一种具有实时聚焦的显微切片快速数字扫描装置及其方法

摘要

本发明公开了一种具有实时聚焦的显微切片快速数字扫描装置及其方法，该装置包含一个数字显微成像系统及一个与之匹配组合的实时对焦装置。该数字显微镜系统包括计算机、实现光电转换的图像探测装置、显微光学成像系统、自动载物台及对应的运动及控制系统、显微镜照明光学系统及照明光源等。实时对焦装置包括一个测量样品离焦量的装置和一个驱动样品或者物镜移动并使得样品与物镜的焦面的重合的装置。本发明能够在切片扫描过程中实时探测样本离开成像系统焦面的距离并实现实时对焦，从而获得优良图像。利用该实时对焦技术可以避免耗时的焦面建模过程；同时兼顾大的对焦范围与对焦精度；另外该方法不仅效率高，而且成本低。

主权项

一种具有实时聚焦的显微切片快速数字扫描装置，包括一个数字显微成像系统及一个与之匹配组合的实时对焦装置；所述数字显微成像系统至少包括计算机、与计算机相连的能够实现光电转换的图像探测装置、显微光学成像系统、与显微光学成像系统同轴设置的照明光学系统及照明光源；在同轴放置的显微光学成像系统与照明光学系统之间放置有自动载物台，自动载物台在载物台控制系统控制下能够带动载物台上的样品沿着至少两个方向运动，所述计算机与所述载物台控制系统电相连；所述实时对焦装置包括一个测量样品离焦量的离焦测量装置和一个实现样品与显微光学成像系统的物镜的焦面相重合的离焦运动控制装置；其特征在于：所述离焦测量装置包含沿预置的第一直线方向放置的至少一对光信号探测元件；所述第一直线方向与所述图像探测装置的成像面的共轭面XY之间形成一个夹角，各个光信号探测元件在XY平面上的投影位置不相同并且都是在显微光学成像系统的物镜与管镜的视场区域之内；所述至少一对光信号探测元件分别将所接收到的光强度信号线性或接近线性地转换为电信号并分别输出到与之相联接的电信号强度比较元件中，所述比较元件将至少一对光信号探测元件的信号进行比较运算，并输出一个标志样品离开物镜焦面距离的比较信号到与之相连的离焦运动控制装置；所述离焦运动控制装置根据样品离焦量大小，驱动物镜或者驱动所述自动载物台带动样品沿着Z轴运动，其运动的范围能够使得待测样品表面与物镜的焦面位置在Z轴方向上重合。