CN102566023B - 一种数字切片实时扫描自动聚焦系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字切片实时扫描自动聚焦系统及方法，聚焦系统包括光学显微装置、光学分光装置、聚焦控制器、位移控制器、第一副成像装置以及第二副成像装置，聚焦控制器调节主成像装置、第一副成像装置与第二副成像装置使具有共同视场；分光装置对来自共同视场的光路切分成主光路、第一副光路和第二副光路；聚焦控制器根据第一图像、第二图像及主图像的聚焦因子进行对比分析；该位移控制器根据聚焦控制器对上述当前视场的三个图像分析结果并据以预估下一个视场的聚焦面位置，同时控制载物台或物镜向下一个视场移动。采用上述方案，对传统光学显微装置的兼容性好，不需要重复开发；并且，还可实现快速获取最佳聚焦面，所获得的聚焦面精确度高。

Description

一种数字切片实时扫描自动聚焦系统及其方法

技术领域

本发明涉及一个数字切片的聚焦系统及方法，特别涉及一种数字切片实时扫描自动聚焦系统及其方法。

背景技术

在用显微镜进行数字切片的扫描中，视场的聚焦是一个非常关键的指标，其聚焦效果直接影响图像成像的清晰度，从而也直接影响数字切片的扫描质量。

传统的显微镜自动聚焦采用在一个视场的不同Z轴位置(物镜上下移动方向)抓取若干幅图像，每幅图像来源于不同的Z位置，再计算这些若干幅不同Z层面图像的纹理清晰度，也叫聚焦因子。计算聚焦因子的常规方法是采用图像边缘检测，边缘变化越大，其图像越锐化，因此聚焦因子越大。最大的聚焦因子对应的那幅图像的平面就是最佳聚焦面。这种方法简单有效，能得到每个视场的最佳聚焦图像。但缺点是速度慢，因为每个视场要按预定步长移动Z轴，每移动一步要抓取一幅图像，一般要抓取至少3幅图像，有时甚至需抓取6到10幅图像或更多。这种对每个视场采集多层图像计算最佳聚焦面的数字切片扫描方式在许多需要快速扫描得到数字切片的场合不被接受。

为提高扫描速度，一种比较普遍的数字切片扫描方法是采用事先根据切片表面的组织凸凹建立切片表面聚焦数学模型，在扫描中根据聚焦模型进行Z轴聚焦面的补偿，因此在每个视场只抓取一幅通过Z轴聚焦补偿对应的Z平面位置，而不再对每个视场进行多层图像抓取，如此可以极大地提升扫描 速度。但这种方法的不足之处在于，每个视场的聚焦面补偿是根据事先建立的聚焦数学模型，如果切片表面复杂，或扫描中机械振动等各种因素导致硬件环境的稍许变化，都会影响该数学模型与实际情况的匹配误差，导致估计的聚焦面出现误差，从而影响聚焦效果和抓取图像的清晰度，使扫描的数字切片质量降低。

发明内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种数字切片实时扫描自动聚焦系统及其方法，可以实现快速获取视场的最佳聚焦面。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：提供一种数字切片实时扫描自动聚焦系统，包括光学显微装置，该光学显微装置包括载物台、物镜及主成像装置，载物台用于承载数字切片，物镜用于放大数字切片，主成像装置用于采集数字切片图像，该自动聚焦系统还包括一光学分光装置、一聚焦控制器、一位移控制器、第一副成像装置以及第二副成像装置；聚焦控制器调节主成像装置、第一副成像装置与第二副成像装置使具有共同视场；分光装置对来自共同视场的光路切分成主光路、第一副光路和第二副光路；第一副成像装置接收第一副光路并形成第一图像，第二副成像装置接收第二副光路并形成第二图像，主成像装置接收主光路并形成主图像，聚焦控制器根据第一图像、第二图像及主图像的聚焦因子进行对比分析；位移控制器与聚焦控制器电连接，该位移控制器根据聚焦控制器对上述当前视场的三个图像分析结果并据以预估下一个视场的聚焦面位置，同时控制载物台或物镜向下一个视场移动。

