專利名稱：自動聚焦裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及一種顯微鏡裝置，尤其涉及一種為獲得合適聚焦而自動調(diào)整載臺位置的技術(shù)。
背景技術(shù)：
就像所有的光學(xué)系統(tǒng)一樣，顯微鏡承受了由于成像透鏡(物鏡)的放大倍率和NA(數(shù)值孔徑)的增加帶來的景深的減少。當(dāng)使用顯微鏡時，使用者要負(fù)責(zé)通過相對于物鏡來移動樣品而獲得樣品的合適的聚焦。當(dāng)顯微鏡是自動化的，并且使用者不再參與到觀察每個圖像時，就需要一種自動聚焦的方法。在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域中，已經(jīng)有通過測定前透鏡和容器(例如，載片，孔板等等)底部的距離來獲得自動聚焦方法的描述。這種技術(shù)是基于從第一表面反射的光束并測量該反射。但是這種技術(shù)的不足之處在于，如果樣品所放置的容器的厚度不均勻，如同在大多數(shù)的塑料制品中一樣，那么所產(chǎn)生的圖像就會以基片的偏差量偏離焦點(diǎn)。細(xì)胞的圖像依賴于在玻璃或者塑料基片底部的細(xì)胞的生長。細(xì)胞平行于表面生長，并且分泌使得它們附著于基片的蛋白質(zhì)。為了保持細(xì)胞的生長，加入有豐富營養(yǎng)的液體培養(yǎng)基來供給細(xì)胞并且保持合適的生理?xiàng)l件。在這個方案中，塑料的表面用一種用于檢測細(xì)胞的位置的水溶液覆蓋。塑料和液體之間折射率的改變可以通過使用低噪聲、高靈敏度的反射光裝備來確定。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的實(shí)施例中，提供一種自動聚焦顯微鏡裝置。該裝置包括，光源；分束器，用于將由所述光源發(fā)出的光束分成光信號的第一部分和光信號的第二部分；具有第一端口，第二端口和第三端口的光纖環(huán)形器；其中在光纖環(huán)形器中的光信號僅從第一端口傳播到第二端口以及從第二端口傳播到第三端口 ；其中光纖環(huán)形器與光信號的第二部分在第一端口處耦合；光準(zhǔn)直儀用于將從光纖環(huán)形器的第二端口輸出的光線通過分色鏡和顯微鏡物鏡直接導(dǎo)向到樣品上，其中樣品是放置在可調(diào)整的顯微鏡載臺上；平衡檢波器，用于將從樣品放置的基片反射離開的光信號轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號，其中反射光信號被顯微鏡物鏡捕獲并通過分色鏡、光準(zhǔn)直儀，再從光纖環(huán)形器的第二端口輸入且從第三端口輸出，從而被送到平衡檢波器；其中平衡檢波器使用光信號的第一部分作為輸入，微處理器用于處理來自平 衡檢波器的模擬電壓信號。在本發(fā)明的另一個實(shí)施例中，提供一種自動聚焦顯微鏡裝置。該裝置包括，光源，具有第一端口，第二端口和第三端口的光纖環(huán)形器；其中，光纖環(huán)形器中的光信號僅從所述第一端口傳播到所述第二端口以及從第二端口傳播到第三端口傳輸；其中光纖環(huán)形器在第一端口與光源發(fā)出的光信號I禹合，光準(zhǔn)直儀用于將從光纖環(huán)形器的第二端口輸出的光通過分色鏡和顯微鏡物鏡導(dǎo)向到樣品上，其中樣品是放置在可調(diào)整的顯微鏡載臺上；光電二極管檢測器，用于將從放置樣品的基片上反射離開的光信號轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號，其中，反射光信號通過所述顯微鏡物鏡被捕獲，并且通過分色鏡、光準(zhǔn)直儀，再從光纖環(huán)形器的第二端口輸入，并從光纖環(huán)形器的第三端口輸出，從而被發(fā)送到光電二極管檢測器，以及用于處理來自光電二極管檢測器的模擬電壓信號的微處理器。在本發(fā)明的又一個實(shí)施例中，提供一種操作顯微鏡裝置的方法。該方法包括以下步驟向分束器發(fā)出一束光，該分束器用于將光束分成光信號的第一部分和光信號的第二部分；將光信號的第一部分輸入到平衡檢波器；將光纖環(huán)形器在第一端口與光信號的第二部分稱合，在第二端口與光準(zhǔn)直儀稱合，在第三端口與平衡檢波器稱合，其中光纖環(huán)形器中的光信號僅從第一端口傳輸?shù)降诙丝谝约皬牡诙丝趥鬏數(shù)降谌丝?