CN107883994A - 多腔板分析装置及分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多腔板分析方法。该方法包括以下步骤：使至少一个成像装置和多腔板沿着至少一条轴线相对于彼此移位；对多腔板的至少一个第一部分区域的至少一个第一部分图像和多腔板的至少一个第二部分区域的至少一个第二部分进行成像，其中，第一部分区域和第二部分区域是多腔板的相邻或重叠的部分区域中的一个或两个；调节多腔板或成像装置中的一者或两者的取向，使得至少一条等高线能够同时在第一部分区域和第二部分区域中观察到；通过使用等高线对第一部分图像和第二部分图像进行匹配而由第一部分图像和第二部分图像形成至少一个合成图像。本发明还公开了一种多腔板分析装置。

Description

多腔板分析装置及分析方法

技术领域

本发明涉及一种多腔板分析装置和一种分析多腔板的方法。根据本发明的多腔板和方法可以优选用于体外诊断(IVD)领域，例如用于分析人体的样品，例如血液、尿液、唾液、间质液或其它体液。

背景技术

在IVD领域中，多腔板已成为广泛使用的工具。因此，腔板的各种几何形状和用于填充它们的方法是已知的。多腔板可以包括限定腔的孔矩阵，例如数千个微米孔或纳米孔。读出多腔板上的这种小结构是具有挑战性的。

存在用于读出小结构的几种方法，所述小结构例如标签、卡或其它数据存储介质中的翘曲、弯曲。例如，US4,745,484A描述了一种用于在存储介质的数据表面上的数据字段中读取数据的方法和设备，其中数据表面可以是非平面的，并且数据字段的深度方向区域逐个地被带入到CCD区域阵列的聚焦区域中。形成一组部分图像，然后将其合并成要读取的数据字段的合成图像。存储介质设置在真空吸盘上。成像光学器件，诸如单个透镜、变焦透镜或柱状透镜阵列，使得数据表面上位于聚焦区域内的区域成像在CCD区域阵列上。压电装置或线性可变差动变压器用作Z轴聚焦元件，其响应振荡器或电控制信号，改变CCD区域阵列与数据表面的基准面之间的相对距离。所形成的部分图像要么由处理器合并在半导体存储器中，要么由CCD区域阵列自动合并。

在这种方法中，数据点相对于读取器的光学检测系统的焦平面以不均匀的深度存储在介质的表面上。这种不均匀性的主要情况是数据表面相对于平行于焦平面的理想或“目标”表面具有倾斜、扭曲或弯曲。随之而来的一个问题是某些数据点在目标平面之外，导致读取数据时出错。通常是伺服控制的各种自动对焦机构是已知的，其控制透镜的位置以将数据点变成检测器的清晰焦点。例如，EP 0 216 923 B1描述了一种检查用光照射的表面的方法，该方法包括如下步骤：用光照射表面；使来自所述表面的、从屏幕或其它构件反射的以及从所述表面再次反射的光成像，以在图像传感器上形成所述表面的图像；根据由所述图像传感器检测或记录的所述图像来确定所述表面的状态。

US 4,963,724A描述了可以在显微镜中使用的用于产生光学图像对比度的设备。具体地说，该设备基于莫尔效应，使用以不同角速度同时旋转的两个屏幕或光栅，以增加利用常规系统可实现的焦深和分辨率。

DE 3 527 074 A1描述了一种用于通过莫尔技术确定物体表面轮廓的装置，特别是用于立体显微镜，优选用于外科显微镜中，或用于检查的类似系统中。目的是为了得到莫尔条纹，产生的莫尔条纹用来以可测量的方式移动的表面轮廓，而不改变物体的位置，此外，可以提高垂直分辨率。一种手术显微镜具有分配的用于栅格的投影系统，并具有投影或基准栅格，其位于手术显微镜的观察光束路径中和投影系统的光束路径中，用于产生莫尔图案。该手术显微镜具有可倾斜的平面平行的玻璃板，该玻璃板布置在投影光束路径中的投影栅格的下游，结果，栅格和基准栅格的相对位置被改变，莫尔图案或等高线发生可测量的移位。可以通过平面平行板的周期性倾斜来显著增加可观察性，并且可以通过投影系统的照明装置的脉冲操作和与光脉冲同步的平面平行板的周期性倾斜来增加等高线的数量，并且可以以准确找到的方式使等高线移位。

然而，阅读小结构的方法显示出一些重大的缺点和不足。因此，这种方法是复杂的。此外，这种方法不适用于多腔板。例如，这种方法要求需要不能用于样品的空间的基准点。然而，自动对焦技术可能会必然导致每个视场需要被捕获几次，每个视场具有不同的焦点，以便清晰地确定足够的孔来分配单独的坐标。在读出数千个微米孔或纳米孔时，必须确保每个单独的孔都被计数，而且没有一个孔是重复的。然而，如果光学系统的视场不能覆盖多腔板，使得光学系统仅使多腔板的部分图像成像，则这是具有挑战性的。在这种情况下，需要对视场特别是这些部分图像进行拼接，并且在拼接部分图像期间为知道准确的移位，需要对列和/或行进行计数。此外，与诸如卡等的数据存储介质相反，多腔板在热循环期间可能弯曲和翘曲。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种多腔板分析装置以及一种用于分析多腔板的方法，该装置和方法至少部分地克服了现有技术中已知装置和方法的缺点。具体来说，应提供用于简单且可靠地读出多腔板的装置和方法。

