专利名称：一种测序采图设备的自动聚焦系统及其方法
技术领域：
本发明涉及光学成像领域，更具体地说，涉及一种测序采图设备的自动聚焦系统及其方法。
背景技术：
测序采图设备用于对测序反应腔内的图像进行采集，便于后续的数据分析与处理。一种现有技术中，测序采图设备的自动聚焦系统包括显微镜、照相机和光源。该光源发出的光通过显微镜直接照射至测序反应腔内，照相机通过显微镜采集测序反应腔内的图像，其中，测序反应腔用于固定待测样品并提供发生测序反应场所。在本技术方案中光源发出的光直接射到测序反应腔内，光源发出的光未经过过滤，其中的干扰光会激发测序反应腔内的样品，使样品发出多种光，从而使采集的图像模糊不清，影响后续的数据分析与处理；同时，该方案的自动聚焦需通过肉眼来确定图像是否清晰，进而确认聚焦是否成功， 一方面由于人眼的误差，造成聚焦失败，另一方面浪费了人力资源。另一种现有技术中，测序采图设备的自动聚焦的方法为通过移动镜头， 采集多张图像，对采集到的每张图像进行清晰度评价；图像清晰度评价函数为
权利要求
1.一种测序采图设备的自动聚焦系统，其特征在于，包括图像采集装置、成像装置、滤光装置、激发光源、调距装置和分析装置；所述激发光源，位于滤光装置的一侧，用于提供激发光；所述滤光装置，位于成像装置的一侧，用于滤除激发光源发出的激发光中的干扰光，滤除干扰光的激发光达到测序反应腔；所述调距装置，位于成像装置的一侧，用于调节测序反应腔和成像装置之间的距离； 所述成像装置，用于对测序反应腔进行成像；所述图像采集装置，位于成像装置的一侧，用于通过成像装置采集图像；所述分析装置，与调距装置和图像采集装置连接，用于控制调距装置运行，并用于分析图像的清晰度，得最佳聚焦距离。
2.根据权利要求I所述的测序采图设备的自动聚焦系统，其特征在于，所述滤光装置包括多个具有滤光作用的滤光片。
3.根据权利要求I或2任一项所述的测序采图设备的自动聚焦系统，其特征在于，所述图像采集装置能将图像像素转换成数字信号，并存储该数字信号。
4.基于权利要求I至3任一项所述的测序采图设备的自动聚焦系统进行自动聚焦的方法，其特征在于，包括以下步骤A.激发光源发出的激发光通过滤光装置到达测序反应腔，成像装置成像后，图像采集装置采集成像装置所成的图像，得一张图像；B.调距装置调距，重复步骤A，得多张图像；C.分析装置过滤多张图像的干扰信号，利用信号分布曲线对采集的多张图像进行自动聚焦分析，得最佳聚焦距离；D.分析装置控制调距装置调节测序反应腔和成像装置之间的距离到最佳聚焦距离。
5.根据权利要求4所述的测序采图设备的自动聚焦的方法，其特征在于，所述步骤B包括以下步骤BI.调距装置以爬行长度Cr移动测序反应腔和/或成像装置，调节测序反应腔与成像装置之间的距离，也即调节焦距；B2.在每个焦距处利用图像采集装置采集测序反应腔内的图像；B3.得多张图像。
6.根据权利要求4或5所述的测序采图设备的自动聚焦的方法，其特征在于，所述步骤 C包括以下步骤Cl.分析装置过滤图像的干扰信号；C2.分析装置拟合多条信号分布曲线；CS.分析装置筛选信号分布曲线，得最佳信号分布曲线；C4.最佳信号分布曲线最高点对应一张图像的信号值，采集该图像时的位置即为最佳聚焦距离。
7.根据权利要求6所述的测序采图设备的自动聚焦的方法，其特征在于，所述步骤Cl 包括以下步骤Cll.分析装置利用多点聚焦过滤函数f(X，y)，过滤图像的干扰信号，得有用信号； C12.分析装置利用图像评价函数，对有用信号进行评价，得每张过滤后的图像的信号值。
8.根据权利要求7所述的测序采图设备的自动聚焦的方法，其特征在于，所述步骤C12 中，所述图像评价函数
9.根据权利要求7所述的测序采图设备的自动聚焦的方法，其特征在于，所述步骤Cll 中，所述多点聚焦过滤函数f (χ，y)，采用不同的步长或不同的阀值过滤干扰信号。
10.根据权利要求7所述的测序采图设备的自动聚焦的方法，其特征在于，所述步骤 C2，对步骤Cl中的多张图像利用相同步长和相同阈值过滤，得在相同步长和相同阈值下的多张图像的信号值，对多张图像的信号值进行拟合曲线，得一条信号分布曲线。
11.根据权利要求7所述的测序采图设备的自动聚焦的方法，其特征在于，所述步骤 C2，改变步骤Cl中的步长或阈值，对多张图像进行过滤，得多张图像的信号值，对多张图像的信号值进行拟合，得多条信号分布曲线。
12.根据权利要求6所述的测序采图设备的自动聚焦的方法，其特征在于，所述步骤C3 包括以下步骤C31.分析装置验证信号分布曲线是否符合正态分布；C32.分析装置利用曲线评价函数，对符合正态分布的信号分布曲线进行评价；C33.得最佳信号分布曲线。
13.根据权利要求12所述的测序采图设备的自动聚焦的方法，其特征在于，所述曲线评价函数为
全文摘要
本发明涉及光学成像领域，提供了一种测序采图设备的自动聚焦系统及其方法。所述系统包括图像采集装置、成像装置、滤光装置、激发光源、调距装置和分析装置。所述方法包括以下步骤A.激发光源发出的激发光通过滤光装置到达测序反应腔，成像装置成像后，图像采集装置采集成像装置所成的图像，得一张图像；B.调距装置调距，重复步骤A，得多张图像；C.分析装置过滤多张图像的干扰信号，利用信号分布曲线对采集的多张图像进行自动聚焦分析，得最佳聚焦距离；D.分析装置控制调距装置调节测序反应腔和成像装置之间的距离到最佳聚焦距离。上述系统和方法，使得测序采图设备聚焦更加精确。
文档编号G01N21/64GK102591100SQ20121007116
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月16日 优先权日2012年3月16日
发明者盛司潼 申请人:盛司潼