；利用光準(zhǔn)直儀將從光纖環(huán)形器第二端口的光束通過分色鏡和顯微鏡物鏡導(dǎo)向到樣品上，其中樣品放置在可調(diào)整的顯微鏡載臺上；通過顯微鏡物鏡捕獲反射的光束信號并通過光準(zhǔn)直儀、再從光纖環(huán)形器的第二端口輸入，且從第三端口輸出，從而將反射光束信號發(fā)送到平衡檢波器；利用平衡檢波器將從樣品放置的基片上反射的光信號轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號，并且對平衡檢波器的輸出進(jìn)行處理。在一個實(shí)施例中，本發(fā)明可以作為自動聚焦顯微鏡裝置來實(shí)現(xiàn)。微處理器可以根據(jù)平衡檢波器的輸出以及來自可調(diào)整的顯微鏡臺的定位反饋產(chǎn)生用于移動可調(diào)整的顯微鏡臺的位置的命令，以達(dá)到需要的光學(xué)聚焦。在另一個實(shí)施例中，本發(fā)明可以作為跟蹤裝置來實(shí)現(xiàn)。微處理器可以連續(xù)監(jiān)控模擬電壓信號并且產(chǎn)生為了保持與樣品的特定距離的命令，或者其中微處理器連續(xù)監(jiān)控電壓信號并且尋找樣品和顯微鏡物鏡之間的距離的改變，以將來自檢波器的電壓最大化，或者將電壓保持在一個指定點(diǎn)。 在另一個實(shí)施例中，微處理器可以基于模擬電壓信號以及定位反饋來確定樣品的位置。


圖I是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例設(shè)計(jì)的自動聚焦裝置的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例設(shè)計(jì)的自動聚焦裝置的示意圖；圖3是信號電壓作為載臺位置的函數(shù)的圖表。
具體實(shí)施例方式該公開描述了實(shí)現(xiàn)當(dāng)前預(yù)期的發(fā)明的最好的一個或多個模式。本說明書并不是想要以限制意義來理解，而是參照附圖提供僅為了說明性目的提出的發(fā)明的實(shí)例，向本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員解釋本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和結(jié)構(gòu)。在不同的附圖中，同樣的參考符號指代相同或類似的部分。需要注意的是所有的光纖系統(tǒng)可以用自由空間等效物替換。圖I顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例設(shè)計(jì)的自動聚焦裝置100的典型和非限制性的示意圖。裝置100包括至少一個光源110，光纖分束器120，平衡檢波器140，光纖環(huán)形器130，、光準(zhǔn)直儀150，微處理器180和控制器190。光源110可以包括但不局限于例如激光二極管。其他光源也是可以考慮的。
根據(jù)本發(fā)明的原理，通過光源110發(fā)出的光線被光纖耦合或者聚焦到光纖分束器120中，光纖分束器120將原始光線的第一部分122導(dǎo)向至平衡檢波器140的一個端口中。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，光源110的波長是1310nm。其他數(shù)值也是可以考慮的。光纖環(huán)形器130包括第一端口(1)，第二端口(2)和第三端口(3)。從分束器120輸出的第二部分124被饋送到光纖環(huán)形器130的第一端口(I)中。第二部分124遠(yuǎn)大于第一部分122 (例如，99%對1%)。光線在環(huán)形器130中傳播并且在第二端口(2)輸出，第二端口(2)輸出的光信號被準(zhǔn)直儀150準(zhǔn)直成光束。需要注意的是光信號在環(huán)形器130中僅從第一端口(I)傳播到第二端口(2)再到第三端口(3)。光線從分色鏡170反射離開，分色鏡170被設(shè)計(jì)成僅反射預(yù)定波長以上的波長并且使任何預(yù)定波長以下的波長都通過。在典型的實(shí)施例中，預(yù)定波長是1300nm。光束通過顯微鏡物鏡160傳播，并被聚焦在放置在可調(diào)整的顯微鏡載臺上的樣品195上。光線從樣品195所放置的塑料或玻璃基片上反射離開，被物鏡160捕獲，然后被準(zhǔn)直儀150送回到光纖中。