在本发明的第一方面中，公开了一种用于分析多腔板的方法。该方法包括以下步骤：

-使至少一个成像装置和多腔板沿着至少一条轴线相对于彼此移位；

-使所述多腔板的至少一个第一部分区域的至少一个第一部分图像和所述多腔板的至少一个第二部分区域的至少一个第二部分图像成像，其中所述第一部分区域和所述第二部分区域是多腔板的相邻或重叠部分区域中的一个或两个；

-调节所述多腔板或所述成像装置中的一个或两个的取向，使得至少一条等高线能够同时在所述第一部分区域和所述第二部分区域中观察到；

-通过使用等高线使第一部分图像和第二部分图像进行匹配而由第一部分图像和第二部分图像形成至少一个合成图像。

所述方法步骤可以以给定的顺序执行或者可以以不同的顺序执行。此外，可以存在未列出的一个以上额外的方法步骤。此外，可以重复执行一个、多于一个或甚至所有的方法步骤。

本申请所使用的术语“多腔板”是指任意形成的具有多个腔的元件。多腔板的示例可以是流体芯片，具有流体结构，部分或整体由玻璃、塑料、半导体材料、陶瓷材料或金属材料制成。流体结构可以例如通过蚀刻、模制、机械加工、激光雕刻、光刻技术或通过其它方法制成。整个多腔板或其部分可以由透明材料制成，但也可以是部分或完全不透明的。多腔板可以具有用于用至少一个样品流体填充腔的通道系统。样品流体可以是或可以包括任何流体介质，即，至少一种液体介质和/或至少一种气态介质。优选的是，样品流体可以包括各种体液，如血液、间质液、尿液或唾液或其部分。根据本发明的多腔板可以优选用于分析目的。如上所述，多腔板可以用于IVD领域。

多腔板可以包括多个孔。多腔板可以是微米孔板或纳米孔板。多腔板可以包括至少一个腔阵列。特别是，多腔板可以包括孔阵列。腔可以包括腔壁。例如，孔可以具有四个腔壁，并且可以具有矩形或方形底部区域。但是，其它的底部区域也是可能的。

多腔板可以包括具有由腔壁形成的列和行的矩阵。本申请所使用的术语“矩阵”一般是指多个元件以预定的几何顺序布置。该矩阵具体可以是或可以包括具有一个以上行以及一个以上列的矩形矩阵。行和列具体可以以矩形方式布置。然而，其它布置是可行的，例如非矩形布置。

该方法包括使所述至少一个成像装置和所述多腔板沿着至少一个轴相对于彼此移位。本申请所使用的术语“移位”是指成像装置和多腔板中的一者或两者沿着至少一条轴线相对于彼此连续或非连续运动。成像装置和/或多腔板可以沿着一条轴线或沿着多于一条轴线移位。多腔板可以具有第一端和第二端。x方向可以被定义为从第一端到第二端的方向。多腔板的长度可以是从第一端到第二端的距离。优选的是，成像装置和多腔板中的一者或两者可以沿着一条轴线，特别是沿x轴线，相对于彼此移位。y轴可以垂直于x轴，特别是沿着多腔板的宽度。在多腔板扁平的情况下，矩阵的行可以沿y轴并且平行于x轴等距离地布置，列可以沿x轴且平行于y轴等距离地布置。z轴可以垂直于xy平面。

多腔板可以包括基本扁平的元件，该元件包括所述多个腔。腔可以位于同一平面中。基本扁平的元件可以包括表面。术语“基本扁平”是指沿xy平面取向的状态。基本扁平的元件可以是在xy平面内呈平面状，具有例如±20°以下的公差，优选为±10°以下的公差，更优选为±5°以下的公差。特别是，基本扁平元件的表面在xy平面内可以是平面的，具有例如±20°以下的公差，优选±10°以下的公差，更优选±5°以下的公差。扁平元件，特别是表面，在热循环期间可能弯曲和/或翘曲，从而产生与平面设计的偏差。

本申请所使用的术语“成像装置”一般是指被配置用于对多腔板的至少一部分进行成像的一个装置或多个装置的组合体。本申请进一步使用的术语“成像”一般是指连续地或相继地对多腔板的至少一个部分区域的图像进行检测、描绘、记录、拍摄中的一项以上。成像装置可以包括至少一个传感器，特别是至少一个光学传感器。传感器可以形成为整体的单个装置或者作为多个装置的组合体。成像装置可以包括至少一个光学系统。光学系统可以包括选自由以下元件构成的组中的至少一个光学元件：至少一个检测器，至少一个透镜；至少一个透镜系统。成像装置可以适于监视多腔板沿轴线的移动，特别是连续地监视。例如，成像装置可以包括拍摄装置，例如摄像机。

