微镜包括两个单独的光源，用于自动调焦的第一光源和用于成像的第二单独光源。在一些实施例中，该方法包括相对于来自第二光源的光束将来自第一光源的光束进行光谱移位。在一些实施例中，第一光源为发射波长在360nm至1000nm的光谱范围内任意处的激光器或LED，第二光源为发射波长在390nm至700nm的光谱范围内任意处的白光源。

在一些实施例中，显微镜包括至少两个单独的检测通道，其中第一检测通道用于自动调焦，并且第二单独检测通道用于成像，并且其中该方法包括从用于成像的第二个检测通道分离出用于进行自动调焦的反射光束。在一些实施例中，显微镜包括用于自动调焦的第一检测通道和用于采集来自样本的光束的至少一部分的多达8个不同的成像检测通道。在一些实施例中，引导来自第一光源的光束从样本反射以产生反射光束包括通过物镜后部的出射光瞳引入光束以聚焦在样本上，并采集穿过出射光瞳后部的相同物镜的反射光束。在一些实施例中，引导来自光源的光束从样本反射以产生反射光束包括从样本面向物镜的前表面反射光束。在一些实施例中，引导来自光源的光束从样本反射以产生反射光束包括从样本面向物镜的相反方向的底表面反射光束。

在一些实施例中，用于自动调焦的检测通道包括光电二极管。在一些实施例中，用于成像的检测通道包括图像传感器装置或CCD相机。在一些实施例中，图像传感器装置为彩色图像传感器装置或彩色CCD相机。在一些实施例中，样本的数字图像是由彩色图像传感器装置或RGB CCD相机采集的红色、绿色和蓝色(RGB)光形成的合成图像。