如果樣品195沒有被包含在玻璃或者塑料基片中，那么反射可以來自于樣品195本身。因?yàn)楣饩€僅沿一個方向傳播通過環(huán)形器130，所以來自準(zhǔn)直儀150的光信號在第二端口(2)被輸入到環(huán)形器130中，再在第三端口(3)被輸出。來自環(huán)形器130的輸出被饋送到平衡檢波器140的另一個端口中。在平衡檢波器140電路中，用從由分束器120提供的原始光線的第一部分122的信號將來自物鏡160的信號電分離，因此，抵消隨著時間光源強(qiáng)度的改變。平衡檢波器140進(jìn)一步將來自物鏡160的校正信號轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號，然后通過微處理器180中的A/D轉(zhuǎn)換器被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。微處理器180，根據(jù)數(shù)字信號的數(shù)值以及定位反饋，通過發(fā)出指令給控制器190將顯微鏡載臺沿著Z軸移動。例如，如圖I所示，樣品195被放置在可沿Z軸調(diào)整位置的顯微鏡載臺198上，從而允許樣品195和物鏡160之間的間隔的調(diào)整以便保持聚焦。微處理器180還記錄通過平衡檢波器140測量的電壓值以及可調(diào)整的顯微鏡載臺在樣品195和物鏡160之間的不同距離處的位置。分析電壓信號峰值，然后通過控制器190命令顯微鏡載臺198移動到與希望的光學(xué)焦點(diǎn)最相關(guān)的電壓信號峰值的位置。圖3顯示電壓信號峰值相對于顯微鏡載臺位置的圖表。圖2顯示根據(jù)本發(fā)明另一個非限制性的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的自動聚焦裝置200的典型示意圖。在這個實(shí)施例中，裝置200不包括光纖分束器，并且使用簡單的光電二極管檢測器240來代替平衡檢波器。光源110發(fā)出的光線被光纖耦合或者聚焦到光纖環(huán)形器130的第一端口(I)中。光線在環(huán)形器130中傳播并且在第二端口(2)輸出，在第二端口(2)的光信號被準(zhǔn)直儀150聚焦成光束。從準(zhǔn)直儀150返回獲得的光信號在第二端口(2)被輸入到環(huán)形器130中，并且在第三端口(3)被輸出。來自環(huán)形器130的輸出被饋送到光電二極管檢測器240中。光電二極管檢測器240將光信號轉(zhuǎn)換為電壓信號輸出。圖2中所示的實(shí)現(xiàn)方式在光線強(qiáng)度的改變的時間過程比移動載臺的時間周期長的時候效率很高。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，在圖I和圖2中所示的自動聚焦機(jī)構(gòu)被設(shè)計(jì)成使用光纖環(huán)形器的低背景高靈敏度檢測器。在光路中增加環(huán)形器防止從激光器發(fā)出的到樣品的光線被檢測器所探測到。這種照明方法通過環(huán)形器提供的阻塞量，減少了到達(dá)檢測器的背景信號。在一個實(shí)施例中，阻塞最好大于45db。本發(fā)明的自動聚焦系統(tǒng)特別適合于高內(nèi)涵篩選和生物成像。在一個實(shí)施例中，自動聚焦能夠被用于自動熒光微板成像系統(tǒng)，即設(shè)計(jì)成使研究者能夠開發(fā)出比當(dāng)前的方案更快速、以更高的空間分辨率并且更經(jīng)濟(jì)的基于細(xì)胞的化驗(yàn)。支持的一些基于細(xì)胞的化驗(yàn)包括，但不限于，核質(zhì)轉(zhuǎn)位，質(zhì)膜轉(zhuǎn)位，蛋白表達(dá)，脂滴形成，DNA含量，細(xì)胞毒性，細(xì)胞存活力(凋亡/壞死)及其他。如圖I所示，在一個實(shí)施例中，通過使用嵌入到載臺構(gòu)造內(nèi)的線性編碼器刻度使得定位反饋更方便。雖然在此描述的是線性編碼器刻度，但其他的定位工具也是可以考慮 的。對于顯微鏡的另一個非限制性的實(shí)施例，其中載臺或被用于相對于樣品定位顯微鏡的任何部分或者相對于顯微鏡定位樣品。在此結(jié)合圖1-2顯示該應(yīng)用的一個實(shí)施例。另一個非限制性的實(shí)施例包括機(jī)器視覺測量或者基于非接觸的尺寸測量。其他工業(yè)和應(yīng)用也是可以考慮的?？紤]到樣品的位置可以隨著時間而改變。