该方法包括对多腔板的第一部分区域的第一部分图像和多腔板的第二部分区域的第二部分图像进行成像。成像装置可以的视场可以小于多腔板的沿着轴线的延伸范围。本申请所使用的术语“沿着轴线的延伸范围”是指多腔板的长度，在多腔板扁平的情况下，即是从第一端至第二端的距离。多腔板的延伸范围可以比视场大两倍、三倍或更多倍，使得成像装置可以适于对多腔板的部分进行成像。表示为“第一”和“第二”只是用来实现分别在诸“部分区域”或诸“部分图像”之间进行区分，并不意味着诸“部分区域”或诸“部分图像”有任何顺序”。本申请所使用的术语“部分区域”一般是指多腔板的诸部分、区域或面积，特别是多腔板上宽度与多腔板相同但长度小于多腔板的诸部分。部分区域，特别是长度沿x方向的部分区域，可以通过成像装置的移位和视场来限定。每个部分区域都可以具有中心，其中第一部分区域的中心和第二部分区域的中心具有不同的x坐标。第一部分区域和第二部分区域可以是沿着x轴线相邻的顺序排列区域。第一部分区域和第二部分区域可以是邻接的部分区域。第一部分区域和第二部分区域可以重叠。可以在不改变成像装置的焦距的情况下对第一部分区域和第二部分区域进行成像。本申请进一步使用的术语“部分图像”一般是指部分区域的图像。该方法可以包括对多腔板的连续部分区域进行成像。该方法可以包括对整个多腔板进行成像。成像装置可以适于通过对多个部分区域进行成像来对整个多腔板进行成像。

该方法包括调节多腔板或成像装置中一个或两个的取向，使得至少一条等高线能够同时在第一区域区域和第二部分区域两者中观察到。本申请所使用的术语“调节”一般是指对多腔板的取向或成像装置的取向中的一个或两者进行对准、移动、倾斜、改变、扭转中的一项以上。成像装置可以包括至少一个具有至少一个传感器表面的传感器。调节图像装置和/或多腔板的取向可以包括调节传感器表面和多腔板相对于彼此的空间取向，特别是改变传感器表面和多腔板之间的至少一个空间角度。本申请所使用的术语“取向”是指空间中的角位置，特别是成像装置和多腔板之间的空间角度。例如，多腔板和/或成像装置可以相对于彼此倾斜不超过20°，优选不超过10°，更优选不超过5°。

例如，多腔板可以在成像装置的景深内倾斜。本申请所使用的术语“景深”，也称为聚焦范围，一般是指离开成像装置的距离，在该距离处，点状物体产生点图像。在这个距离处，点状物体被聚焦，其中在任何其它距离处，它被散焦。多腔板可以严格地在景深之内倾斜，以及稍微超出景深倾斜。作为补充或者替代，成像装置可以倾斜，使得多腔板严格地位于景深内，以及稍微超过景深。多腔板可以位于成像装置的景深内以及/或者在成像装置的景深内倾斜，使得等高线可以被精确地聚焦和/或具有可接受的清晰度。本申请所使用的术语“等高线”一般是指相对于xy平面具有基本相等的高度的点。特别是，等高线的点可以具有与成像装置基本相等的距离。本申请所使用的术语“基本相等的高度”和“基本相等的距离”一般是指在公差范围内相等的高度和距离，所述公差为景深的±10％以下，优选为景深的±5％以下，更优选为景深的±2％以下。

等高线可以是曲线等高线或直线等高线。等高线可以是连续的。特别是，等高线可以在第一和第二部分区域的过渡处或过渡区域或重叠区域中是连续的。具体地说，等高线可以在第一和第二部分区域的过渡区域或重叠区域中不具有跃变。等高线可以在第一和第二部分区域两个区域中延伸。多腔板可以具有第一端和第二端，其中等高线可以从第一端延伸到第二端。等高线可以在两个相邻和/或重叠的部分区域中延伸。具体来说，等高线可以平行于成像装置的移位延伸，使得行随着列的不同而改变。等高线可以从第一部分区域伸到第二部分区域内。

在多腔板沿纵向方向(特别是z方向)弯曲的情况下，腔矩阵的列表示等距的等高线。在这种情况下，等高线可以是直线等高线，其中行沿等高线保持相同。如果调节多腔板或成像装置中的一个或两个的取向，使得直线等高线中的一个能够同时在第一部分区域和第二部分区域中观察到，特别是被聚焦在第一部分区域和第二部分区域两个区域中，则该等高线可以被识别出来并且可以用于匹配第一和第二部分图像。

本申请进一步使用的术语“至少一条等高线能够被观察到”一般是指等高线是能够通过成像装置看见、检测、识别中的一项以上，特别是在不改变成像装置的焦距的情况下。等高线可以在成像装置的焦平面内。具体来说，等高线可以被精确地聚焦和/或具有可接受的清晰度。本申请所使用的术语“可接受的清晰度”一般是指模糊圆的直径在0.05×10^-3m以下，优选为0.025×10^-3m以下，更优选为0.01×10^-3m以下。如上所述，扁平元件，特别是表面，可能在热循环期间弯曲和/或翘曲，从而发生与平面设计的偏差。等高线可以是通过弯曲和翘曲表面的清晰线或包络线(swathe)。

