相關(guān)申請(qǐng)

本申請(qǐng)涉及2013年4月30日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)no.61/817,869。

本發(fā)明涉及用于細(xì)胞生物學(xué)和其他類(lèi)似研究的自動(dòng)和半自動(dòng)顯微鏡，并且特別涉及高內(nèi)涵篩選顯微鏡成像系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

研究人員可以在高內(nèi)涵篩選(hcs)過(guò)程中使用顯微鏡成像系統(tǒng)來(lái)獲得顯微鏡樣品的圖像。樣品保持器(例如，微量滴定板、載玻片、盤(pán)等)可在篩選過(guò)程中支撐顯微鏡樣品。自動(dòng)顯微鏡成像系統(tǒng)可以包括物鏡，其耦接到諸如電荷耦合器件(ccd)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(cmos)芯片的電子成像裝置，以產(chǎn)生顯微鏡樣品的圖像?？梢哉{(diào)節(jié)物鏡相對(duì)于樣品保持器的位置以將顯微鏡樣品帶入成像裝置上的焦點(diǎn)。

顯微鏡樣品可以停留在樣品保持器的上表面上的各種測(cè)量地點(diǎn)(例如，凹陷部(well))。由此，顯微鏡成像系統(tǒng)的物鏡可以定位在相對(duì)于樣品保持器的頂部或底部的焦點(diǎn)位置，以便獲得顯微鏡樣品的對(duì)焦圖像。然而，樣品保持器在厚度和彎曲程度上的變化可能會(huì)阻礙一定范圍的測(cè)量地點(diǎn)的精確聚焦。結(jié)果，可能需要在每個(gè)測(cè)量地點(diǎn)校正物鏡的焦點(diǎn)位置，以便獲得所有測(cè)量地點(diǎn)的各自的對(duì)焦圖像。因?yàn)楦邇?nèi)涵篩選可以使數(shù)百或數(shù)千個(gè)測(cè)量樣品成像，所以一些顯微鏡成像系統(tǒng)可以構(gòu)造為在每個(gè)測(cè)量地點(diǎn)自動(dòng)執(zhí)行聚焦維持。

為了提高成像的效率，多個(gè)成像裝置可以用于使多個(gè)凹陷部并行(即，同時(shí))成像。然而，使多個(gè)成像裝置中的每一個(gè)的物鏡聚焦所需的時(shí)間可以消除可以從并行成像中得到的任何效率。此外，單獨(dú)使每個(gè)物鏡聚焦也可能會(huì)增加成像系統(tǒng)的復(fù)雜性。

因此，需要在高內(nèi)涵篩選顯微鏡成像系統(tǒng)中使用并行操作的成像裝置來(lái)生成多個(gè)測(cè)量地點(diǎn)的對(duì)焦圖像的改進(jìn)的系統(tǒng)和方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

提供了一種在顯微鏡成像系統(tǒng)中生成樣品保持器的測(cè)量地點(diǎn)的對(duì)焦圖像的方法。將聚焦光學(xué)器件陣列和相機(jī)傳感器定位在距離樣品保持器的第一焦距處。使用相機(jī)傳感器采集測(cè)量地點(diǎn)的第一圖像。根據(jù)第一圖像得出與相機(jī)傳感器相關(guān)聯(lián)的候選輸出圖像。聚焦光學(xué)器件陣列和相機(jī)傳感器定位在距離樣品保持器的第二焦距處，并使用相機(jī)傳感器采集測(cè)量地點(diǎn)的第二圖像。根據(jù)選擇標(biāo)準(zhǔn)用第二圖像的一部分更新候選輸出圖像的一部分。發(fā)送更新后的候選圖像。

還提供了一種用于采集樣品保持器的多個(gè)測(cè)量地點(diǎn)的對(duì)焦圖像的顯微鏡成像系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含相機(jī)傳感器、聚焦光學(xué)器件陣列、運(yùn)動(dòng)控制器、運(yùn)動(dòng)控制模塊。運(yùn)動(dòng)控制器將聚焦光學(xué)器件陣列和相機(jī)傳感器相對(duì)于樣品保持器定位。與相機(jī)傳感器以及運(yùn)動(dòng)控制器或采集系統(tǒng)控制器之一相關(guān)聯(lián)的預(yù)處理模塊接收?qǐng)D像。運(yùn)動(dòng)控制器將聚焦光學(xué)器件陣列和相機(jī)傳感器定位在距離樣品保持器的多個(gè)距離處，以從中采集多個(gè)圖像，其中在多個(gè)距離中的各自的一個(gè)距離處采集多個(gè)圖像中的每一個(gè)。預(yù)處理模塊根據(jù)多個(gè)圖像得出與相機(jī)傳感器相關(guān)聯(lián)的對(duì)焦圖像。

