СИСТЕМА И СПОСОБ УЛУЧШЕННОЙ АВТОФОКУСИРОВКИ С ПРЕДСКАЗАНИЕМ

1. Способ автофокусировки в устройстве для формирования изображений, содержащем объектив и столик для удержания образца, изображение которого необходимо сформировать, при этом указанный способ включает:
определение измеренного значения фокусного расстояния, соответствующего по меньшей мере первому из множества логических сегментов изображения;
формирование изображения первого логического сегмента изображения с использованием упомянутого измеренного значения фокусного расстояния;
определение предсказанного значения фокусного расстояния для второго из множества логических сегментов изображения с использованием упомянутого измеренного значения фокусного расстояния и хранимого параметра изменения фокусного расстояния; и
формирование изображения второго логического сегмента изображения с использованием упомянутого предсказанного значения фокусного расстояния.
2. Способ по п.1, также включающий:
определение позиции для выполнения грубой фокусировки для формирования изображения образца, расположенного на сканирующем столике;
помещение объектива в упомянутой позиции для выполнения грубой фокусировки; и
определение приблизительного значения фокусного расстояния для формирования изображения образца, расположенного на сканирующем столике.
3. Способ по п.1, также включающий логическое сегментирование образца на множество логических сегментов изображения.
4. Способ по п.1, в котором измеренное значение фокусного расстояния определяют во время перемещения образца относительно устройства для формирования изображений.
5. Способ по п.1, в котором предсказанное значение фокусного расстояния определяют во время перемещения образца из первого положения, соответствующего первому логическому сегменту изображения, во второе положение, соответствующее второму логическому сегменту изображения.
6. Способ по п.1, в котором формирование изображения второго логического сегмента изображения с использованием предсказанного значения фокусного расстояния включает уменьшение или увеличение расстояния между образцом и объективом.
7. Способ по п.1, в котором хранимые параметры изменения фокусного расстояния представляют собой воспроизводимые изменения положения устройства для формирования изображений, образца или устройства для формирования изображений и образца одновременно.
8. Способ по п.7, в котором хранимые параметры изменения фокусного расстояния представляют собой наклон или колебания, связанные со столиком.
9. Способ по п.7, в котором хранимые параметры изменения фокусного расстояния представляют собой воспроизводимые изменения положения, связанные с предметным стеклом, на котором находится образец.
10. Способ по п.1, в котором определение предсказанного значения фокусного расстояния включает извлечение одного или более параметров изменения фокусного расстояния из репозитория данных.
11. Способ по п.1, в котором определение измеренного значения фокусного расстояния, соответствующего по меньшей мере первому из множества логических сегментов изображения, включает:
получение по меньшей мере трех вспомогательных изображений при различных значениях фокусного расстояния;
определение количественной характеристики для каждого из упомянутых вспомогательных изображений; и
интерполяцию измеренного значения фокусного расстояния на основе упомянутых количественных характеристик.
12. Способ по п.11, в котором определение измеренного значения фокусного расстояния также включает смещение рассматриваемой области в упомянутых по меньшей мере трех вспомогательных изображениях на заданное расстояние для обеспечения выбора по существу аналогичного набора пикселей изображения в каждом из упомянутых по меньшей мере трех вспомогательных изображениях.
13. Способ по п.12, в котором определение количественной характеристики включает определение, для каждого пикселя в подмножестве пикселей, разности яркостей между указанным пикселем и соседним пикселем, отделенным в поперечном направлении от данного пикселя по меньшей мере еще одним пикселем, и суммирование возведенной в квадрат разности яркостей пикселей для каждого пикселя по высоте и ширине изображения.
14. Способ по п.12, в котором интерполяция измеренного значения фокусного расстояния на основе количественных характеристик включает:
интерполяцию измеренного значения фокусного расстояния путем аппроксимации упомянутых количественных характеристик упомянутых по меньшей мере трех вспомогательных изображений унимодальной функцией; и
идентификацию моды полученной кривой.
15. Способ по п.14, в котором определение измеренного значения фокусного расстояния также включает определение измеренного значения фокусного расстояния на основе идентифицированной моды, хранимого параметра изменения фокусного расстояния или их комбинации.
16. Устройство для формирования изображений, включающее:
объектив;
основной датчик изображений, сконфигурированный для формирования основного изображения образца с частотой смены кадров основного изображения;
вспомогательный датчик изображений, сконфигурированный для формирования одного или более вспомогательного изображения образца с частотой смены кадров вспомогательного изображения, которая является более высокой, чем частота смены кадров основного изображения;
контроллер, сконфигурированный для регулировки значения фокусного расстояния между объективом и образцом вдоль оптической оси для автофокусировки изображения образца;
сканирующий столик для размещения образца и его перемещения по меньшей мере в поперечном направлении, которое по существу ортогонально оптической оси,
при этом упомянутый контроллер сконфигурирован для:
определения измеренного значения фокусного расстояния, соответствующего по меньшей мере первому из множества логических сегментов изображения;
формирования изображения первого логического сегмента изображения с использованием упомянутого измеренного значения фокусного расстояния;
определения предсказанного значения фокусного расстояния для второго из множества логических сегментов изображения с использованием упомянутого измеренного значения фокусного расстояния и хранимого параметра изменения фокусного расстояния; и
формирования изображения второго логического сегмента изображения с использованием упомянутого предсказанного значения фокусного расстояния.
17. Устройство по п.16, также включающее светоделитель, сконфигурированный для разделения света, собираемого от образца и проходящего через объектив, на основной путь света и вспомогательный путь света.
18. Устройство по п.16, отличающееся тем, что оно включает цифровой оптический микроскоп.
19. Устройство для формирования изображений, включающее:
объектив;
основной датчик изображений, сконфигурированный для формирования основного изображения образца с частотой смены кадров основного изображения;
вспомогательный датчик изображений, сконфигурированный для формирования одного или более вспомогательного изображения образца с частотой смены вспомогательного изображения, которая является более высокой, чем частота смены кадров основного изображения;
контроллер, сконфигурированный для регулировки значения фокусного расстояния между объективом и образцом вдоль оптической оси для автофокусировки изображения образца;
сканирующий столик для удержания образца и его перемещения по меньшей мере в поперечном направлении, которое по существу ортогонально оптической оси,
при этом упомянутый контроллер включает:
компонент формирования макроизображений и планирования сканирования для определения плана сканирования образца;
компонент автофокусировки для получения и обработки вспомогательных изображений;
компонент управления перемещением для управления перемещением образца относительно объектива; и
компонент синхронизации для синхронизации времени получения вспомогательных изображений, основных изображений или и тех, и других изображений.
20. Устройство по п.19, также включающее модуль получения изображений для получения одного или более основных изображений.
21. Устройство по п.19, отличающееся тем, что оно содержит цифровой оптический микроскоп.