该方法包括通过使用等高线使第一部分图像和第二部分图像相匹配来从第一部分图像和第二部分图像形成至少一个合成图像。本申请所使用的术语“形成”一般是指将第一部分图像和第二部分图像组合、拼接、连接、合并成合成图像中的一项以上。形成合成图像的步骤还可以包括至少一个切割步骤，其中重叠区域在第一或第二部分区域之一上切割。本申请所使用的术语“合成图像”一般是指由部分图像组成的、被成像装置覆盖和/或成像的多腔板的整个区域的图像。合成图像可以形成为使得多腔板的所有腔和/或孔在合成图像内都只包括一次。特别是，没有一个腔被包括两次。合成图像可以是成像的部分区域的合成图像。第一部分图像和第二部分图像的匹配可以包括识别出在两个部分图像中可观察到的至少一条等高线。具体来说，识别出聚焦的、同时在两个部分图像中观察到的至少一条等高线。此外，匹配可以包括比较部分图像和拼接部分图像，使得合成图像呈现该至少一条连续等高线。如上所述，多腔板可以包括至少一个腔阵列。形成合成图像可以包括对腔阵列的列和/或行进行计数。合成图像的形成可以在逐个区域地读出每一个腔之前执行。

在该方法中，可以确定关于多腔板或成像装置中的一个或两个沿着轴线位移的至少一个信息。本申请所使用的术语“关于位移的信息”一般是指关于轴上的坐标的信息，例如，在x轴上的坐标。可以使用至少一条等高线来描绘弯曲和/或翘曲表面。由于其不均匀性，多腔板可能落在成像装置的焦深范围之外。通过调节多腔板或成像装置中的一个或两者的取向允许部分图像的至少部分特别是等高线得到聚焦。可以调节多腔板和/或成像装置，使得等高线能够从多腔板的第一端到第二端被观察到，特别是聚焦。等高线可以平行于成像装置的移位延伸，使得行随着列的不同而改变。在多腔板沿纵向方向(特别是z方向)弯曲的情况下，腔矩阵的列表示等距的等高线。诸部分区域可以在不改变成像装置焦距的情况下成像。诸部分图像可以通过使用所述至少一条等高线的清晰图像进行匹配。该方法可以允许通过使用成像装置来测量精确的移位量，该成像装置通过观察腔的移动监视多腔板或成像装置中的一者或两者的移动，特别是连续监视。通过不失焦地使成像装置和/或多腔板中的一个或两个移动的同时对列和/或行进行计数，可以允许正确地确定多腔板或成形装置中的一者或两者沿着轴线的位移，特别是列和/或行的数量。该方法可以在不使用基准点并且不使用自动对焦技术的情况下，允许确定多腔板或成像装置中的一个或两者沿着轴线的位移。

成像装置可以具有至少一个焦距。特别是，成像装置可以包括一个以上具有至少一个焦距的透镜。成像装置的焦距可以是可调节的。例如，成像装置可以包括可调节的透镜或透镜系统。该方法可以包括调节成像装置的焦深。可以在对部分区域成像之前执行对焦深的调节。对焦深的调节可以执行一次。在第一和第二部分区域成像期间，焦深不变。

如上所述，多腔板可以包括至少一个腔阵列。该方法可以包括至少一个读出步骤。该读出步骤可以包括读出多个腔，特别是整个多腔板。读出步骤可以在确定沿着轴的位移之后执行。读出步骤可以在形成合成图像之后执行。可以利用调节成像装置的焦距，以便使其它区域，特别是其它腔，得以聚焦，来执行读出步骤。读出步骤可以包括使用自动对焦技术。

在本发明的另一方面中，公开了一种多腔板分析装置。本申请所使用的术语“多腔板分析装置”一般是指适于分析至少一个多腔板的任意装置。多腔板分析装置包括至少一个成像装置。多腔板分析装置适于使成像装置和多腔板沿着至少一条轴线相对于彼此移动。成像装置适于对多腔板的至少一个第一部分区域的至少一个第一部分图像和多腔板的至少一个第二部分区域的至少一个第二部分图像进行成像。第一部分区域和第二部分区域是多腔板上相邻或重叠部分区域中的一个或两个。多腔板分析装置适于调节多腔板或成像装置中的一个或两个的取向，使得至少一条等高线能够同时在第一部分区域和第二部分区域中观察到。多腔板分析装置包括至少一个评估装置，其中评估装置适于通过使用等高线使第一部分图像和第二部分图像匹配而由第一部分图像和第二部分图像形成至少一个合成图像。

有关详细信息、选项和定义，可以参考上述方法。因此，具体而言，多腔板分析装置可以适于执行根据本发明的方法，例如根据上面给出的或下面更详细地给出的一个以上实施例的方法。

本申请所使用的术语“评估装置”一般是指适于形成所述至少一个合成图像的任意装置，优选的是使用至少一个数据处理装置，更优选的是使用至少一个处理器和/或至少一个专用集成电路。因此，作为一个示例，该至少一个评估装置可以包括至少一个数据处理装置，在所述至少一个数据处理装置上存储有软件代码，该软件代码包含多个计算机指令。评估装置可以提供一个以上用于执行一个以上指定操作的硬件元件，并且/或者可以提供一个以上处理器，软件在所述一个以上处理器上运行用于执行一个以上指定操作。

多腔板分析装置可以包括适于接收多腔板的至少一个多腔板保持器。多腔板保持器可以适于调节多腔板的取向，例如通过使多腔板保持器倾斜进行取向的调节。多腔板保持器可以适于使多腔板相对于成像装置移动。成像装置可以包括至少一个光学系统，其中光学系统包括从以下元件构成的组中选择的至少一个光学元件：至少一个检测器；至少一个透镜；至少一个透镜系统。成像装置可适于监视多腔板相对于成像装置的运动，特别是连续监视。