附圖說(shuō)明

圖1是并行圖像采集系統(tǒng)的示意圖；

圖2是示出可以在圖1的并行圖像采集系統(tǒng)中使用的聚焦光學(xué)器件的組件的分解圖；

圖3是圖1的成像裝置的相機(jī)陣列和樣品保持器的分解圖；

圖4a至圖4c是用于一些實(shí)施例的預(yù)處理模塊與圖1的并行圖像采集系統(tǒng)的各元件的關(guān)聯(lián)的分解圖；以及

圖5是由并行圖像采集系統(tǒng)進(jìn)行的用以并行得出對(duì)焦圖像的處理的流程圖。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1，用于使測(cè)試板并行成像的系統(tǒng)100包含相機(jī)傳感器102(其具有內(nèi)置預(yù)處理單元)、運(yùn)動(dòng)控制模塊104、相機(jī)控制模塊106、聚焦光學(xué)器件陣列108以及控制器110。如下文進(jìn)一步描述的，聚焦光學(xué)器件陣列108可以包括以二維模式布置在保持器上的聚焦光學(xué)器件。

在操作期間，聚焦光學(xué)器件陣列108和相機(jī)傳感器102定位在要被成像的樣品保持器的下方。在一些實(shí)施例中，聚焦光學(xué)器件陣列和相機(jī)傳感器最初被定位成使得聚焦光學(xué)器件陣列定位在樣品保持器的凹陷部或凹陷部的一部分的下方?？刂破?10指示運(yùn)動(dòng)控制模塊104將相機(jī)傳感器102移動(dòng)到初始位置，使得相機(jī)傳感器102距離樣品保持器的底部至少為預(yù)定的初始距離。在一些實(shí)施例中，預(yù)定的初始距離為從相機(jī)傳感器102的頂表面測(cè)量至樣品保持器的底表面或頂表面。在其他實(shí)施例中，預(yù)定的初始距離為從與相機(jī)傳感器102中特定的相機(jī)相關(guān)聯(lián)的物鏡的頂表面測(cè)量至樣品保持器的底表面或頂表面。建立預(yù)定的初始距離的其他方式對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員將是顯而易見(jiàn)的。

然后，控制器110指示相機(jī)控制模塊106致動(dòng)相機(jī)傳感器102以從其獲得第一候選圖像。所述圖像作為設(shè)置在與預(yù)處理模塊相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器中的候選輸出圖像被存儲(chǔ)。在一些實(shí)施例中，將候選圖像提供給相機(jī)控制模塊并存儲(chǔ)在與相機(jī)控制模塊相關(guān)聯(lián)的存儲(chǔ)器中。在一些實(shí)施例中，相機(jī)控制模塊將候選圖像提供給采集系統(tǒng)控制器110。

采集系統(tǒng)控制器110隨后指示運(yùn)動(dòng)控制模塊104將聚焦光學(xué)器件陣列108和相機(jī)傳感器102移動(dòng)至用于向上調(diào)整焦點(diǎn)的預(yù)定增量距離。在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)定增量距離是根據(jù)聚焦光學(xué)器件陣列的景深確定的。例如，預(yù)定增量距離可以基本上與這樣的景深或景深的分?jǐn)?shù)倍相同。采集系統(tǒng)控制器110指示相機(jī)控制模塊106致動(dòng)相機(jī)傳感器102以采集另一組圖像。在一些實(shí)施例中，該另外的圖像也提供給相機(jī)控制模塊106。在一些實(shí)施例中，相機(jī)控制模塊將該另外的圖像提供給采集系統(tǒng)控制器110。

