[发明专利]线扫描成像中的实时聚焦

说明书

一种用于采集显微镜载片上的样品的数字图像的系统。在一个实施方案中，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；以及聚焦传感器。所述系统还包括至少一个光束分离器，所述至少一个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。所述聚焦传感器可在多个不同焦距处同时采集图像和/或同时采集一对镜像，所述图像各自包括在多个不同焦距处采集的像素。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年9月24日提交且标题“Real-Time Focusing in Line ScanImaging”的美国临时专利申请号62/232,229的优先权，所述申请的全部内容特此以引用方式并入本文。

本申请与2014年10月31日提交的美国专利申请号14/398,443相关，所述申请要求2013年3月13日提交的国际专利申请号PCT/US2013/031045和2012年5月2日提交的美国临时申请号61/641,788的优先权，所有申请的全部内容特此以引用方式并入本文。

背景

发明领域

本发明总体上涉及数字病理学，并且更具体地，涉及一种用于执行线扫描成像中的实时聚焦的多个独立线性传感器设备。

相关技术

显微镜成像系统中的大多数自动聚焦方法可分为两种：用于感测载片位置的基于激光的干涉仪和图像内容分析。在基于激光的干涉仪方法的情况下，测量离开载片表面的激光束的反射仅可提供载片位置或盖玻片位置的全局聚焦信息。它缺乏针对高度大幅变化的组织样品的聚焦精度。另外，图像内容分析方法需要不同聚焦深度的多个图像采集，并且使用算法来比较这些图像以便确定最佳焦点。然而，在不同聚焦深度采集多个图像可在聚焦与成像之间产生时间延迟。因此，所需要的是克服以上所述的常规方法中存在的这些显著问题的系统和方法。

概述

在一个实施方案中，公开了一种用于扫描样品以采集所述样品的数字图像的系统。所述系统可包括：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；以及至少一个光束分离器，所述至少一个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。

所述聚焦传感器可沿着光路接收所述视野的所述第二部分，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。此外，所述聚焦传感器可包括多个区域，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，这样使得由聚焦传感器的每个区域以不同于聚焦传感器的所述其他区域的焦距采集所述视野的所述第二部分。

可替代地，所述聚焦传感器可包括多个区域，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，其中所述聚焦传感器相对于所述单独光路中的每一个正交，并且其中所述单独光路中的每一个具有不同焦距，这样使得由聚焦传感器的每个区域以不同于聚焦传感器的所述其他区域的焦距采集所述视野的所述第二部分。

可替代地，所述聚焦传感器可包括第一部分和第二部分，其中所述聚焦传感器的所述第一部分沿着第一光路接收所述视野的所述第二部分并且相对于所述第一光路以第一角度倾斜，并且其中所述聚焦传感器的所述第二部分沿着第二光路接收所述视野的所述第二部分，也就是与所述第一光路分离，并且相对于所述第二光路以第二角度倾斜，也就是与所述第一角度反向。