本发明可以不失焦地在使成像装置和/或多腔板中的一者或两者移位的同时对列和/或行进行计数，从而正确地确定多腔板或成像装置中的一个或两个沿着轴线的位移，特别是列和/或的数量。本发明可以在不使用基准点且不使用自动对焦技术的情况下允许确定多腔板或成像装置中的一者或两者沿轴线的位移。

总结本发明的想法，优选有以下各项：

实施例1：一种用于分析多腔板的方法，其中该方法包括以下步骤：

-使至少一个成像装置和多腔板沿着至少一个轴线相对于彼此移位；

-对多腔板的至少一个第一部分区域的至少一个第一部分图像和多腔板的至少一个第二部分区域的至少一个第二部分图像进行成像，其中第一部分区域和第二部分区域是多腔板上相邻或重叠部分区域中的一个或两个；

-调节多腔板或成像装置中的一个或两个的取向，使得至少一条等高线能够同时在第一部分区域和第二部分区域中观察到；

-通过使用等高线对第一部分图像和第二部分图像进行匹配，由第一部分图像和第二部分图像形成至少一个合成图像。

实施例2：根据前述实施例的方法，其中在该方法中确定关于多腔板或成像装置中的一者或两者沿着轴线的位移的至少一个信息。

实施例3：根据前述实施例中任一项所述的方法，其中等高线位于成像装置的焦平面内。

实施例4：根据前述实施例中任一项所述的方法，其中多腔板包括至少一个腔阵列。

实施方案5：根据前述实施方案的方法，其中形成合成图像包括对腔阵列的列和/或行进行计数。

实施方案6：根据前述实施方案中任一项所述的方法，其中多腔板具有第一端和第二端，其中等高线从第一端延伸到第二端。

实施例7：根据前述实施例中任一项所述的方法，其中成像装置包括至少一个具有至少一个传感器表面的传感器，其中调节图像装置和/或多腔板的取向包括调节传感器表面和多腔板相对于彼此的空间取向。

实施例8：根据前述实施例的方法，其中多腔板倾斜地位于成像装置的景深内。

实施例9：根据前述实施例中任一项所述的方法，其中成像装置的视场小于多腔板沿轴线的延伸范围。

实施例10：根据前述实施例中任一项所述的方法，其中成像装置包括至少一个光学系统，其中光学系统包括选自由以下元件组成的组中的至少一个光学元件：至少一个检测器；至少一个透镜；至少一个透镜系统。

实施例11：根据前述实施例中任一项所述的方法，其中成像装置适于监视多腔板沿着轴线的运动。

实施例12：根据前述实施例中任一项所述的方法，其中所述方法包括对多腔板的部分区域相继成像。

实施例13：根据前述实施例中任一项所述的方法，其中成像装置具有至少一个焦距。

实施例14：根据前述实施例的方法，其中成像装置的焦距是可调节的。

实施例15：根据前述两个实施例中任一项所述的方法，其中所述方法包括调节成像装置的焦深。

实施例16：根据前述实施例中任一项所述的方法，其中多腔板包括至少一个腔阵列，其中所述方法包括至少一个读出步骤，其中所述读出步骤包括读出多个腔，其中所述读出步骤在形成合成图像之后执行。

实施例17：一种多腔板分析装置，其中多腔板分析装置包括至少一个成像装置，其中多腔板分析装置适于使成像装置和多腔板相对于彼此沿着至少一条轴线移动，其中成像装置适于对多腔板的至少一个第一部分区域的至少一个第一部分图像和至少一个第二部分区域的至少一个第二部分图像进行成像，其中第一部分区域和第二部分区域是多腔板上相邻或重叠部分区域中的一个或两个，其中多腔板分析装置适于调节多腔板或成像装置中的两者或两者的取向，使得至少一条等高线能够同时在第一部分区域和第二部分区域观察到，其中多腔板分析装置包括至少一个评估装置，其中评估装置适于通过使用等高线对第一部分图像和第二部分图像进行匹配而由第一部分图像和第二部分图像形成至少一个合成图像。

实施例18：根据前述实施例所述的多腔板分析装置，其中，多腔板分析装置适用于执行根据前述方法实施例中任一项的方法。

实施例19：根据前述多腔板分析装置实施例中任一项所述的多腔板分析装置，其中多腔板分析装置包括适于接收多腔板的至少一个多腔板保持器。

实施例20：根据前述权利要求所述的多腔板分析装置，其中，多腔板保持器适于调节多腔板的取向。

实施方案21：根据前述两个实施方案中任一项所述的多腔板分析装置，其中多腔板保持器适于使多腔板相对于成像装置移位。

实施例22：根据前述多腔板分析装置实施例中任一项所述的多腔板分析装置，其中成像装置包括至少一个光学系统，其中光学系统包括选自以下元件构成的组中的至少一个光学元件：至少一个检测器；至少一个透镜；至少一个透镜系统。

实施例23：根据前述实施例的多腔板分析装置，其中成像装置适于监视多腔板的运动。

附图说明

为了更完整地理解本发明，参考以下结合附图对优选实施例做出的描述。本申请公开的特征可以以单独的方式或与其它特征组合来实现。本发明不限于这些实施例。附图中相同的附图标记是指相同和/或功能相似的元件，这些功能相似的元件就功能而言彼此对应。