相機(jī)傳感器102使用預(yù)定義的選擇標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定候選圖像的任何部分是否應(yīng)該被更新為另外的圖像的對(duì)應(yīng)部分。這樣的選擇標(biāo)準(zhǔn)可以包括：另外的圖像的所述部分與候選圖像的對(duì)應(yīng)部分相比是否具有更高的強(qiáng)度值、更低的強(qiáng)度值、更高的梯度、更好的聚焦等。如果滿(mǎn)足該選擇標(biāo)準(zhǔn)，則用另外的圖像的對(duì)應(yīng)部分替代候選圖像的所述部分。在一個(gè)實(shí)施例中，具有預(yù)處理模塊的相機(jī)傳感器將成像裝置采集的另外的圖像的每個(gè)像素和與這一成像裝置相關(guān)聯(lián)的候選輸出圖像的對(duì)應(yīng)像素相比較。如果另外的圖像的像素具有比候選輸出圖像中的對(duì)應(yīng)像素更好的聚焦，則用聚焦圖像中的像素的強(qiáng)度值替代與候選輸出圖像中的像素相關(guān)聯(lián)的強(qiáng)度值。在一個(gè)實(shí)施例中，如果第一像素和其直接相鄰的像素之間的對(duì)比度比第二像素和其直接相鄰的像素之間的對(duì)比度更大，則第一像素具有比第二像素更好的聚焦。在一些實(shí)施例中，可以通過(guò)計(jì)算像素和其每個(gè)直接相鄰的像素之間的強(qiáng)度差的平均值來(lái)估計(jì)該像素和其直接相鄰的像素之間的對(duì)比度。在一些實(shí)施例中，如果另外的圖像的像素具有比候選輸出圖像的對(duì)應(yīng)像素更高的強(qiáng)度值，則用另外的圖像的像素的強(qiáng)度值替代候選圖像的像素的強(qiáng)度值。如果圖像是發(fā)熒光的樣品，則這樣的實(shí)施例可以是有用的。在其他實(shí)施例中，如果另外的圖像的像素具有比候選輸出圖像的對(duì)應(yīng)像素更低的強(qiáng)度值，則用另外的圖像的像素的強(qiáng)度值替代候選圖像的像素的強(qiáng)度值。

在另一實(shí)施例中，將另外的圖像的像素的強(qiáng)度值加到候選圖像的對(duì)應(yīng)像素的強(qiáng)度值中。由這樣的實(shí)施例產(chǎn)生的圖像對(duì)于量化樣品中存在的熒光材料的量是有用的?？梢允褂脤?duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的得出(develop)候選輸出圖像的其他方式。

然后采集系統(tǒng)控制器110指示運(yùn)動(dòng)控制模塊104來(lái)使調(diào)節(jié)焦點(diǎn)的聚焦光學(xué)器件陣列108和相機(jī)傳感器102移動(dòng)至與預(yù)定的間隔距離相同的位置。采集系統(tǒng)控制器110隨后指示相機(jī)控制模塊106致動(dòng)相機(jī)傳感器102以采集又一圖像。所述又一圖像按照如上所述被處理以更新包含候選輸出圖像的圖像。以這種方法操作并行圖像采集系統(tǒng)100，直到聚焦光學(xué)器件陣列108和相機(jī)傳感器102的焦點(diǎn)位置已經(jīng)朝向樣品保持器遍歷了預(yù)定范圍。在一些實(shí)施例中，這樣的預(yù)定范圍可以是基于樣品保持器的底表面的彎曲程度的預(yù)期變化或其他變化。在一些實(shí)施例中，樣品保持器的制造商可以提供關(guān)于這種預(yù)期變化的信息。在其他實(shí)施例中，通過(guò)測(cè)量一個(gè)或多個(gè)樣品保持器可以使這種預(yù)期變化顯露出來(lái)。在一些實(shí)施例中，所述預(yù)定范圍在約50mm和約500mm之間。建立所述預(yù)定范圍的其他方式對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。