作为本发明的优选方案，所述三个成像装置的焦面位于共同视场的景深范围内。

作为本发明的优选方案，所述第一副光路与第一副成像装置垂直；所述第二副光路与第二副成像装置垂直。

作为本发明的优选方案，所述主成像装置的焦面在所述第一副成像装置的焦面与所述第二副成像装置的焦面之间，所述主成像装置相对第一副成像装置的焦面差与所述第二副成像装置相对主成像装置的焦面差实质相等。

作为本发明的优选方案，所述第一副成像装置与主成像装置的焦面差为0.5微米至5.0微米之间，所述第二副成像装置与主成像装置的焦面差为0.5微米至5.0微米之间，所述物镜移动的步长为0.25微米至2.50微米之间。

作为本发明的优选方案，所述分光装置包括第一分光镜和第二分光镜，主光路经第一分光镜反射出第一副光路，主光路经第二分光镜反射出第二副光路，第一分光镜、第二分光镜分别与主光路成45度角设置。

作为本发明的优选方案，本发明解决现有技术中存在的技术问题，还提供了一种采用上述数字切片实时扫描自动聚焦系统实现的自动聚焦方法，该方法包括以下步骤，步骤10，初始系统，即，将数字切片放置于载物台上，确定该数字切片需要进行扫描聚焦的区域；步骤20，调节系统，即，聚焦控制器调节主成像装置、第一副成像装置、第二副成像装置以使该三个成像装置具有共同视场；步骤30，光路成像，即，来自当前共同视场的光路经分光装置切分后，分别在主成像装置形成主图像，在第一副成像装置形成第一图像，在第二副成像装置形成第二图像；步骤40，对比分析，即，聚焦控制器对比分析主图像、第一图像及第二图像的聚焦因子分析结果并据此预估下一个视场的聚焦面位置，并根据该分析结果向位移控制器发送指令；步骤50，移动对焦，即，位移控制器根据聚焦控制器的指令，控制载物台或物镜向下一个视场移动，以实现主成像装置在下一个视场处于最佳聚焦状态。

作为本发明的优选方案，上述方法进一步包括以下步骤，步骤60，当前共同视场是否是数字切片在该当前视场所在行的最后一个视场？如果不是，则进入步骤70，否则跳至步骤80；步骤70，行上平移，即，位移控制器控制载物台或物镜相对移动，使上述三个成像装置向当前共同视场所在行的下一个共同视场移动，并转至步骤20；步骤80，当前共同视场是否是数字切片在该当前视场所在列的最后一个视场？如果是，则结束扫描，否则进入步骤90；步骤90，列上平移，即，位移控制器控制载物台或物镜相对移动，使上述三个成像装置向当前共同视场所在列的下一列共同视场移动，并转至步骤20。

作为本发明的优选方案，所述步骤40进一步包括，步骤41，主图像的聚焦因子F大于第一图像的聚焦因子F1、且大于第二图像的聚焦因子F2吗？如果是，聚焦控制器向位移控制器发送不移动焦面的指令并结束，否则进入步骤42；步骤42，聚焦因子F1大于聚焦因子F、且大于聚焦因子F2吗？如果是，聚焦控制器向位移控制器发送焦面往上移动的指令并结束，否则进入步骤43；步骤43，聚焦因子F2大于聚焦因子F、且大于聚焦因子F1吗？如果是，聚焦控制器向位移控制器发送焦面往下移动的指令并结束，否则聚焦控制器向位移控制器发送焦面不移动的指令并结束。

本发明的技术方案相对于现有技术，取得的有益效果是：

(1)本发明所述的数字切片实时扫描自动聚焦系统，基于传统的光学显微装置(如显微镜)，并在该光学显微镜上配置光学分光装置、聚焦控制器、位移控制器、第一副成像装置以及第二副成像装置，对传统光学显微装置的兼容性好，不需要重复开发，从而节约成本；并且，还可实现快速获取最佳聚焦面。

(2)通过聚焦控制器对主图像、第一图像及第二图像的聚焦因子进行对比分析，其算法简单，不需要进行复杂的运算，因此本发明所述的自动聚焦系统能快速确定最佳聚焦面。

(3)三个成像装置完成对当前视场的聚焦因子的分析计算后，并根据该分析结果以预估出下一个视场聚焦面所在的位置，可以快速获取最佳聚焦面，而无需每次进入下一个视场时对三个成像装置进行初始复位。