需要跟蹤樣品的位置以便保持聚焦。在本發(fā)明的實(shí)施例中，系統(tǒng)能夠以跟蹤裝置的形式被實(shí)現(xiàn)。利用本發(fā)明的原理，通過跟蹤信號電壓并且連續(xù)調(diào)整Z軸上的位置，跟蹤裝置可以保持裝置和樣品之間的特定距離。當(dāng)樣品195的位置改變時，通過平衡檢波器140或者光電二極管檢測器240接收的反射光信號改變。結(jié)果，微處理器180檢測來自平衡檢波器140或者光電二極管檢測器240的電壓信號的改變。為了接收來自檢測器的相同的電壓，微處理器180產(chǎn)生相應(yīng)的移動命令，并且因此保持物鏡160和樣品195之間的相同的距離。本發(fā)明能被用作計(jì)量工具。具體地，本發(fā)明提供了一種良好的非接觸測量及測距技術(shù)。在本發(fā)明的另一個實(shí)施例中，該系統(tǒng)能夠以距離測量裝置的形式被實(shí)現(xiàn)。在這種情況下，就沒有必要發(fā)出任何移動命令。通過平衡檢波器140或者光電二極管檢測器240接收的反射光信號被用于產(chǎn)生模擬電壓信號。如圖3中所示，電壓依賴于載臺的位置。微處理器180分析來自載臺的電壓信號以及定位反饋，并且因此確定樣品的位置。雖然本發(fā)明相對于幾個描述的實(shí)施例做出了相當(dāng)詳盡地并且具有一些特殊性的描述，但并不是想限制于任何這種細(xì)節(jié)或是實(shí)施例或者是任何具體實(shí)施例，而是通過參考附加的權(quán)利要求來解釋，以便考慮到現(xiàn)有技術(shù)提供關(guān)于這些權(quán)利要求的最寬泛的可能的解釋，并因此有效包含本發(fā)明想要的范圍。此外，上述內(nèi)容描述了根據(jù)發(fā)明人預(yù)見的實(shí)施例的本發(fā)明，允許描述對于發(fā)明人是可用的，盡管本發(fā)明的非實(shí)體的改變現(xiàn)在不能被預(yù)見，但是仍然可以表示它的同等方式。
權(quán)利要求
1.ー種自動聚焦裝置，其特征在于，包括 光源； 分束器，用于將由所述光源發(fā)出的光束分成光信號的第一部分和光信號的第二部分；光纖環(huán)形器，具有第一端ロ、第二端ロ和第三端ロ ；其中在所述光纖環(huán)形器中的所述光信號僅從所述第一端ロ傳播到所述第二端ロ以及從所述第二端ロ傳播到所述第三端ロ ；其中所述光纖環(huán)形器與所述光信號的第二部分在所述第一端ロ處耦合； 光準(zhǔn)直儀，用于將從所述光纖環(huán)形器的所述第二端ロ輸出的光通過分色鏡和顯微鏡物鏡導(dǎo)向到樣品上，其中所述樣品和物鏡之間的間隔是能夠調(diào)節(jié)的； 平衡檢波器，用于將從放置所述樣品的基片反射離開的光信號轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號，其中，反射光信號被所述顯微鏡物鏡捕獲，并且通過所述分色鏡、所述光準(zhǔn)直儀，再從所述光纖環(huán)形器的所述第二端ロ輸入且從所述光纖環(huán)形器的所述第三端ロ輸出，從而被送到所述平衡檢波器；其中，所述平衡檢波器使用所述光信號的第一部分作為輸入；以及微處理器，用于處理來自所述平衡檢波器的所述模擬電壓信號。
2.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述平衡檢波器用所述光信號的第一部分分離所述反射光信號，從而抵消隨著時間光源強(qiáng)度的任何改變。
3.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述光纖元件可以被自由空間等效物代替。
4.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述微處理器基于通過所述平衡檢波器測量的電壓信號峰值和從可調(diào)整的顯微鏡載臺接收的定位反饋產(chǎn)生用于移動所述可調(diào)整的顯微鏡載臺的位置的命令，以獲得需要的光學(xué)聚焦。
5.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，為了使得所述樣品和所述顯微鏡物鏡之間保持特定距離，所述微處理器連續(xù)監(jiān)控電壓信號并且產(chǎn)生用于移動所述可調(diào)整的顯微鏡載臺的位置的命令。