在一些實(shí)施例中，在聚焦光學(xué)器件陣列108和相機(jī)傳感器102的已經(jīng)朝向樣品保持器遍歷預(yù)定范圍之后，控制器110指示相機(jī)傳感器提供對(duì)焦圖像。在一些實(shí)施例中，相機(jī)控制器從其自身的存儲(chǔ)器中檢索對(duì)焦圖像。相機(jī)控制器提供對(duì)焦預(yù)處理模塊418以提供作為并行圖像采集系統(tǒng)100的對(duì)焦輸出圖像的候選輸出圖像。對(duì)焦輸出圖像可以被提供給與系統(tǒng)100相關(guān)聯(lián)的圖像存儲(chǔ)子系統(tǒng)和/或圖像處理與測(cè)量子系統(tǒng)。在一些情況下，控制器110可以將一組對(duì)焦輸出圖像(例如，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或通信信道)發(fā)送到單獨(dú)的系統(tǒng)以進(jìn)行進(jìn)一步處理。在一些實(shí)施例中，預(yù)處理模塊418將候選輸出圖像從預(yù)處理模塊418的存儲(chǔ)器中清除。

在一些實(shí)施例中，將包含感興趣的樣品地點(diǎn)的每個(gè)圖像的僅部分從相機(jī)傳感器102提供給相機(jī)控制模塊106。在一些實(shí)施例中，這些部分將對(duì)應(yīng)于樣品保持器中的個(gè)別樣品。在一些實(shí)施例中，每個(gè)部分是提供給相機(jī)控制模塊并之后提供給采集系統(tǒng)控制器110的獨(dú)立的圖像。在一些實(shí)施例中，將整個(gè)圖像或該圖像的一個(gè)連續(xù)部分從相機(jī)傳感器提供給相機(jī)控制模塊。在一些實(shí)施例中，僅將每個(gè)圖像的包含感興趣的樣品地點(diǎn)的部分提供給采集系統(tǒng)控制器110。在另外的一些實(shí)施例中，將整個(gè)圖像提供給采集系統(tǒng)控制器，然而在一些實(shí)施例中，僅每個(gè)圖像的包括感興趣的樣品地點(diǎn)的部分將由采集系統(tǒng)控制器存儲(chǔ)或處理。

此外，采集系統(tǒng)控制器110指示運(yùn)動(dòng)控制模塊104將聚焦光學(xué)器件陣列108和相機(jī)傳感器102從樣品保持器移開(kāi)，直到聚焦光學(xué)器件陣列108和相機(jī)傳感器102與樣品保持器之間的距離基本等于預(yù)定的初始距離。采集系統(tǒng)控制器110隨后指示運(yùn)動(dòng)控制模塊104在平行于樣品保持器的方向上移動(dòng)聚焦光學(xué)器件陣列108和相機(jī)傳感器102在基本，使得相機(jī)陣列102的成像裝置被定位在未被成像的另一測(cè)量地點(diǎn)的下方。在一些實(shí)施例中，如果成像裝置的視野小于凹陷部，則另一測(cè)量地點(diǎn)可以是剛被采集的凹陷部的另一部分。采集系統(tǒng)控制器110指示運(yùn)動(dòng)控制模塊104和相機(jī)控制模塊106。用這種方式得出另外的對(duì)焦輸出圖像組，直到使樣品保持器的所有測(cè)量地點(diǎn)都已經(jīng)成像。

在一些實(shí)施例中，不是逐個(gè)像素地更新每個(gè)候選輸出圖像，而是通過(guò)相機(jī)傳感器執(zhí)行的預(yù)處理來(lái)比較采集的圖像的焦點(diǎn)和對(duì)應(yīng)的候選輸出圖像的焦點(diǎn)。如果采集的圖像的焦點(diǎn)被評(píng)估為更好，則用采集的圖像替代對(duì)應(yīng)的候選輸出圖像。可以例如通過(guò)在圖像上應(yīng)用梯度或邊緣檢測(cè)濾光器并生成梯度或檢測(cè)到的邊緣的平均值來(lái)評(píng)估圖像的焦點(diǎn)。評(píng)估圖像的焦點(diǎn)或比較兩個(gè)圖像的焦點(diǎn)的其他方式對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的。而且，應(yīng)當(dāng)顯而易見(jiàn)的是，候選圖像的一部分(該部分比一個(gè)像素大且比整個(gè)候選圖像小)可與來(lái)自另外的圖像的對(duì)應(yīng)部分進(jìn)行比較以更新候選圖像。