(4)第一副光路与第一副成像装置垂直，第二副光路与第二副成像装置垂直，省去了由于倾斜角度的存在而对角度的复杂运算，进一步提高了最佳聚焦面的运算速度。

(5)本发明所述的主成像装置、第一副成像装置、第二副成像装置之间的焦面差值以物镜的倍率进行预先设定，如20X物镜，则相邻两个焦面的焦面距离则为1微米，并且物镜移动的步长则为0.5微米；上述焦面差、物镜移动步长以相关联的方式进行预先设定，可以简化运算方式，进一步提高运算速度。

(6)本发明所述的数字切片实时扫描自动聚焦方法，是采用上述数字切片实时扫描自动聚焦系统进行操作，因此数字切片实时扫描自动聚焦系统相对于现有技术的有益效果，同样适用于自动聚焦方法。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明所述的数字切片实时扫描自动聚焦系统结构示意图；

图2是本发明所述的数字切片实时扫描自动聚焦方法一流程图；

图3是本发明所述的数字切片实时扫描自动聚焦方法另一流程图；

图4A是本发明所述的三个成像装置焦面位置的示意图一；

图4B是本发明所述的三个成像装置焦面位置的示意图二；

图4C是本发明所述的三个成像装置焦面位置的示意图三；

图4D是本发明所述的三个成像装置焦面位置的示意图四；

图4E是本发明所述的三个成像装置焦面位置的示意图五；

图4F是本发明所述的三个成像装置焦面位置的示意图六。

在图4A-4F中，

“○”表示主成像装置焦面位置；

“◇”表示第一副成像装置焦面位置；

“△”表示第二副成像装置焦面位置；

表示初始自动聚焦的聚焦面曲线示意图；

表示景深分割线；

表示当前视场沿Z轴向上移动；

表示当前视场沿Z轴平移；

表示当前视场沿Z轴向下移动。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了能清楚说明本发明的技术方案，下面对专业术语进行解释：

视场：指成像装置能够观察到的最大范围，通常以角度来表示；视场越大，观测范围越大。

共同视场：指多个成像装置同时可以观察到的视场范围。

景深：指在成像装置前沿着能够取得清晰图像的成像景深相机器轴线所测定的物体距离范围；在聚焦完成后，在聚焦面前后的范围内都能形成清晰的像，这一前一后的距离范围，便叫做景深。

如图1所示，本发明所述的数字切片实时扫描自动聚焦系统，包括光学显微装置10、光学分光装置20、聚焦控制器30、位移控制器40、第一副成像装置50以及第二副成像装置60；其中，光学显微装置10包括载物台13、物镜14及主成像装置15，载物台13用于承载数字切片S，物镜14用于放大数字切片S，主成像装置15用于采集数字切片S图像。数字切片S设置于载物台13上，位于载物台13下方的光源11经过聚光棱镜12的聚光作用，在光学显微装置10上形成了光路S′。载物台13可以沿X轴方向(纸面的横向)与Y轴方向(垂直于纸面方向)移动，物镜14可以沿Z轴方向移动(纸面的纵向)，而载物台13与物镜14的移动受移动控制器40的控制。

如图1所示，聚焦控制器30调节主成像装置15、第一副成像装置50与第二副成像装置60使其具有共同视场，并且上述三个成像装置的焦面可以位于共同视场的景深范围内或接近景深范围内，上述每个成像装置按一定的焦面差进行设置，移动每个视场时，上述三个成像装置同时对当前视场进行成像，因此可以得到同一视场但清晰度不同的纹理图像。对于第一副成像装置50与第二副成像装置60，既可以是与主成像装置15相同参数的成像装置，也可以是不同参数的成像装置；既可以是彩色成像装置，也可以是单独的灰 度成像装置；既可以是和主成像装置15相同分辨率的成像装置，也可以是不同分辨率的成像装置(其分辨率通过空间校正得到对应关系)。

如图1所示，分光装置20对来自共同视场的光路切分成主光路S′、第一副光路S1和第二副光路S2；第一副成像装置50接收第一副光路S1并形成第一图像，第二副成像装置60接收第二副光路S2并形成第二图像，主成像装置15接收主光路S′并形成主图像，聚焦控制器30根据第一图像、第二图像及主图像的聚焦因子进行对比分析，位移控制器40与聚焦控制器50电连接，该位移控制器40根据聚焦控制器50对上述三个图像的分析结果以预估下一个视场的聚焦面位置，并且控制载物台13或物镜14向下一个视场移动。

