[发明专利]用于图像扫描的方法和装置

说明书

提供了一种估计图像扫描装置(100)中的目标的焦点对准水平的方法，其中图像扫描装置包括：第一行扫描检测器(2)，其被构造成获得目标的一个或多个图像扫描行；和第二行扫描检测器(3)，其被构造成获得目标的一个或多个焦点扫描行。该方法包括：利用第一行扫描检测器(2)获得目标的至少一个图像扫描行，至少一个图像扫描行中的每一者是在相应的焦点水平处获得的；利用第二行扫描检测器(3)来获得目标的至少一个焦点扫描行，至少一个焦点扫描行的每一者是在相应的焦点水平处获得的；至少利用所述至少一个焦点扫描行来计算至少一个焦点参数；以及利用计算出的焦点参数来估计所述目标的一个或多个标称焦点对准水平。

技术领域

本发明涉及用于图像扫描的方法和装置，尤其涉及但不限于虚拟显微镜的使用。

背景技术

图1示出了现有技术公知的用于图像扫描的虚拟显微镜的典型布置。该布置包括成像透镜1，成像透镜1将源自于滑板6的光聚焦到行扫描检测器2上。成像透镜和行扫描检测器一起构成了成像系统。由于检测器2是行扫描检测器，所以图像区域7是线型。为了在滑板6的较大面积上生成扩展图像，使滑板相对于成像透镜和行扫描检测器移动，如箭头8所示。从该意义上讲，滑板被行扫描检测器“扫描”。

行扫描检测器通常用于对在滑板上准备的样品进行成像。该样品可以为例如生物标本。通常，待成像样品将具有不均匀的表面形态，该样品的聚焦变动(focus variation)大于成像系统的景深。通常，滑板的单次扫描宽度大约为1mm且长度在2mm和60mm之间。在1mm的级别上，样品的焦距几乎不超过成像系统的焦深(通常大约为1μm)。然而，在诸如20mm的较大距离上，样品的聚焦变动会超过成像系统的景深。因此，存在这样的问题：由于样品的表面形态的变化，行扫描检测器在扫描样品的同时所生成的输出图像很可能具有焦点对准区域以及焦点未对准区域。这是不可接受的，尤其在需要样品的精确分析的情况下。

已经进行了各种尝试来克服该问题。例如，US7518652披露了焦点地图的使用，其中在扫描期间成像系统的焦点的调节是预先确定的。然而，这要求在扫描开始之前对整个样品进行非常耗时的分析，否则仅样品上的特定点被取得，因此点之间的区域不可能具有好的聚焦。

US7485834披露了在样品扫描的过程中暂时地改变成像透镜的焦点以查看是否存在更好的焦点位置。然而，随着样品的扫描速度增大，这意味着移动成像透镜来搜索更好的焦点位置的时间更短。这意味着不得不将扫描速度保持在一定速度以下，或者不得不在更多条成像行上方改变成像透镜的位置，这样更难以在整个范围内对图像进行插值。这两种方案都不可取。

US7330574公开了一种2D成像检测器，其在扫描方向上倾斜，使得在扫描期间成像系统的最佳焦点平面与样品的表面相交。对于每帧图像，样品移动一帧或少量帧，从而构建样品的3D扫描，该3D扫描能够用于焦点计算。这是在扫描之前完成的，就好像在扫描期间执行该处理，2D扫描仪所要求的数据率将更大。

因此，存在如下需求：改进成像扫描期间样品的聚焦使得能够快速地且焦点对准地扫描样品。

发明内容

依照本发明的第一方案，提供一种估计图像扫描装置中的目标的焦点对准水平的方法，其中所述图像扫描装置包括第一行扫描检测器和第二行扫描检测器，所述第一行扫描检测器被构造成获得所述目标的一个或多个图像扫描行，所述第二行扫描检测器被构造成获得所述目标的一个或多个焦点扫描行，所述方法包括：利用所述第一行扫描检测器来获得目标的至少一个图像扫描行，至少一个图像扫描行的每一者是在相应的焦点水平处获得的；利用第二行扫描检测器来获得所述目标的至少一个焦点扫描行，至少一个焦点扫描行的每一者是在相应的焦点水平处获得的；至少利用所述至少一个焦点扫描行来计算至少一个焦点参数；以及利用计算出的焦点参数来估计所述目标的一个或多个标称焦点对准水平。