在这些图中：

图1示出了根据本发明用于分析多腔板的一个方法实施例；

图2示出了多腔板和成像装置的取向的第一实施例；

图3示出了能够在多腔板中观察到的等高线；

图4示出了多腔板中一个示例性等高线的发展过程；

图5示出了该示例性等高线的清晰图像；

图6示出了根据本发明的多腔板分析装置的一实施例，以及多腔板和成像装置的取向的第二实施例。

具体实施方式

在图1中，示出了根据本发明的用于分析多腔板110的一个方法实施例。该方法包括使至少一个成像装置114和多腔板110沿着至少一条轴线相对于彼此移位112。图2中示出了多腔板110和成像装置114的一个实施例。多腔板110可以包括也被称为腔的多个孔。多腔板110可以是微米孔板或纳米孔板。多腔板110可以包括至少一个腔阵列116。特别是，多腔板可以包括孔阵列。腔118可以包括腔壁。例如，孔可以具有四个腔壁，并且可以具有矩形或方形的底部区域。但是，其它底部区域也是可以的。多腔板110可以包括由腔壁形成的具有列120和行122的矩阵。该矩阵具体可以是或可以包括一个以上行122和一个以上列120的矩形矩阵。行122和列120具体可以以矩形方式布置。然而，其它排列也是可行的，例如非矩形排列。

成像装置114和/或多腔板110可以沿着一条轴线或沿着多于一条轴线移位。多腔板可以具有第一端124和第二端126。x方向可以被定义为从第一端124到第二端126的方向。多腔板的长度可以是从第一端124到第二端126的距离。优选的是，成像装置114和多腔板110中的一者或两者可以沿着一条轴线，特别是沿着x轴线，相对于彼此移位。y轴可以垂直于x轴，特别是沿多腔板110的宽度垂直于x轴。z轴可以垂直于xy平面。

多腔板110可以包括基本扁平的元件128，基本扁平元件128包括多个腔118。腔118可以位于同一面中。基本扁平元件128可以包括表面。基本扁平元件128可以是xy平面内的平面，具有例如±20°以下的公差，优选±10°以下的公差，更优选±5°以下的公差。特别是，基本扁平元件的表面可以是xy平面内的平面，具有例如±20°以下的公差，优选±10°以下的公差，更优选±5°以下的公差。扁平元件128，特别是表面，在热循环期间可能弯曲和/或翘曲，从而发生与平面设计的偏差。

成像装置114可以包括至少一个传感器，特别是至少一个光学传感器。传感器可以形成为整体的单个装置或者作为多个装置的组合体。成像装置114可以包括至少一个光学系统。光学系统可以包括选自由以下元件组成的至少一个光学元件：至少一个检测器；至少一个透镜；至少一个透镜系统。成像装置114可以适于监视多腔板沿轴线的移动，特别是连续监视。例如，成像装置114可以包括拍摄装置，例如摄像机。

该方法包括对多腔板110的至少一个第一区域132的至少一个第一部分图像和多腔板110的至少一个第二部分区域134的至少一个第二部分图像进行成像130。成像装置114的视场可以小于多腔板110沿着轴的延伸范围。多腔板110的延伸范围可以比视场大两倍、三倍或更多倍，使得成像装置114可以适于对多腔板110进行部分成像。部分区域132、134，特别是x方向上的长度，可以由成像装置114的位移和视场限定。每个部分区域可以具有中心，其中第一部分区域132和第二部分区域134的中心具有不同的x坐标。第一部分区域132和第二部分区域134可以是沿着x轴相邻的顺序排列区域。第一部分区域132和第二部分区域134可以是邻接的部分区域。第一部分区域132和第二部分区域134可以重叠。第一和第二部分区域132、134可以在不改变成像装置114的焦距的情况下进行成像。该方法可以包括对多腔板110的顺序排列的部分区域进行成像。该方法可以包括对整个多腔板110进行成像。成像装置114可以适于通过对多个部分区域进行成像来对整个多腔板110进行成像。

该方法包括调节多腔板110或成像装置114中的一者或两者的取向136，使得至少一条等高线138能够同时在第一部分区域132和第二部分区域134两者中观察到。图3示出在多腔板110中可观察到的等高线。调节步骤136可以包括对准、移动、倾斜、改变、扭转多腔板110或成像装置114中的一者或两者的取向中的一项或多项。在图2至图5中，示出了取向的第一实施例，其中多腔板110或成像装置114中的一者或两者是倾斜的。成像装置114可以包括至少一个具有至少一个传感器表面的传感器。调节图像装置114和/或多腔板110的取向可以包括调节传感器表面和多腔板110相对于彼此的空间取向，特别是改变传感器表面和多腔板110之间的至少一个空间角度。例如，多腔板110和/或成像装置114可以相对于彼此倾斜不超过20°，优选不超过10°，更优选的是不超过5°。

例如，多腔板110可以在成像装置114的景深内倾斜。多腔板可以严格地在景深内倾斜，以及稍微超出景深倾斜。作为补充或替代，成像装置114可以倾斜，使得多腔板110严格地位于景深内以及稍微超过景深。多腔板110可以倾斜和/或可以位于成像装置114的景深范围内，使得至少一条等高线可以被精确地聚焦和/或具有可接受的清晰度。