采用上述技术方案，本发明所述的实时扫描自动聚焦系统对传统光学显微装置的兼容性好，不需要重复开发，从而节约成本；并且，还可实现快速获取最佳聚焦面。当三个成像装置完成当前视场的聚焦后，并据以预估出下一个视场聚焦面所在位置，位移控制器40将三个成像装置平移至下一个视场，可以快速获取最佳聚焦面的效果，而无需每次进入下一个视场时对三个成像装置进行初始复位。

如图1所示，第一副光路S1与第一副成像装置50垂直，第二副光路S2与第二副成像装置60垂直，也即是第一副光路S1与第一副成像装置50之间的夹角β为90度角，第二副光路S2与第二副成像装置60之间的夹角β为90度角。相对于其他的倾斜角度，省去了由于倾斜角度的存在而对角度的复杂运算，进一步提高了获取最佳聚焦面的运算速度。另外，第一副成像装置50与第二副成像装置60的焦面相对位于主成像装置15的焦面两侧，作为优选方案，第一副成像装置50与主成像装置15的焦面差为0.5微米至5.0微 米之间，第二副成像装置50与主成像装置15的焦面差也为0.5微米至5.0微米之间，而物镜14移动的步长为0.25微米至2.50微米之间。作为另一优选方案，分光装置20包括第一分光镜21和第二分光镜22，主光路S′经第一分光镜21反射出第一副光路S1，主光路S′经第二分光镜22反射出第二副光路S2，第一分光镜21、第二分光镜22分别与主光路S′成45度角设置，也即是图中所示的α角为45度。

如图2所示，本发明解决现有技术中存在的技术问题，还提供了一种数字切片实时扫描自动聚焦方法，该方法包括以下步骤：

步骤10，对系统进行初始化。即，将数字切片S放置于载物台13上，确定该数字切片S需要进行扫描聚焦的区域。在这一过程中，需要对主成像装置15、第一副成像装置50和第二副成像装置60进行比例较正、空间校正、区域配准、相互之间的Z轴位置偏移较准等，从而确定需要进行扫描聚焦的区域。

步骤20，对系统进行调节。即，聚焦控制器30调节主成像装置15、第一副成像装置50、第二副成像装置60以使该三个成像装置具有共同视场，并且该三个成像装置的焦面可以位于共同视场的景深范围内或接近景深范围内，从而使主成像装置15、第一副成像装置50、第二副成像装置60可以对同一视场进行成像。

步骤30，光路形成图像。即，来自当前共同视场的光路经分光装置20切分后，分别在主成像装置15形成主图像，在第一副成像装置50形成第一图像，在第二副成像装置60形成第二图像。

步骤40，对比分析。即，聚焦控制器30对比分析主图像、第一图像及第二图像的聚焦因子以预估下一个视场的聚焦面位置，并根据该分析结果向 位移控制器40发送指令。

步骤50，移动对焦。即，位移控制器40根据聚焦控制器30的指令，控制载物台13或物镜14向相应的方向移动，以实现主成像装置15在下一个视场处于最佳聚焦状态。

经步骤10至步骤50，完成了对一个共同视场下的数字切片S的扫描。如图4A至图4F所示，对于步骤40还可以进一步包括以下步骤：

步骤41，主图像的聚焦因子F大于第一图像的聚焦因子F1、且大于第二图像的聚焦因子F2吗？如果是，聚焦控制器30向位移控制器40发送不移动焦面的指令并结束；否则进入步骤42；

如图4C所示，第一副成像装置50的焦面在聚焦面的上面，主成像装置15的焦面在聚焦面的下面，但计算得到的主成像装置15的聚焦因子最大，即大于第一副成像装置50的聚焦因子，也大于第二副成像装置60的聚焦因子。因此此时主成像装置15的Z轴位置优于第一副成像装置50、第二副成像装置60的Z轴位置。因此，载物台13或目镜14向下一个视场移动时，上述三个成像装置则不需要移动位置，位移控制器40发送不移动焦面的指令。