在并行圖像采集系統(tǒng)100的一些實(shí)施例中，聚焦光學(xué)器件陣列108和相機(jī)傳感器102保持固定，并且運(yùn)動(dòng)控制模塊104使樣品保持器相對(duì)于聚焦光學(xué)器件陣列和相機(jī)傳感器移動(dòng)。在另外的實(shí)施例中，運(yùn)動(dòng)控制模塊104使樣品保持器和聚焦光學(xué)器件陣列108與相機(jī)傳感器102移動(dòng)。例如，運(yùn)動(dòng)控制模塊104可以通過(guò)增大或減小相機(jī)傳感器和聚焦光學(xué)器件陣列與樣品保持器之間的距離使相機(jī)傳感器與聚焦光學(xué)器件陣列移動(dòng)并在平行于它們的方向上移動(dòng)樣品保持器以使樣品保持器上的各個(gè)測(cè)量地點(diǎn)能夠成像。能夠使聚焦光學(xué)器件陣列108和相機(jī)傳感器102與樣品保持器之間相對(duì)移動(dòng)的其他方式對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的。

在一些實(shí)施例中，運(yùn)動(dòng)控制模塊104可以移動(dòng)或調(diào)節(jié)聚焦光學(xué)器件陣列而不是移動(dòng)相機(jī)傳感器或樣品保持器。

參照?qǐng)D2和圖3，成像裝置204包含圖像采集電子器件402，其包括例如ccd或cmos芯片以及相關(guān)聯(lián)的電子器件。一個(gè)或多個(gè)濾光器404和/或透鏡406設(shè)置在樣品保持器200和圖像采集電子器件402之間的光路中。諸如發(fā)光二極管(led)的光源408也可以設(shè)置在圖像采集電子器件402和樣品保持器200之間。光源408被設(shè)置成使得光源408不干擾樣品保持器200和圖像采集電子器件402之間的光路。在操作期間，由光源408發(fā)射的光被待成像的測(cè)量地點(diǎn)202反射、穿過(guò)透鏡406和濾光器404、并由圖像采集電子器件402感測(cè)。在其他實(shí)施例中，由光源408發(fā)射的光激勵(lì)測(cè)量地點(diǎn)202處的樣品的熒光分子。由這種熒光分子響應(yīng)于這種激勵(lì)而發(fā)射的光穿過(guò)透鏡406和濾光器404，并由圖像采集電子器件402感測(cè)。

在一些實(shí)施例中，另一光源416可以被設(shè)置成使得樣品保持器200在另一光源416和圖像采集電子器件402之間。來(lái)自另一光源416的光透射通過(guò)設(shè)置在待成像的測(cè)量地點(diǎn)202處的樣品保持器200中的樣品、透射通過(guò)透鏡406和濾光器404，并由圖像采集電子器件402感測(cè)。在一些應(yīng)用中，只有光源408可以用于照亮設(shè)置在樣品保持器200中的樣品。在其他應(yīng)用中，只有來(lái)自于另一光源416的光可以用于照亮這樣的測(cè)量地點(diǎn)。在另外的應(yīng)用中，來(lái)自于光源408和另一光源416的光可以同時(shí)或者分別用于照亮這樣的測(cè)量地點(diǎn)。在一些實(shí)施例中，如果來(lái)自于光源408和另一光源416的光分別用于使特定的測(cè)量地點(diǎn)202成像，則使用光源408得出第一組對(duì)焦輸出圖像。

在一些實(shí)施例中，每當(dāng)聚焦光學(xué)器件陣列和相機(jī)傳感器102被重新定位以開(kāi)發(fā)出多個(gè)圖像通道時(shí)，相機(jī)控制模塊106可以指示相機(jī)傳感器102采集測(cè)量地點(diǎn)的多個(gè)圖像。例如，當(dāng)光源408照亮測(cè)量地點(diǎn)時(shí)可以開(kāi)發(fā)一個(gè)通道，且當(dāng)光源416照亮測(cè)量地點(diǎn)時(shí)可以開(kāi)發(fā)另一個(gè)通道。在一些實(shí)施例中，光源408(或光源416)可能能夠產(chǎn)生不同波長(zhǎng)的光。在這些情況下，利用每個(gè)這種波長(zhǎng)的光照亮樣品并且獲得與這種波長(zhǎng)的光相關(guān)聯(lián)的圖像通道。例如，光源408可以包含多個(gè)led，其中每個(gè)led發(fā)射一種特定顏色的光。相機(jī)控制模塊106可以針對(duì)獲得的每個(gè)圖像通道致動(dòng)這些led中的一個(gè)或這些led的組合。在一些實(shí)施例中，濾光器404可以包含一個(gè)或更多的子濾光器，其中每個(gè)子濾光器允許一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)的光穿過(guò)。運(yùn)動(dòng)控制模塊104可以在獲得圖像通道之前將每個(gè)子濾光器定位在測(cè)量地點(diǎn)和與該測(cè)量地點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的相機(jī)采集裝置之間的光路中。用這種方式，可以產(chǎn)生用于每一個(gè)這樣的子濾光器的圖像通道。在一些實(shí)施例中，針對(duì)每個(gè)通道得出與測(cè)量地點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的輸出圖像。在其他實(shí)施例中，將所述通道組合起來(lái)以產(chǎn)生一個(gè)輸出圖像。在一些實(shí)施例中，針對(duì)每個(gè)測(cè)量地點(diǎn)獲得2至6個(gè)圖像通道。