在图3至图5中，等高线可以是曲线等高线。等高线138可以从第一端124延伸到第二端126。图4示出了多腔板中的等高线138从第一端124延伸到第二端126的发展过程。等高线138可以是连续的。特别是，等高线138在第一区域132和第二部分区域134的过渡部或过渡区域或重叠区域中可以是连续的。具体而言，等高线138在第一部分区域132和第二部分区域134的过渡区域或重叠区域中可以不具有跃变。等高线138可以在第一部分区域132和第二部分区域134两者中延伸。等高线138可以在两个相邻和/或重叠的部分区域中延伸。具体地说，等高线138可以平行于成像装置114的位移延伸，使得行122随列120的不同而改变。等高线138可以从第一部分区域132延伸到第二部分区域134内。

图5示出了示例性等高线138的清晰图像。该等高线可以位于成像装置的焦平面内。具体来说，等高线可以被精确地聚焦和/或具有可接受的清晰度。如上所述，扁平元件，特别是表面，可能在热循环期间弯曲和/或翘曲，从而发生与平面设计的偏差。等高线可以是通过弯曲和翘曲表面的清晰线或包络线(swathe)。沿着多腔板110的等高线138的清晰图像可以提供对腔118的列120进行精确计数的可能性。从图5可以看出，多腔板110的其它区域可能没有对准焦点。

图6示出了多腔板110和成像装置114的取向的第二实施例，其中多腔板110仅在纵向方向上，特别是z方向上弯曲。在这种情况下，腔矩阵的列120表示等距的等高线138。在这种情况下，等高线138可以是直线等高线，其中行122沿着等高线138保持相同。如果调节多腔板110或成像装置114中的一者或两者的取向，使得直线等高线138中的一个能够同时在第一部分区域132和第二部分区域134两者中观察到，特别是同时聚焦在一部分区域132和第二部分区域134两个区域，则该等高线138可以被识别出来并且可以用于对第一和第二部分图像进行匹配。

该方法包括通过使用等高线138匹配第一部分图像和第二部分图像而由第一部分图像和第二部分图像形成至少一个合成图像140。形成步骤140可以包括将第一部分图像和第二部分图像合成、拼接、连接、合并为合成图像中的一项或多项。另外，形成合成图像的步骤140还可以包括至少一个切割步骤，其中重叠区域在第一或第二部分区域之一上被切割。合成图像可以形成为使得多腔板110的所有腔118在合成图像内都只被包括一次。特别是，腔118中没有一个被包括两次。合成图像可以是成像的部分区域132、134的合成图像。第一部分图像和第二部分图像的匹配可以包括识别出能够同时在两个部分图像中观察到的至少一条等高线138，具体来说，识别出能够同时在两个部分图像中观察到的、得到聚焦的至少一条等高线138。此外，匹配可以包括比较部分图像和拼接部分图像，使得合成图像呈现出该至少一个连续等高线138。形成合成图像可以包括对腔阵列的列120和/或行122进行计数。形成合成图像可以在逐区域读出每个单一个腔118之前执行。

在该方法中，可以确定关于多腔板110或成像装置114中的一个或两个沿着轴线移位的至少一个信息。可以使用至少一条等高线138来描绘多腔板110的弯曲和/或翘曲的表面。由于多腔板110的不均匀性，多腔板110可能在成像装置114的焦深范围之外。通过调节多腔板110或成像装置114中的一个或两个的取向允许部分图像的至少部分，特别是等高线138，得到聚焦。可以调节多腔板110和/或成像装置114，使得等高线138能够从多腔板的第一端124到第二端126观察到，特别是得到聚焦。等高线138可以与成像装置114的位移平行地延伸，使得行122随列120的不同而改变。在多腔板110沿纵向方向(特别是z方向)弯曲的情况下，腔矩阵的列120表示等距离等高线138。部分区域132、134可以在不改变成像装置114的焦距的情况下成像。可以通过使用所述等高线的清晰图像对部分图像132、134进行匹配。该方法可以允许通过使用成像装置114来测量确切的位移量，成像装置114通过观察腔118的移动监视多腔板110或成像装置114中的一者或两者的运动，尤其连续地监视。通过不失焦地在使成像装置114和/或多腔板110中的一个或两个移位的同时对列120和/或行122进行计数，可以允许正确地确定多腔板110或成像装置114中的一个或两个沿轴线的位移，特别是列120和/或行122的数量。该方法可以在不使用基准点且不使用自动对焦技术的情况下允许确定多腔板110或成像装置114中的一者或两者沿轴线的位移。

该方法可以包括至少一个读出步骤142。读出步骤142可以包括读出多个腔118，特别是整个多腔板110。读出步骤142可以在确定沿着轴线的位移之后执行。读出步骤142可以在形成合成图像之后执行。可以利用调节成像装置114的焦距以便使其它区域特别是其它腔118对焦来执行读出步骤142。读出步骤142可以包括使用自动对焦技术。