如图4D所示，第一副成像装置50的焦面和主成像装置15的焦面都在聚焦面的上面，第二副成像装置60在聚焦面的下面，但这时还主成像装置15的聚焦因子最大，即大于第一副成像装置50的聚焦因子，也大于第二副成像装置60的聚焦因子。因此，此时的主成像装置15的z轴位置优于第一副成像装置50、第二副成像装置60的z轴位置。因此，载物台13或目镜14向下一个视场移动时，上述三个成像装置则不需要移动位置，位移控制器40发送不移动焦面的指令。

步骤42，聚焦因子F1大于聚焦因子F、且大于聚焦因子F2吗？如图4A、 图4B所示，如果是，聚焦控制器向位移控制器发送焦面往上移动的指令并结束；否则进入步骤43；

如图4A所示，上述三个成像装置的焦面都在聚焦面的下面，第一副成像装置50的聚焦因子最大，大于主成像装置15的聚焦因子，也大于第二副成像装置60的聚焦因子。因此，载物台13或目镜14向下一个视场移动时，需要将三个成像装置的焦面往上移动，聚焦控制器30向位移控制器40发送焦面往上移动的指令。

如图4B所示，第一副成像装置50的焦面在聚焦面的上面，主成像装置15在聚焦面的下面，但由于这时第一副成像装置50的聚焦因子最大，大于主成像装置15的聚焦因子，也大于第二副成像装置60的聚焦因子，因此，载物台13或目镜14向下一个视场移动时，需要将三个成像装置的焦面往上移动，聚焦控制器30向位移控制器40发送焦面往上移动的指令。

步骤43，聚焦因子F2大于聚焦因子F、且大于聚焦因子F1吗？如果是，聚焦控制器30向位移控制器40发送焦面往下移动的指令并结束，否则聚焦控制器30向位移控制器40发送焦面不移动的指令并结束。

如图4E所示，第一副成像装置50的焦面在聚焦面的上面，主成像装置15的焦面也在聚焦面的上面，第二副成像装置60的焦面在聚焦面的下面；但由于这时第二副成像装置60的聚焦因子最大，因此，载物台13或目镜14向下一个视场移动时，需要将三个成像装置的焦面往下移动，聚焦控制器30向位移控制器40发送焦面往下移动的指令。

如图4F所示，三个成像设备的焦面都在聚焦面的上面，第二副成像装置60的聚焦因子最大，因此，载物台13或目镜14向下一个视场移动时，需要将三个成像装置的焦面往下移动，聚焦控制器30向位移控制器40发送焦 面往下移动的指令。

综上所述，当数字切片S较为均匀且平整地放置在载物台13上时，对下一视场的聚焦面位置实质上已在其前一个视场得到了准确预测，并且可以直接套用上一个视场的聚焦因子。也即是，在聚焦过程中，出现如图4C与图4D所示的情况，直接平移目镜14或载物台13的情况居多，从而大大提高了实时扫描自动聚焦的效率。

如图3所示，由于数字切片S上可以有多行多列的视场，由于在完成对某一视场的扫描后，需要对下一个视场进行扫描。因此，本发明所述的数字切片实时扫描自动聚焦方法在完成步骤10至步骤50后，进一步包括以下步骤：

步骤60，当前共同视场是否是数字切片S在该当前视场所在行的最后一个视场？如果不是，则进入步骤70，否则跳至步骤80；

步骤70，行上平移，即，位移控制器40控制载物台13或物镜14相对移动，使上述三个成像装置向当前共同视场所在行的下一个共同视场移动，并转至步骤20；

步骤80，当前共同视场是否是数字切片S在该当前视场所在列的最后一个视场？如果是，则结束扫描，否则进入步骤90；

步骤90，列上平移，即，位移控制器40控制载物台13或物镜14相对移动，使上述三个成像装置向当前共同视场所在列的下一列共同视场移动，并转至步骤20。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上 述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种数字切片实时扫描自动聚焦系统，包括光学显微装置，该光学显微装置包括载物台、物镜及主成像装置，载物台用于承载数字切片，物镜用于放大数字切片，主成像装置用于采集数字切片图像，其特征在于，该自动聚焦系统还包括一光学分光装置、一聚焦控制器、一位移控制器、第一副成像装置以及第二副成像装置；

聚焦控制器调节主成像装置、第一副成像装置与第二副成像装置使具有共同视场；

分光装置对来自共同视场的光路切分成主光路、第一副光路和第二副光路；所述第一副光路与第一副成像装置垂直；所述第二副光路与第二副成像装置垂直；

第一副成像装置接收第一副光路并形成第一图像，第二副成像装置接收第二副光路并形成第二图像，主成像装置接收主光路并形成主图像，聚焦控制器根据第一图像、第二图像及主图像的聚焦因子进行对比分析；

