[发明专利]线扫描成像中的实时聚焦

权利要求书

1.一种用于扫描样品以采集所述样品的数字图像的系统，所述系统包括：

载物台，所述载物台被构造来支撑样品；

物镜，所述物镜具有与所述载物台正交的单个光轴；

成像传感器；

聚焦传感器，其中所述聚焦传感器上的一个齐焦点与所述成像传感器齐焦，且其中所述齐焦点在所述聚焦传感器的中心处；

至少一个第一光束分离器，所述至少一个第一光束分离器光学地耦合到所述物镜并且被构造来接收对应于所述物镜的所述光轴的视野，并且同时地向所述成像传感器提供所述视野的至少第一部分并向所述聚焦传感器提供所述视野的至少第二部分，其中所述视野的所述第一部分是所述视野的第一区域，且其中所述视野的所述第二部分是从所述视野的所述第一部分偏移的第二区域；以及

处理器，所述处理器被配置为针对待扫描的所述样品的每个部分：

从所述聚焦传感器采集所述样品的所述部分的聚焦图像；

从所述成像传感器采集所述样品的所述部分的主图像；

针对所述聚焦传感器上的多个位置中的每一个，为所述聚焦图像的对应于所述聚焦传感器上的那个位置的区域计算对比度测量值；

针对所述成像传感器上的多个位置中的每一个，为所述主图像的对应于所述成像传感器上的那个位置的区域计算对比度测量值；

确定所述聚焦图像与所述主图像之间的关系；

为所述关系确定峰值；

基于所述聚焦传感器上对应于所述峰值的位置与所述齐焦点之间的距离更新目标表面，所述齐焦点位于所述聚焦传感器与所述成像传感器之间；并且

使用反馈回路为所述物镜确定为所述关系提供所述峰值的位置，以移动所述物镜直到所述峰值在经更新的所述目标表面上，

其中所述物镜的使用所述反馈回路的移动方向基于所述聚焦图像与所述聚焦图像的镜像之间的关系，

其中所述聚焦图像包括在所述聚焦图像的第一侧到所述聚焦图像的第二侧的方向上以减小的焦距采集的像素，

其中所述聚焦图像的所述镜像包括在与所述聚焦图像相同的方向上以减小的焦距采集的像素，且

其中所述聚焦图像与所述聚焦图像的所述镜像之间的所述关系包括所述聚焦图像的对比度测量值与所述聚焦图像的所述镜像的对比度测量值之间的比率，或者所述聚焦图像的对比度测量值与所述聚焦图像的所述镜像的对比度测量值之间的差。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述第一区域是所述视野的中心区域。

3.如权利要求2所述的系统，其中所述视野的所述第二区域在扫描方向上在所述视野的所述第一区域之前。

4.如权利要求1所述的系统，其中所述样品是组织样品，并且所述载物台被构造来支撑衬底，所述衬底支撑所述组织样品。

5.如权利要求4所述的系统，其中所述衬底是载片。

6.如权利要求1所述的系统，其中所述载物台是使所述样品相对于所述物镜的所述光轴移动的机动载物台。

7.如权利要求1所述的系统，其中所述聚焦传感器沿着光路接收所述视野的所述第二部分，并且其中所述聚焦传感器相对于所述光路成角度倾斜，这样使得由所述聚焦传感器采集所述视野的所述第二部分作为包括表示不同焦距的像素的图像。

8.如权利要求1所述的系统，其中所述聚焦传感器包括多个区域，其中所述聚焦传感器的每个区域沿着单独光路接收所述视野的所述第二部分，并且其中所述聚焦传感器相对于所述单独光路中的每一个成角度倾斜，这样使得由所述聚焦传感器的每个区域以不同于所述聚焦传感器的所述多个区域中任何其他区域的不同焦距采集所述视野的所述第二部分。

9.如权利要求8所述的系统，其还包括聚焦光学器件，其中所述聚焦光学器件包括至少一个第二光束分离器，所述至少一个第二光束分离器光学地耦合到所述至少一个第一光束分离器并将传送所述视野的所述第二部分的光束分到所述单独光路中。