[发明专利]荧光成像自动聚焦系统和方法

权利要求书

1.一种荧光成像系统，包括：

样本平台，所述样本平台用于固持荧光材料；

光检测器，所述光检测器具有用于检测从所述荧光材料发射的光的感测位置的阵列；

光学成像系统，所述光学成像系统定位在所述样本平台与所述光检测器之间，并且被配置成将从所述样本平台上的场点发射的光聚焦到所述光检测器上，其中所述样本平台上的连续场点同时被成像到所述光检测器上的连续感测位置上；

照明系统，所述照明系统包括发射处于所述荧光材料的吸收带中的激发光的光源，其中所述照明系统提供相对于检测轴以一角度撞击在所述荧光材料上的照明光束，其中所述光束的入射平面包括所述检测轴和扫描方向；

扫描机构，所述扫描机构实现沿着所述扫描方向相对于所述样本平台的所述照明光束的连续扫描；以及

智能模块，所述智能模块被耦接到所述光检测器并且被配置成基于所述光检测器上由所述光检测器检测的最大照度的位置的沿着所述扫描方向的变化来确定平行于所述检测轴的所述荧光材料的高度的沿着所述扫描方向的变化。

2.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述扫描机构使所述照明光束沿着所述扫描方向重新扫描，并且其中所述成像系统包括用于基于所述荧光材料的高度的所确定的变化来随着发生所述扫描而调整所述平台的位置以便补偿所述荧光材料的高度的所确定的变化的机构。

3.根据权利要求1所述的成像系统，还包括存储器，所述存储器被附接到所述智能模块以存储所述平台上的所述荧光材料的高度图。

4.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述光学成像系统包括双远心光学成像系统。

5.根据权利要求4所述的成像系统，其中所述双远心光学成像系统包括奥夫纳中继镜系统布置，所述奥夫纳中继镜系统布置包括具有球形镜表面的第一镜元件以及具有球形镜表面的第二镜元件，其中入口孔径光阑和出口孔径光阑各自包括所述第一镜元件的一部分。

6.根据权利要求5所述的成像系统，其中所述第一镜元件呈现凸出状镜表面，并且其中所述第二镜元件呈现凹入状镜表面。

7.根据权利要求4所述的成像系统，其中所述双远心光学成像系统包括双远心镜头布置，其中入口孔径光阑包括第一折射镜头元件，并且其中出口孔径光阑包括第二折射镜头元件。

8.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述扫描机构进行以下调整中的一个：沿着所述扫描方向调整所述样本平台；或沿着所述扫描方向调整所述光检测器和照明光束。

9.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述光源包括二极管激光，并且其中所述光检测器包括CCD阵列检测器。

10.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述照明光束具有点状轮廓和线状轮廓中的一个。

11.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述扫描方向平行于所述扫描平台。

12.一种确定样本平台上的荧光材料的高度变化的方法，其中所述荧光材料吸收处于波长的吸收带中的光，并且发射处于波长的发射带中的荧光，所述方法包括：

a)以具有处于所述吸收带中的激发光的照明光束照射所述样本平台上的所述荧光材料，所述照明光束相对于检测轴以一角度撞击在所述荧光材料上，其中所述光束的入射平面包括所述检测轴和扫描方向；

b)使所述照明光束沿着所述扫描方向扫描；

c)使用检测器系统来检测来自荧光材料的第一部分的发射，所述检测器系统包括：光检测器，所述光检测器具有感测位置的阵列；以及光学成像子系统，所述光学成像子系统定位在所述样本平台与所述光检测器之间，并且被配置成将从所述样本平台上的场点发射的光聚焦到所述光检测器上，其中所述样本平台上的连续场点同时被成像到所述光检测器上的连续感测位置上；以及

d)基于所述光检测器上由所述光检测器检测的最大照度的位置的沿着所述扫描方向的变化，来确定平行于所述检测轴的所述荧光材料的高度的沿着所述扫描方向的变化。

13.根据权利要求12所述的方法，其中扫描包括沿着所述扫描方向移动a)所述样本平台以及b)所述照明光束和所述光检测器中的一个或两个。

14.根据权利要求12所述的方法，其中所述扫描方向平行于由所述扫描平台限定的表面。