[发明专利]自动聚焦的方法和装置

说明书

一种用于确定多孔板的至少一部分中的多个孔的聚焦位置的自动聚焦方法，所述方法包括：使用具有第一放大倍率的第一物镜在所述多个孔的选定子集的至少三个孔的每个孔中识别每个所述孔的相对于所述第一物镜的聚焦位置；基于至少三个所述聚焦位置来计算平面，所述至少三个孔沿所述计算平面相对于具有不大于所述第一放大倍率的第二放大倍率的至少一个物镜是聚焦的；以及使用所述至少一个物镜沿着所述平面来扫描所述板的一部分中的多个孔中的至少一些孔。

技术领域和背景技术

本发明通常涉及光学测量和/或检测技术的领域，并且更具体地涉及一种在观察非平面的表面时特别有用的自动聚焦的方法和装置。

自动聚焦是许多自动化检测领域的重要特征，比如计算机芯片产业、生物医学研究、光学信息载体中的数据读取/记录等。特别地，当在单板上分析包括多个孔的多孔板中的样本时，观察孔的内容的显微镜的自动聚焦能够使工作流程更高效，因为操作者不需要单独将物镜聚焦在板中的每个孔上。

过去，例如在专利号为7,109,459的美国专利中已经公开了用于检查多孔板的各种自动聚焦方法。然而，当使用例如用于使活细胞生长为球状体的具有非平面的底部的孔(例如具有U形底部的孔的多孔板)时，现有的自动聚焦方法可能需要进行耗时的图像分析。

因此，需要一种用于在多孔板上自动聚焦显微镜的方法，其适于具有非平面底面的孔的多孔板。

发明内容

本发明通常涉及光学测量和/或检测技术的领域，并且更具体地涉及一种在观察非平面的表面时特别有用的自动聚焦的方法和装置。

根据本发明的实施例提供了一种用于确定多孔板的至少一部分中的多个孔的聚焦位置的自动聚焦方法，所述方法包括：

使用具有第一放大倍率的第一物镜，在多个孔的选定子集的至少三个孔中的每个孔中识别每个所述孔的相对于所述第一物镜的聚焦位置；

基于至少三个所述聚焦位置来计算平面，至少三个孔沿所述平面相对于具有不大于第一放大倍率的第二放大倍率的至少一个物镜是聚焦的；以及

使用所述至少一个物镜沿所述平面来扫描所述板的一部分中的多个孔中的至少一些孔。

在一些实施例中，所述至少一个物镜为第一物镜，并且第一放大倍率等于第二放大倍率。在一些实施例中，所述计算平面包括计算至少三个孔沿其相对于第一物镜是聚焦的平面。

在一些实施例中，所述至少一个物镜为不同于第一物镜的第二物镜，其中第二放大倍率小于第一放大倍率。在一些实施例中，计算平面包括基于第二物镜的光学特性，将使用第一物镜识别的至少三个聚焦位置转化为相对于第二物镜的相应的第二聚焦位置；并且基于至少三个第二聚焦位置来计算平面。在一些实施例中，计算平面包括：基于至少三个所述聚焦位置来计算第一平面，沿该平面至少三个孔将相对于第一物镜是聚焦的；以及基于第二物镜的光学特性，将所述第一平面转化为相应的平面，沿所述相应的平面所述至少三个孔将相对于所述第二物镜是聚焦的，从而计算平面。

在一些实施例中，使用所述至少一个物镜进行扫描而不需进行附加的聚焦操作。

在一些实施例中，多个孔的子集包括多个孔中的多于三个的孔。

在一些实施例中，识别聚焦位置包括识别子集中每个孔的聚焦位置。

在一些实施例中，每个孔都包括大致呈圆柱形的侧壁，以及包含球面、抛物面和椭圆中的至少一个的一部分的底面。在一些实施例中，每个孔具有U形横截面。

在一些实施例中，每个孔都包括大致呈圆柱形的侧壁和平面的底面。在一些实施例中，平面的底面大致平行于多孔板的顶面，使得孔具有矩形的横截面。

在一些实施例中，每个孔都是截头圆锥形的。

在一些实施例中，每个孔都具有倾斜的侧壁、平面的底部和梯形的横截面。