位移控制器与聚焦控制器电连接，该位移控制器根据聚焦控制器对当前视场的三个图像的聚焦因子分析结果并据以预估下一个视场的聚焦面位置，步骤如下：

步骤40，聚焦控制器对比分析主图像、第一图像及第二图像的聚焦因子分析结果并据此预估下一个视场的聚焦面位置，并根据该分析结果向位移控制器发送指令；

步骤40进一步包括：

步骤41，主图像的聚焦因子F大于第一图像的聚焦因子F1、且大于第二图像的聚焦因子F2吗？如果是，聚焦控制器向位移控制器发送不移动焦面的指令并结束，否则进入步骤42；

步骤42，聚焦因子F1大于聚焦因子F、且大于聚焦因子F2吗？如果是，聚焦控制器向位移控制器发送焦面往上移动的指令并结束，否则进入步骤43；

步骤43，聚焦因子F2大于聚焦因子F、且大于聚焦因子F1吗？如果是，聚焦控制器向位移控制器发送焦面往下移动的指令并结束，否则聚焦控制器向位移控制器发送焦面不移动的指令并结束；

同时控制载物台或物镜向下一个视场移动，步骤如下：

步骤50，位移控制器根据聚焦控制器的指令，控制载物台或物镜向下一个视场移动，以实现主成像装置在下一个视场处于最佳聚焦状态。

2.根据权利要求1所述的数字切片实时扫描自动聚焦系统，其特征在于，所述三个成像装置的焦面位于共同视场的景深范围内。

3.根据权利要求1所述的数字切片实时扫描自动聚焦系统，其特征在于，所述第一副成像装置与第二副成像装置的焦面相对位于主成像装置的焦面两侧；所述主成像装置相对第一副成像装置的焦面差与所述第二副成像装置相对主成像装置的焦面差实质相等。

4.根据权利要求3所述的数字切片实时扫描自动聚焦系统，其特征在于，所述第一副成像装置与主成像装置的焦面差为0.5微米至5.0微米之间，所述第二副成像装置与主成像装置的焦面差为0.5微米至5.0微米之间；所述物镜移动的步长为0.25微米至2.50微米之间。

5.根据权利要求1所述的数字切片实时扫描自动聚焦系统，其特征在于，所述分光装置包括第一分光镜和第二分光镜，主光路经第一分光镜反射出第一副光路，主光路经第二分光镜反射出第二副光路，第一分光镜、第二分光镜分别与主光路成45度角设置。

6.一种采用如权利要求1至5中任一所述的数字切片实时扫描自动聚焦系统实现的自动聚焦方法，其特征在于，包括以下步骤，

步骤10，初始系统，即，将数字切片放置于载物台上，确定该数字切片需要进行扫描聚焦的区域；

步骤20，调节系统，即，聚焦控制器调节主成像装置、第一副成像装置、第二副成像装置以使该三个成像装置具有共同视场；

步骤30，光路成像，即，来自当前共同视场的光路经分光装置切分后，分别在主成像装置形成主图像，在第一副成像装置形成第一图像，在第二副成像装置形成第二图像；

步骤40，对比分析，即，聚焦控制器对比分析主图像、第一图像及第二图像的聚焦因子分析结果并据此预估下一个视场的聚焦面位置，并根据该分析结果向位移控制器发送指令；

步骤50，移动对焦，即，位移控制器根据聚焦控制器的指令，控制载物台或物镜向下一个视场移动，以实现主成像装置在下一个视场处于最佳聚焦状态；

步骤60，当前共同视场是否是数字切片在该当前视场所在行的最后一个视场？如果不是，则进入步骤70，否则跳至步骤80；

步骤70，行上平移，即，位移控制器控制载物台或物镜相对移动，使上述三个成像装置向下一个视场移动，并转至步骤20；

步骤80，当前共同视场是否是数字切片在该当前视场所在列的最后一个视场？如果是，则结束扫描，否则进入步骤90；

步骤90，列上平移，即，位移控制器控制载物台或物镜相对移动，使上述三个成像装向下一个视场移动，并转至步骤20。