图6还高度示意性地示出了多腔板分析装置144的一个示例性实施例。多腔板分析装置144包括成像装置114。多腔板分析装置144适于使成像装置114和多腔板110沿着至少一条轴线相对于彼此移位。成像装置114适于对多腔板110的至少一个第一部分区域132的至少一个第一部分图像和多腔板110的至少一个第二部分区域134的至少一个第二部分图像进行成像。第一部分区域132和第二部分区域134是多腔板110上相邻或重叠的部分区域中的一个或两个。多腔板分析装置适于调节多腔板或成像装置144中的一者或两个的取向，使得至少一条等高线138能够同时在第一部分区域132和第二部分区域134两者中观察到。多腔板分析装置包括至少一个评估装置146，其中评估装置146适于通过使用等高线138对第一部分图像和第二部分图像进行匹配而由第一部分图像和第二部分图像形成至少一个合成图像。该至少一个评估装置146可以包括至少一个数据处理装置，在该至少一个数据处理装置上存储有包含多个计算机指令的软件代码。评估装置146可以提供一个以上用于执行一个以上指定操作的硬件元件，并且/或者提供一个以上处理器，处理器上具有在其上运行的用于执行一个以上指定操作的软件。

附图文字

110多腔板

112移位步骤

114成像装置

116阵列

118腔

120列

122行

124第一端

126第二端

128基本平面的元件

130成像步骤

132第一部分区域

134第二部分区域

136调节步骤

138等高线

140形成步骤

142读出步骤

144多腔板分析装置

146评估装置

Claims (15)

1.一种用于分析多腔板(110)的方法，其中，所述方法包括以下步骤：

-使至少一个成像装置(114)和所述多腔板(110)沿着至少一条轴线相对于彼此移位(110)；

-对所述多腔板(110)的至少一个第一部分区域(132)的至少一个第一部分图像和所述多腔板(110)的至少一个第二部分区域(134)的至少一个第二部分进行成像(130)，其中，所述第一部分区域(132)和所述第二部分区域(134)是所述多腔板(110)的相邻或重叠的部分区域中的一个或两个；

-调节所述多腔板(110)或所述成像装置(114)中的一者或两者的取向(138)，使得至少一条等高线(138)能够同时在所述第一部分区域(132)和所述第二部分区域(134)中观察到；

-通过使用所述等高线(138)对所述第一部分图像和所述第二部分图像进行匹配而由所述第一部分图像和所述第二部分图像形成至少一个合成图像(140)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述方法中，确定关于所述多腔板(110)或所述成像装置(114)中的一者或两者沿所述轴线的位移的至少一个信息。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述等高线(138)在所述成像装置(114)的焦平面内。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述多腔板(110)包括至少一个腔阵列(116)，其中，形成所述合成图像包括对所述腔阵列(116)的列(120)和/或行(118)进行计数。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述多腔板(110)具有第一端(124)和第二端(126)，其中，所述等高线(138)从所述第一端(124)延伸到第二端(126)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述成像装置(114)包括至少一个具有至少一个传感器表面的传感器，其中，调节所述图像装置(114)和/所述多腔板(110)的取向包括调节所述传感器表面和所述多腔板(110)相对于彼此的空间取向。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述多腔板(110)倾斜地位于所述成像装置(114)的景深范围内。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述成像装置(114)的视场小于所述多腔板(110)沿着所述轴线的延伸范围。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述成像装置(114)包括至少一个光学系统，其中，所述光学系统包括选自由以下元件构成的组中的至少一个光学元件：至少一个检测器；至少一个透镜；至少一个透镜系统。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述成像装置(114)适于监视所述多腔板(110)沿所述轴线的运动。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法包括对所述多腔板(110)的诸部分区域相继成像。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述多腔板(110)包括至少一个腔阵列(116)，其中，所述方法包括至少一个读出步骤(142)，其中，所述读出步骤(142)包括读出多个腔(118)，其中，所述读出步骤(142)在形成所述合成图像之后执行。

13.一种多腔板分析装置(144)，其中，所述多腔板分析装置(144)包括至少一个成像装置(114)，其中，所述多腔板分析装置(144)适于使所述成像装置(114)和所述多腔板(110)沿着至少一条轴线相对于彼此移位，其中，所述成像装置(114)适于对所述多腔板(110)的至少一个第一部分区域(132)的至少一个第一部分图像和所述多腔板(110)的至少一个第二部分区域(134)的至少一个第二部分图像进行成像，其中，所述第一部分区域(132)和所述第二部分区域(134)是所述多腔板(110)上相邻或重叠部分区域中的一个或两个，其中，所述多腔板分析装置(144)适于调节所述多腔板(110)或所述成像装置(114)中的一者或两者的取向，使得至少一条等高线(138)能够同时在所述第一部分区域(132)和所述第二部分区域(134)中观察到，其中，所述多腔板分析装置(144)包括至少一个评估装置(146)，其中，所述评估装置(146)适于通过使用所述等高线(138)对所述第一部分图像和所述第二部分图像进行匹配而由所述第一部分图像和所述第二部分图像形成至少一个合成图像。

14.根据权利要求13所述的多腔板分析装置(144)，其中，所述多腔板分析装置(144)适于执行根据权利要求1至12中任一项所述的方法。

15.根据权利要求13或14所述的多腔板分析装置(144)，其中，所述多腔板分析装置(144)包括至少一个适于接收所述多腔板(110)的多腔板保持器，其中，所述多腔板保持器适于调节所述多腔板(110)的取向。