[发明专利]用于使用光源配置来进行改进的聚焦跟踪的系统和方法

说明书

本申请公开了用于使用光源配置来进行改进的聚焦跟踪的系统和方法。在本文提供了成像系统，其包括：光源；第一聚焦透镜，其定位成将来自光源的光束聚焦到在沿着成像系统中的光束的光路的预定定位处的光束腰；光束分离器，其相对于第一聚焦透镜来定位以接收来自第一聚焦透镜的光束并创建第一和第二光束；第二聚焦透镜，其定位成接收由光束分离器输出的第一和第二光束以将所接收的第一和第二光束聚焦到尺寸被设计成落在待成像的样品内的光斑，并且还定位成接收从样品反射的第一和第二光束；图像传感器，其定位成接收从样品反射的光束；以及屋脊棱镜，其定位于在第二聚焦透镜和图像传感器之间的光路中。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年3月7日提交的美国临时申请号62/468,353的权益，该专利申请特此通过引用被全部并入本文。本申请还要求2017年5月5日提交的荷兰专利申请号N2018857的优先权，该专利申请特此通过引用被全部并入本文。

技术领域

本申请涉及，但不限于一种成像系统。

背景

在生物领域中的许多进步已经从改进的成像系统和技术(诸如，例如在光学显微镜和扫描仪中使用的成像系统和技术)中受益。使用这些成像系统在成像过程中获得准确的焦点对于成功的成像操作可能很重要。另外，减少与将系统聚焦在样品上相关联的时延提高了系统可以操作的速度。

许多早已存在的扫描系统使用多光束聚焦跟踪系统来确定对于给定样品的焦点距离。多光束系统使用物镜将两个光束聚焦到样品上。聚焦光束从样品的表面反射，且反射光束指向图像传感器。反射光束在图像传感器上形成光斑，且在光斑之间的距离可用于确定焦点距离。

早已存在的系统的设计者不断地努力提高聚焦准确度和系统可确定聚焦设置的速度。提高准确度可能很重要，因为它可以允许系统实现更好的结果。减少时延可能是一个重要的考虑因素，因为它可以允许系统更快地实现焦点确定，从而允许系统更快地完成扫描操作。

概述

本文公开的技术的各种示例提供了用于提高光学系统中的聚焦跟踪的准确度的系统和方法。另外的示例提供了用于减少与光学扫描仪中的聚焦跟踪相关联的时延的系统和方法。在一些示例中，提供用于改进或减少与光学扫描仪中的聚焦跟踪相关联的时延的系统和方法。

一些示例可包括成像系统，其具有：光源；第一聚焦透镜，其定位成将来自光源的光束聚焦到在沿着成像系统中的光束的光路的预定定位处的光束腰；光束分离器，其相对于第一聚焦透镜来定位以接收来自第一聚焦透镜的光束并创建第一和第二光束；第二聚焦透镜，其定位成接收由光束分离器输出的第一和第二光束以将所接收的第一和第二光束聚焦到尺寸被设计成落在待成像的样品内的光斑，并且还定位成接收来自从样品反射的第一和第二光束；图像传感器，其定位成接收从样品反射的光束；以及屋脊棱镜，其定位于在第二聚焦透镜和图像传感器之间的光路中，屋脊棱镜被设计尺寸以使从样品反射的第一和第二光束会聚到图像传感器上。

此外，另外的示例可包括光源，其可包括激光器和光纤，该光纤包括第一和第二端，光纤的第一端连接成接收来自激光器的输出，使得第一聚焦透镜定位于离光纤的第二端预定距离处。此外，仅作为示例，可使用透镜的焦距来确定在第一聚焦透镜和光纤的第二端之间的预定距离以将光束腰放置在沿着光束的光路的预定定位处。

在另外的示例中，仅作为示例，成像系统还可包括界定腔的主体部分；以及可滑动地安装在主体部分的腔内的插入件，使得插入件包括圆柱形腔，该圆柱形腔包括相邻于第一聚焦透镜的第一端和相邻于光纤的第二端的第二端，进一步使得插入件在腔内线性地可调整以改变在第一聚焦透镜和光纤的第二端之间的距离。此外，成像系统还可包括锁定机构以将插入件的位置固定在主体部分内。