6.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述微處理器連續(xù)監(jiān)控所述電壓信號并且尋找所述樣品和所述顯微鏡物鏡之間的距離的改變，以使得來自所述檢波器的所述電壓最大化或者將電壓值保持在特定點(diǎn)。
7.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述微處理器基于來自所述平衡檢波器的模擬電壓信號確定所述樣品的位置，然后控制所述可調(diào)整的顯微鏡載臺的位置以保持聚焦。
8.ー種自動聚焦裝置，其特征在于，包括 光源； 光纖環(huán)形器，具有第一端ロ、第二端ロ和第三端ロ ；其中在所述光纖環(huán)形器中的光信號僅從所述第一端ロ傳播到所述第二端ロ以及從所述第二端ロ傳播到所述第三端ロ ；其中所述光纖環(huán)形器在第一端ロ處稱合到所述光源輸出的光信號； 光準(zhǔn)直儀，用于將來自所述光纖環(huán)形器的所述第二端ロ輸出的光通過分色鏡和顯微鏡物鏡導(dǎo)向到樣品上，其中所述樣品被放置于可調(diào)整的顯微鏡載臺上； 光電ニ極管檢測器，用于將從放置所述樣品的基片反射離開的光信號轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號，其中，所述反射光信號被所述顯微鏡物鏡捕獲，并且通過所述分色鏡、所述光準(zhǔn)直儀，再從所述光纖環(huán)形器的所述第二端ロ輸入并且從所述光纖環(huán)形器的所述第三端ロ輸出，從而被發(fā)送到光電ニ極管檢測器；以及微處理器，用于處理來自所述光電ニ極管檢測器的所述模擬電壓信號。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述光源的光強(qiáng)度的改變的時間過程比所述可調(diào)整的顯微鏡載臺的移動的時間周期更長。
10.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述微處理器基于通過所述光電ニ極管檢測器測量的電壓信號峰值產(chǎn)生用于移動所述可調(diào)整的顯微鏡載臺的位置的命令，以獲得需要的光學(xué)聚焦。
11.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，為了使得所述樣品和所述顯微鏡物鏡之間 保持特定距離，所述微處理器連續(xù)監(jiān)控所述電壓信號并且產(chǎn)生用于移動所述可調(diào)整的顯微鏡載臺的位置的命令。
12.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，為了使得所述樣品和所述顯微鏡物鏡之間保持特定距離，所述微處理器連續(xù)監(jiān)控所述電壓信號并且產(chǎn)生用于移動所述物鏡的位置的命令。
13.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述微處理器基于來自所述光電ニ極管檢測器的模擬電壓信號和從所述可調(diào)整的顯微鏡載臺接收的定位反饋確定所述樣品的位置。
14.ー種用于自動操作自動聚焦裝置的方法，其特征在于，所述方法包括 向分束器照射光束，用于將所述光束分成光信號的第一部分和光信號的第二部分； 將所述光信號的第一部分輸入到平衡檢波器中； 將在光纖環(huán)形器的第一端ロ與所述光信號的第二部分耦合，在第二端ロ與光準(zhǔn)直儀耦合，在第三端ロ與平衡檢波器耦合，其中在所述光纖環(huán)形器中的光信號僅從所述第一端ロ傳播到所述第二端ロ以及從所述第二端ロ傳播到所述第三端ロ ； 所述光準(zhǔn)直儀將來自所述光纖環(huán)形器的所述第二端ロ的光束通過分色鏡和顯微鏡物鏡導(dǎo)向到樣品上，其中所述樣品被放置于可調(diào)整的顯微鏡載臺上； 通過所述顯微鏡物鏡捕獲反射光束信號，并且通過所述光準(zhǔn)直儀、且從所述光纖環(huán)形器的第二端ロ輸入、從所述光纖環(huán)形器的所述第三端ロ輸出，將反射光束信號發(fā)送到所述平衡檢波器； 通過所述平衡檢波器將從放置所述樣品的基片反射離開的所述光信號轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號；以及 對所述平衡檢波器的輸出進(jìn)行處理，以便允許所述樣品和物鏡之間的希望的間隔得到保持。
