專利名稱：一種測序采圖設備的自動聚焦系統及其方法
技術領域：
本發明涉及光學成像領域，更具體地說，涉及一種測序采圖設備的自動聚焦系統及其方法。
背景技術：
測序采圖設備用于對測序反應腔內的圖像進行采集，便于后續的數據分析與處理。一種現有技術中，測序采圖設備的自動聚焦系統包括顯微鏡、照相機和光源。該光源發出的光通過顯微鏡直接照射至測序反應腔內，照相機通過顯微鏡采集測序反應腔內的圖像，其中，測序反應腔用于固定待測樣品并提供發生測序反應場所。在本技術方案中光源發出的光直接射到測序反應腔內，光源發出的光未經過過濾，其中的干擾光會激發測序反應腔內的樣品，使樣品發出多種光，從而使采集的圖像模糊不清，影響后續的數據分析與處理；同時，該方案的自動聚焦需通過肉眼來確定圖像是否清晰，進而確認聚焦是否成功， 一方面由于人眼的誤差，造成聚焦失敗，另一方面浪費了人力資源。另一種現有技術中，測序采圖設備的自動聚焦的方法為通過移動鏡頭， 采集多張圖像，對采集到的每張圖像進行清晰度評價；圖像清晰度評價函數為
權利要求
1.一種測序采圖設備的自動聚焦系統，其特征在于，包括圖像采集裝置、成像裝置、濾光裝置、激發光源、調距裝置和分析裝置；所述激發光源，位于濾光裝置的一側，用于提供激發光；所述濾光裝置，位于成像裝置的一側，用于濾除激發光源發出的激發光中的干擾光，濾除干擾光的激發光達到測序反應腔；所述調距裝置，位于成像裝置的一側，用于調節測序反應腔和成像裝置之間的距離； 所述成像裝置，用于對測序反應腔進行成像；所述圖像采集裝置，位于成像裝置的一側，用于通過成像裝置采集圖像；所述分析裝置，與調距裝置和圖像采集裝置連接，用于控制調距裝置運行，并用于分析圖像的清晰度，得最佳聚焦距離。
2.根據權利要求I所述的測序采圖設備的自動聚焦系統，其特征在于，所述濾光裝置包括多個具有濾光作用的濾光片。
3.根據權利要求I或2任一項所述的測序采圖設備的自動聚焦系統，其特征在于，所述圖像采集裝置能將圖像像素轉換成數字信號，并存儲該數字信號。
4.基于權利要求I至3任一項所述的測序采圖設備的自動聚焦系統進行自動聚焦的方法，其特征在于，包括以下步驟A.激發光源發出的激發光通過濾光裝置到達測序反應腔，成像裝置成像后，圖像采集裝置采集成像裝置所成的圖像，得一張圖像；B.調距裝置調距，重復步驟A，得多張圖像；C.分析裝置過濾多張圖像的干擾信號，利用信號分布曲線對采集的多張圖像進行自動聚焦分析，得最佳聚焦距離；D.分析裝置控制調距裝置調節測序反應腔和成像裝置之間的距離到最佳聚焦距離。
5.根據權利要求4所述的測序采圖設備的自動聚焦的方法，其特征在于，所述步驟B包括以下步驟BI.調距裝置以爬行長度Cr移動測序反應腔和/或成像裝置，調節測序反應腔與成像裝置之間的距離，也即調節焦距；B2.在每個焦距處利用圖像采集裝置采集測序反應腔內的圖像；B3.得多張圖像。
6.根據權利要求4或5所述的測序采圖設備的自動聚焦的方法，其特征在于，所述步驟 C包括以下步驟Cl.分析裝置過濾圖像的干擾信號；C2.分析裝置擬合多條信號分布曲線；CS.分析裝置篩選信號分布曲線，得最佳信號分布曲線；C4.最佳信號分布曲線最高點對應一張圖像的信號值，采集該圖像時的位置即為最佳聚焦距離。
7.根據權利要求6所述的測序采圖設備的自動聚焦的方法，其特征在于，所述步驟Cl 包括以下步驟Cll.分析裝置利用多點聚焦過濾函數f(X，y)，過濾圖像的干擾信號，得有用信號； C12.分析裝置利用圖像評價函數，對有用信號進行評價，得每張過濾后的圖像的信號值。
8.根據權利要求7所述的測序采圖設備的自動聚焦的方法，其特征在于，所述步驟C12 中，所述圖像評價函數
9.根據權利要求7所述的測序采圖設備的自動聚焦的方法，其特征在于，所述步驟Cll 中，所述多點聚焦過濾函數f (χ，y)，采用不同的步長或不同的閥值過濾干擾信號。
10.根據權利要求7所述的測序采圖設備的自動聚焦的方法，其特征在于，所述步驟 C2，對步驟Cl中的多張圖像利用相同步長和相同閾值過濾，得在相同步長和相同閾值下的多張圖像的信號值，對多張圖像的信號值進行擬合曲線，得一條信號分布曲線。
11.根據權利要求7所述的測序采圖設備的自動聚焦的方法，其特征在于，所述步驟 C2，改變步驟Cl中的步長或閾值，對多張圖像進行過濾，得多張圖像的信號值，對多張圖像的信號值進行擬合，得多條信號分布曲線。
12.根據權利要求6所述的測序采圖設備的自動聚焦的方法，其特征在于，所述步驟C3 包括以下步驟C31.分析裝置驗證信號分布曲線是否符合正態分布；C32.分析裝置利用曲線評價函數，對符合正態分布的信號分布曲線進行評價；C33.得最佳信號分布曲線。
13.根據權利要求12所述的測序采圖設備的自動聚焦的方法，其特征在于，所述曲線評價函數為
全文摘要
本發明涉及光學成像領域，提供了一種測序采圖設備的自動聚焦系統及其方法。所述系統包括圖像采集裝置、成像裝置、濾光裝置、激發光源、調距裝置和分析裝置。所述方法包括以下步驟A.激發光源發出的激發光通過濾光裝置到達測序反應腔，成像裝置成像后，圖像采集裝置采集成像裝置所成的圖像，得一張圖像；B.調距裝置調距，重復步驟A，得多張圖像；C.分析裝置過濾多張圖像的干擾信號，利用信號分布曲線對采集的多張圖像進行自動聚焦分析，得最佳聚焦距離；D.分析裝置控制調距裝置調節測序反應腔和成像裝置之間的距離到最佳聚焦距離。上述系統和方法，使得測序采圖設備聚焦更加精確。
文檔編號G01N21/64GK102591100SQ20121007116
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月16日 優先權日2012年3月16日
發明者盛司潼 申請人:盛司潼