在一個(gè)實(shí)施例中，圖像采集電子器件402生成的圖像數(shù)據(jù)在相機(jī)傳感器上進(jìn)行預(yù)處理。通過(guò)接口410將成像裝置的圖像數(shù)據(jù)提供給附加的預(yù)處理模塊418。附加的預(yù)處理模塊418通過(guò)接口412將所述附加的預(yù)處理模塊418得出的輸出圖像組發(fā)送至其他系統(tǒng)(未示出)。接口410和接口412可以根據(jù)以下接口：通用串行總線(xiàn)(usb)接口、接口或ieee1394接口、接口或?qū)τ诒绢I(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的任何其他接口。在一個(gè)實(shí)施例中，實(shí)現(xiàn)接口410和接口412的全部或部分的電子器件以及預(yù)處理模塊在單板計(jì)算機(jī)414上實(shí)現(xiàn)。

再次參照?qǐng)D3，濾光器404可以設(shè)置在濾光器保持器500上，透鏡406可以設(shè)置在透鏡保持器502上，且光源408可以設(shè)置在光源保持器504上。用這種方式，濾光器500、透鏡406和光源408可以根據(jù)設(shè)置在被成像的測(cè)量地點(diǎn)204處的樣品而容易地與所需的其它濾光器406、透鏡406和/或光源408互換。

應(yīng)當(dāng)顯而易見(jiàn)的是：濾光器保持器500、透鏡保持器502和光源保持器504相對(duì)于彼此的設(shè)置順序可以改變。在一些實(shí)施例中，透鏡保持器502可以設(shè)置在樣品保持器200和濾光器保持器500之間。在其他實(shí)施例中，濾光器保持器500可以設(shè)置在樣品保持器200和透鏡保持器502之間。在一些情況下，透鏡保持器502和光源保持器504可以設(shè)置成使得來(lái)自于光源408的光在到達(dá)樣品保持器200之前穿過(guò)透鏡406。在其他情況下，濾光器保持器500、透鏡保持器502和光源保持器504可以設(shè)置成使得來(lái)自于光源408的光在到達(dá)樣品保持器200之前穿過(guò)濾光器404和透鏡406的兩者或其中之一。

對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)顯而易見(jiàn)的是：聚焦光學(xué)器件陣列108和相機(jī)傳感器102可以安裝在由一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)機(jī)506操作的x-y-z平臺(tái)上。可替代地，如上所述，樣品保持器200可以安裝在由電動(dòng)機(jī)506操作的x-y-z平臺(tái)上。

參照?qǐng)D5，流程圖600示出了由并行圖像采集系統(tǒng)100進(jìn)行的用以并行得出一組對(duì)焦輸出圖像的示例步驟。在步驟602中，運(yùn)動(dòng)控制模塊104相對(duì)于樣品保持器200定位相機(jī)傳感器102使得設(shè)置在聚焦光學(xué)器件陣列上的成像裝置204與樣品保持器200的測(cè)量地點(diǎn)對(duì)齊。在步驟604中，運(yùn)動(dòng)控制模塊104相對(duì)于樣品保持器200定位聚焦光學(xué)器件陣列108和相機(jī)傳感器102，使得樣品保持器200與聚焦光學(xué)器件陣列108和相機(jī)傳感器102之間的距離基本上等于預(yù)定的初始距離。在步驟606中，相機(jī)控制模塊通過(guò)致動(dòng)光源408和光源416兩者或其中之一來(lái)照亮測(cè)量地點(diǎn)202。如上所述，在一些實(shí)施例中，光源408可以發(fā)射激勵(lì)設(shè)置在測(cè)量地點(diǎn)202處的樣品以及導(dǎo)致這種樣品的熒光的光。在步驟608中，相機(jī)控制模塊106指示相機(jī)傳感器102采集圖像。如果所述系統(tǒng)100要捕獲如上所述的多個(gè)圖像通道，則在步驟608中在不改變相機(jī)傳感器102相對(duì)于樣品板200的位置的情況下捕獲所有圖像通道。