15.如權(quán)利要求14所述的方法,其特征在于,進(jìn)ー步包括用所述光信號的第一部分分離所述反射光信號，從而抵消隨著時間光源強(qiáng)度的任何改變。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在干，進(jìn)ー步包括基于通過所述平衡檢波器測量的電壓信號峰值產(chǎn)生用于移動所述可調(diào)整的顯微鏡載臺的位置的命令，以便獲得希望的光學(xué)聚焦。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在干，進(jìn)ー步包括連續(xù)監(jiān)控所述電壓信號并且產(chǎn)生用于移動所述可調(diào)整的顯微鏡載臺的位置的命令，以便保持所述樣品和所述顯微鏡物鏡之間特定距離。
18.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在干，進(jìn)ー步包括基于來自所述平衡檢波器的所述模擬電壓信號和從所述可調(diào)整的顯微鏡載臺接收的定位反饋以確定所述樣品的位置。
19.ー種用于自動操作自動聚焦裝置的方法，其特征在于，該方法包括 將光纖環(huán)形器的第一端ロ與光源輸出的光信號耦合，在第二端ロ耦合與光準(zhǔn)直儀，在第三端ロ耦合與光電ニ極管檢測器，其中所述光纖環(huán)形器中的所述光信號僅從所述第一端ロ傳播到所述第二端ロ以及從所述第二端ロ傳播到所述第三端ロ； 由所述光準(zhǔn)直儀將來自所述光纖環(huán)形器的所述第二端ロ的光束通過分色鏡和顯微鏡物鏡導(dǎo)向到樣品上，其中所述樣品被放置于可調(diào)整的顯微鏡載臺上； 通過所述顯微鏡物鏡捕獲反射光束信號，并且通過所述光準(zhǔn)直儀、且從所述光纖環(huán)形器的所述第二端ロ輸入、從所述光纖環(huán)形器的所述第三端ロ輸出，將反射光束信號發(fā)送到所述光電ニ極管檢測器； 通過所述光電ニ極管檢測器將從放置樣品的基片反射離開的所述光信號轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號；以及 處理所述光電ニ極管檢測器的輸出。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，其中所述光源的光強(qiáng)度的改變的時間過程比所述可調(diào)整的顯微鏡載臺的移動的時間周期更長。
21.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在干，進(jìn)ー步包括基于通過所述光電ニ極管探測器測量的電壓信號的峰值產(chǎn)生用于移動所述可調(diào)整的顯微鏡載臺的位置的命令，以便獲得希望的光學(xué)聚焦。
22.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在干，進(jìn)ー步包括連續(xù)監(jiān)控所述電壓信號并且產(chǎn)生用于移動所述可調(diào)整的顯微鏡載臺的位置的命令，以便保持所述樣品和所述顯微鏡物鏡之間的特定距離。
23.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在干，進(jìn)ー步包括基于來自所述光電ニ極管檢測器的所述模擬電壓信號來確定所述樣品的位置。
全文摘要
一種自動聚焦裝置，在一個實(shí)施例中，包括光源、分束器、光纖環(huán)形器、光準(zhǔn)直儀、平衡檢波器和微處理器。光纖環(huán)形器與分束光信號的一部分在第一端口耦合，與光準(zhǔn)直儀在第二端口耦合，與平衡檢波器在第三端口耦合。光準(zhǔn)直儀將來自光纖環(huán)形器的光束通過分色鏡和顯微鏡物鏡直接導(dǎo)向到樣品上。平衡檢波器利用分束光信號的另一部分作為輸入，并且將從放置樣品的基片反射離開的光信號轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號。微處理器處理平衡檢波器的輸出以及來自可調(diào)整的顯微鏡載臺的定位反饋以產(chǎn)生用于移動可調(diào)整的顯微鏡載臺的位置的命令從而達(dá)到需要的聚焦。
文檔編號G01M11/00GK102640030SQ201080055242
公開日2012年8月15日 申請日期2010年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月16日
發(fā)明者杰弗里·S·布魯克 申請人:索雷博股份有限公司