[发明专利]实时自动聚焦扫描

权利要求书

1.一种数字扫描设备，其包括：

物镜；

聚焦传感器和成像传感器，其位于所述物镜的光路中，以感测所述物镜的视场；和

至少一个处理器，其被配置为：

选择样品上的微距焦点，其中所述微距焦点在所述样品的边缘和所述样品上的线两者的预定距离内，

使用所述聚焦传感器扫描包括所述微距焦点的单个视场，以获取图像数据，所述图像数据包括在对应于所述物镜距所述样品的多个距离位置的多个图像平面处的所述微距焦点，

确定所述多个图像平面中的每一个的对比度值，

识别指示所述物镜与所述样品的距离的物镜距离值Z1，所述物镜距离值Z1对应于具有所确定的对比度值中的最高对比度值的多个图像平面之一，

沿着所述样品上的所述线扫描多个区域，以获取图像数据的多个缓冲区，其中每个缓冲区包括多个扫描线并且每个扫描线包括多个像素，使得每个缓冲区包括与所述多个扫描线的数量相等数量的像素行和与每个扫描线内的所述多个像素的数量相等数量的像素列，

确定所述多个缓冲区中的每一个的对比度比率值，其中所述确定包括计算相应缓冲区的每个像素的比率，

识别对应于针对所述多个缓冲区所确定的对比度比率值的多个额外物镜距离值Z2-Zn，其中对于所述多个缓冲区中的相应一个缓冲区，物镜距离值Z2-Zn中的每一个指示所述物镜与所述样品的距离，在所述距离处所述成像传感器的所述图像平面具有峰值对比度，其中n为大于2的正整数，

将物镜距离值Z1-Zn与相应的位置信息一起存储，其中物镜距离值Z1的位置信息指示所述微距焦点的位置，并且其中物镜距离值Z2-Zn中的每一个的位置信息指示所述多个缓冲区中的相应一个的位置，

确定所述样品的要扫描的区域的位置，

基于针对物镜距离值Z1-Zn所确定的位置和所存储的位置信息来识别物镜距离值Z1-Zn中与所述样品的所述区域最接近的物镜距离值，

至少部分地基于物镜距离值中的所述最接近的物镜距离值来确定所述样品的所述区域的预测物镜距离值，以及

在开始扫描所述样品的所述区域时，基于所述预测物镜距离值来调整所述物镜与所述样品之间的距离。

2.如权利要求1所述的数字扫描设备，其中确定所述多个缓冲区中的每一个的对比度比率值包括确定所述缓冲区中的每列像素的平均对比度比率值，以及基于所述缓冲区中的每列像素的所述平均对比度比率值来确定所述缓冲区的对比度比率值。

3.如任一前述权利要求所述的数字扫描设备，其中所述至少一个处理器还被配置成在扫描所述样品的所述区域之后：

确定所述样品的所述区域的物镜距离值Znew；

确定所述样品的所述区域的物镜距离值Znew与所述样品的所述区域的所述预测物镜距离值之间的差值；并且

当所述差值超过预定阈值时，启动对所述样品的所述区域的重新扫描。

4.如权利要求3所述的数字扫描设备，其中所述至少一个处理器还被配置为在扫描所述样品的多个被扫描区域之后，如果对于预定百分比的所述多个被扫描区域，所述物镜距离值与所述预测物镜距离值之间的差值超过所述预定阈值，则启动对整个样品的重新扫描。

5.如权利要求4所述的数字扫描设备，其中所述预定阈值在0.5微米至0.9微米的范围内。

6.如权利要求5所述的数字扫描设备，其中所述至少一个处理器还被配置为使用所有所述物镜距离值Z1-Zn来计算全局样品表面，并且其中所述样品的所述区域的所述预测物镜距离值至少部分地基于所述最接近的物镜距离值和所述全局样品表面。

7.如权利要求6所述的数字扫描设备，其中所述至少一个处理器还被配置为在扫描所述样品的所述区域之后，使用所述样品的所述被扫描区域的所述物镜距离值Znew来重新计算所述全局样品表面。

8.如权利要求7所述的数字扫描设备，其中随着新的物镜距离值被计算和存储，所述全局表面被持续更新，以反映所述样品的所有所存储的物镜距离值。