在步驟610中，相機(jī)傳感器如上所述地處理所述圖像并更新與該裝置相關(guān)聯(lián)的候選輸出圖像。

然后在步驟612中，控制器110確定聚焦光學(xué)器件陣列108和相機(jī)傳感器102是否已經(jīng)遍歷了預(yù)定范圍。如果聚焦光學(xué)器件陣列108和相機(jī)傳感器102沒(méi)有遍歷預(yù)定范圍，則在步驟614中，運(yùn)動(dòng)控制模塊104將聚焦光學(xué)器件陣列108和相機(jī)傳感器102朝著樣品保持器200(即，在平行于z軸的方向)移動(dòng)等于預(yù)定增量距離的距離。之后，并行圖像采集系統(tǒng)100行進(jìn)至步驟606。

如果在步驟612中，控制器110確定已經(jīng)遍歷了預(yù)定范圍，則控制器110指示相機(jī)傳感器。在下一步中(步驟616)，控制器指示相機(jī)控制模塊通過(guò)接口412發(fā)送更新的候選圖像。

在步驟618中，控制器110確定是否樣品保持器200的所有測(cè)量地點(diǎn)202已經(jīng)被成像。如果是這樣，則并行圖像采集系統(tǒng)100退出。否則，在步驟620中，運(yùn)動(dòng)控制模塊104相對(duì)于樣品保持器200定位聚焦光學(xué)器件陣列108和相機(jī)傳感器102使得成像裝置204與沒(méi)有被成像的測(cè)量地點(diǎn)202對(duì)齊(即，將聚焦光學(xué)器件陣列108和相機(jī)傳感器102分別平行于x軸和y軸移動(dòng)距離δx和δy)。然后并行圖像采集系統(tǒng)100行進(jìn)至步驟604，以使這樣的地點(diǎn)成像。

應(yīng)當(dāng)理解并認(rèn)識(shí)到：關(guān)于圖1至圖5描述的模塊、處理、子處理和處理步驟中的一個(gè)或多個(gè)可以由一個(gè)或多個(gè)電子器件或數(shù)字控制裝置上的硬件、軟件或硬件與軟件的組合來(lái)執(zhí)行。軟件可以存在于合適的電子處理組件或系統(tǒng)(例如，圖1至圖4中示意性地描繪的功能系統(tǒng)、控制器、裝置、組件、模塊或子模塊中的一個(gè)或多個(gè))的軟件存儲(chǔ)器(未示出)中。軟件存儲(chǔ)器可以包括用于實(shí)現(xiàn)邏輯功能(也就是說(shuō)，可以以諸如數(shù)字電路或源代碼的數(shù)字形式或者諸如模擬源(例如模擬電信號(hào)、聲信號(hào)或視頻信號(hào))的模擬形式實(shí)現(xiàn)的“邏輯”)的可執(zhí)行指令的有序列表。指令可以在處理模塊或控制器(例如，運(yùn)動(dòng)控制模塊104、相機(jī)控制模塊106、預(yù)處理模塊418、成像裝置204，這些包括例如一個(gè)或多個(gè)微處理器、通用處理器、處理器的組合、數(shù)字信號(hào)處理器(dsp)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(fpga)或?qū)Ｓ眉呻娐?asic))內(nèi)執(zhí)行。此外，示意圖描述了具有不受功能的架構(gòu)或物理布局限制的物理(硬件和/或軟件)實(shí)現(xiàn)方式的功能的邏輯劃分。本申請(qǐng)描述的示例系統(tǒng)可以以各種配置實(shí)現(xiàn)，并且在單個(gè)硬件/軟件單元或在單獨(dú)的硬件/軟件單元中作為硬件/軟件組件運(yùn)行。

