[发明专利]滑座可垂直平移的XYZ显微镜

说明书

本发明公开了一种滑座可垂直平移的XYZ显微镜，并且涉及一种用于对多个空间分布的样本进行显微检查的自动对焦装置和一种通过根据前述权利要求中任一项或多项所述的显微镜对多个空间分布的生物样本进行自动对焦和显微检查的方法。该装置包括显微镜以及能沿z方向相对于所述显微镜移位的载物台，其中，所述装置配置为通过计算机辅助评估载物台在多个垂直位置上的数字显微图像的清晰度而进行自动对焦，其特征在于，所述载物台包括滑座以及支承在所述滑座上的样本台，其中，所述样本台能沿z方向相对于所述滑座平移，且其中，所述滑座能沿x方向和y方向相对于所述显微镜平移。

技术领域

本发明的一方面涉及一种用于对多个空间分布的(生物)样本进行显微检查的自动对焦装置，其中，能相对于显微镜垂直移位的载物台包括能沿x方向和y方向平移的滑座以及能沿z方向支承在滑座上的样本台。

本发明的第二方面涉及一种通过显微镜对多个空间分布的生物样本进行自动对焦和显微检查的方法，该显微镜包括能相对于显微镜垂直移位的载物台。

背景技术

通过显微镜检查生物样本是一种现有技术中常见的分析方法，可广泛了解样本。在此过程中可以利用多种多样的方法，例如利用透反射光显微法以及各种形式的光学显微法，诸如荧光显微法。现代实验室采用了自动化程度极高的技术，其中可以通过显微镜自动扫描样本，以便实现高生产率，即尽量减少每单位时间分析样本的工作量。

为了使用显微镜至少部分地自动检查大量生物样本，样本和显微镜应能以自动化、可复现且高精度的方式彼此相对运动。在此情形下，在水平面(x-y平面)中的运动适合单独接近各种空间分布(尤其是水平分布)的样本来进行光学检查。样本可以例如位于微量滴定板或多孔板中，该微量滴定板或多孔板可以包括大量并置的阱或孔，其中装有样本。此外，显微镜与样本之间的垂直运动(沿z方向的运动)有益于聚焦样本。

在显微镜中，通常将样本布置于物镜下方的载物台上。该载物台通常能沿x方向和y方向相对于物镜运动，即可水平运动，以实现物镜与样本彼此相对的水平对准。然后，物镜本身可在z方向上相对于载物台垂直移动，以便进行对焦。但这样的缺陷在于，例如，相对较重的物镜必须克服部分重力才能移动。

然而，参阅CN203479812 U可知，载物台既能水平运动又能垂直运动，从而可以防止物镜移动。

但这些现有技术装置无法实现良好地解耦载物台的各种运动自由度。结果，当载物台与物镜之间在一个空间方向上存在相对运动，经常不理想地同时改变相对于另一空间方向的位置。

JP H03 100446 A揭示了一种用于检查划线板的装置，其具有XYZ载物台。但并未公开描述计算机辅助评估数字显微图像的清晰度的自动对焦机制。此外，也未公开关于载物台的驱动概念，该驱动概念能够在长行程上实现高精度的运动并且有效地解耦不同方向上的运动。

现有技术装置的另一问题在于，所使用的宏观机械驱动器的精度不足，因此尤其是针对聚焦功能，常用两级驱动器。此外，通常结合使用长行程的大型机械驱动器与高分辨率短行程的精密驱动器(例如，压电式驱动器)。

纯机械驱动器通常稳健耐用、成本低廉且具有更大的行程，但在调整位置时通常无法提供充分的精密度和重复精度。此外，通常无法将宏观机械驱动器制造得足够精细，因此难以自由解耦。

在现有技术的机械驱动器中，机械驱动器的精密度和重复精度在运行过程中时常受损。

因此，需要一种用于自动检查样本的装置，其中使用最简单的手段就能以机械方式精确地移动样本的载物台，并能尽量成功地解耦各种运动的自由度，以提高这些运动的精密度和重复精度。

发明内容