所述可執(zhí)行的指令可以被實(shí)現(xiàn)為具有存儲(chǔ)在其中的指令的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，當(dāng)電子系統(tǒng)的處理模塊執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品時(shí)，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品指示電子系統(tǒng)執(zhí)行所述指令。計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可以選擇性地體現(xiàn)在任何非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，以由指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備(諸如基于電子計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)、包括處理器的系統(tǒng)或可以選擇性地從指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備取出指令并執(zhí)行指令的其他系統(tǒng))使用，或者與指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備相關(guān)聯(lián)。在本文檔的上下文中，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)是可以存儲(chǔ)供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備使用，或者與指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備相關(guān)聯(lián)的程序的任何非暫時(shí)性裝置。非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可選地可以為例如電子的、磁性的、光學(xué)的、電磁的、紅外的或半導(dǎo)體的系統(tǒng)、設(shè)備或裝置。非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的更具體示例的非詳盡列表包括：具有一個(gè)或多個(gè)電線(xiàn)的電連接(電子的)；便攜式電腦磁盤(pán)(磁性的)；隨機(jī)存取(即易失性)存儲(chǔ)器(電子的)；只讀存儲(chǔ)器(電子的)；例如，諸如閃存的可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(電子的)；例如，諸如cd-rom、cd-r、cd-rw的光盤(pán)存儲(chǔ)器(光學(xué)的)；以及數(shù)字通用光盤(pán)存儲(chǔ)器，即dvd(光學(xué)的)。注意，非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)甚至可以是打印有程序的紙張或其他合適的介質(zhì)，因?yàn)槌绦蚩梢越?jīng)由例如紙或其它介質(zhì)的光學(xué)掃描被電子地采集，然后被編譯、解譯或必要的話(huà)以其他方式處理，然后存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器或機(jī)器存儲(chǔ)器中。

也可以理解，在本文檔中使用的數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送意味著兩個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)、裝置、組件、模塊或子模塊能夠經(jīng)由在某種類(lèi)型的信號(hào)路徑上傳播的信號(hào)彼此通信。所述信號(hào)可以是通信信號(hào)、電力信號(hào)、數(shù)據(jù)信號(hào)、或能量信號(hào)，其可以沿著第一系統(tǒng)和第二系統(tǒng)之間、第一裝置和第二裝置之間、第一組件和第二組件之間、第一模塊和第二模塊之間或第一子模塊和第二子模塊之間的信號(hào)路徑將信息、電力或能量從第一系統(tǒng)、第一設(shè)備、第一組件、第一模塊或第一子模塊傳送到第二系統(tǒng)、第二設(shè)備、第二組件、第二模塊或第二子模塊。信號(hào)路徑可以包括物理的、電子的、磁性的、電磁的、電化學(xué)的、光學(xué)的、有線(xiàn)的或無(wú)線(xiàn)的連接。信號(hào)路徑也可以包括位于第一系統(tǒng)和第二系統(tǒng)之間、第一裝置和第二裝置之間、第一組件和第二組件之間、第一模塊和第二模塊之間或第一子模塊和第二子模塊之間的附加的系統(tǒng)、裝置、組件、模塊或子模塊。

參照?qǐng)D4a、圖4b和圖4c，圖像預(yù)處理模塊可以根據(jù)多個(gè)圖像得出對(duì)焦圖像。在一些實(shí)施例中(圖4a)，預(yù)處理模塊418與相機(jī)傳感器402相關(guān)聯(lián)。在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)處理器與傳感器相關(guān)聯(lián)，作為雙用途cmos傳感器和處理器。在一些實(shí)施例中(圖4b)，預(yù)處理模塊與相機(jī)控制器414相關(guān)聯(lián)。在一些實(shí)施例中，預(yù)處理模塊與采集系統(tǒng)控制器110相關(guān)聯(lián)(圖4c)。

工業(yè)實(shí)用性

鑒于上述描述，對(duì)本發(fā)明的大量修改對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。由此，本說(shuō)明書(shū)將被解釋為僅作為說(shuō)明性的，并且是為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制造和使用本發(fā)明的目的并教導(dǎo)實(shí)施本發(fā)明的最佳模式而呈現(xiàn)的。保留在所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有修改的專(zhuān)有權(quán)利。