CN117891042A - 一种对焦方法、光学成像系统、测序系统及介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对焦方法，所述方法包括使光源发射第一光束至样品；使驱动模组驱动物镜沿其光轴以第一步距向样品移动，并在每次移动后，获取物镜的第一位置和对焦传感器接收到的从样品表面反射的第一光束信息；基于第一位置和第一光束信息，确定物镜对目标表面的光学对焦位置；基于光学对焦位置，使驱动模组驱动物镜沿其光轴以第二步距移动，并在每次移动后，获取物镜的第二位置并使图像传感器对目标表面上的待测对象进行成像以形成第一图像，将图像质量最佳的第一图像所对应的物镜的第二位置作为物镜对目标表面的第一图像对焦位置。通过上述对焦方法，能够实现物镜对样品的准确对焦，获得清晰图像。

Description

一种对焦方法、光学成像系统、测序系统及介质

技术领域

本发明涉及光学检测领域，具体涉及一种对焦方法、光学成像系统、测序系统及介质。

背景技术

核酸样品的碱基序列测定通常是基于基因测序平台来实现，目前市面上的测序平台包括一代测序平台、二代测序平台和三代测序平台。从功能控制角度，测序平台包括探测模块，利用探测模块转化和/或收集序列测定中生化反应产生的信息变化，以进行碱基序列测定。根据测序原理的不同，探测模块一般包括光学检测模块、电流检测模块和/或酸碱(pH)检测模块。基于光学检测原理的测序平台通过分析采集检测到的测序生化反应中的光信号变化来进行序列测定。

目前生物学领域中的众多发展已受益于改良的光学成像系统及技术，诸如用于测序平台中的光学成像系统及技术。在使用这些光学成像系统进行成像期间维持准确聚焦对于成功的成像操作可以是重要的。因此，常常在使用系统之前校准系统的焦平面并进行维持。但是在实际的应用中利用光学成像系统进行成像时，容易存在一些外界的干扰，从而导致对焦或追焦的失败。例如，在将光学成像系统应用于序列测定时，如果对象为位于芯片中的核酸分子，在芯片内部的液体带有气泡，大团荧光杂质或芯片表面灰尘、划痕等情况下，均容易导致光学成像系统追焦失败。例如使用光学成像系统进行成像时，可能因为外部原因的抖动，从而导致光学成像系统追焦失败，而在光学成像系统追焦失败的情况下，如果光学成像系统无法重新追焦，则会导致图像成像模糊，从而无法完成碱基序列测定。

发明内容

本发明旨在至少一定程度解决上述技术问题至少之一。

根据第一方面，提供了一种对焦方法，所述方法用于光学成像系统，所述光学成像系统包括载台和成像装置，所述载台用于承载样品，所述样品包括多个轴向移位的表面，所述多个轴向移位的表面中的至少一个负载有待测对象，定义负载有待测对象的表面为待成像的目标表面，所述成像装置包括驱动模组、物镜、对焦模组和图像传感器，所述对焦模组包括光源和对焦传感器，所述方法包括：

使所述光源发射第一光束至所述样品；

使所述驱动模组驱动所述物镜沿其光轴以第一步距向所述样品移动，并在每次移动后，获取所述物镜的第一位置和所述对焦传感器接收到的从所述样品表面反射的第一光束信息；

基于所述第一位置和所述第一光束信息，确定所述物镜对所述目标表面的光学对焦位置；

基于所述光学对焦位置，使所述驱动模组驱动所述物镜沿其光轴以第二步距移动，并在每次移动后，获取所述物镜的第二位置并使所述图像传感器对所述目标表面上的待测对象进行成像以形成第一图像，将图像质量最佳的所述第一图像所对应的所述物镜的第二位置作为所述物镜对所述目标表面的第一图像对焦位置。

根据第二方面，提供了一种光学成像系统，其特征在于，包括：

载台，用于承载样品，所述样品包括多个轴向移位的表面，所述多个轴向移位的表面中的至少一个负载有待测对象，定义负载有待测对象的表面为待成像的目标表面；

成像装置，包括物镜、对焦模组、驱动模组和图像传感器，所述对焦模组包括光源和对焦传感器；

控制器，用于：

控制所述光源发出第一光束至所述样品；

控制所述驱动模组驱动所述物镜沿其光轴以第一步距向所述样品移动，并在每次移动后，获取所述物镜的第一位置和所述对焦传感器接收到的从所述样品表面反射的第一光束信息；

基于所述第一位置和所述第一光束信息，确定所述物镜对所述目标表面的光学对焦位置；

基于所述光学对焦位置，控制所述驱动模组驱动所述物镜沿其光轴以第二步距移动，并在每次移动后，获取所述物镜的第二位置并控制所述图像传感器对所述目标表面上的待测对象进行成像以形成第一图像，将图像质量最佳的所述第一图像所对应的所述物镜的第二位置作为所述物镜对所述目标表面的第一图像对焦位置。

根据第三方面，提供了一种测序系统，包括上述光学成像系统。

根据第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述介质上存储有程序，所述程序能够被处理器执行以实现如第一方面所述的方法。

据上述实施例的对焦方法，通过使光源发射第一光束至样品，并利用驱动模组驱动物镜沿其光轴以第一步距向样品移动，并在每次移动后，获取物镜的第一位置和对焦传感器接收到的从样品表面反射的第一光束信息；基于第一位置和第一光束信息，确定物镜对目标表面的光学对焦位置；基于光学对焦位置，控制驱动模组驱动物镜沿其光轴以第二步距移动，并在每次移动后，获取物镜的第二位置并使图像传感器对目标表面上的待测对象进行成像以形成第一图像，将图像质量最佳的第一图像所对应的物镜的第二位置作为物镜对目标表面的第一图像对焦位置，能够实现准确对焦，获得清晰图像。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为一种实施例的光学成像系统的结构示意；

图2为另一种实施例的光学成像系统的结构示意；

图3为一种实施例的样品的结构示意；

图4为一种实施例的对焦方法的流程示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

目前测序平台在利用光学成像系统对承载于芯片上的待测对象进行成像以进行碱基序列测定(以下简称“测序”)过程中，为获得清晰图像，成像系统需要进行对焦，例如，通过移动芯片和/或光学成像系统的物镜，以使芯片位于物镜的焦平面上，并在对焦成功后记录光学成像系统获得清晰图像时物镜与芯片之间的相对距离，并保持该相对距离的过程可以称作是锁焦。当外部抖动或其它原因导致物镜与芯片的相对位置发生改变时，通过调整使得物镜与芯片回到锁焦时的相对距离，从而消除抖动的干扰，该过程可以称作是追焦，追焦可以是手动进行调整的，也可以是光学成像系统自动进行调整的，而后者则可以称作是自动追焦。

请参考图1和图2，一些实施例中提供一种光学成像系统，其包括载台20和成像装置，成像装置包括光源模组17、成像模组18、对焦模组19、驱动模组21和控制器22，以下分别进行具体的说明。

载台20用于承载样品。其中，样品可以是基因测序芯片，其用于承载待测对象，例如DNA片段或RNA片段等生物分子。请参考图3，一些实施例中，样品包括多个相对于物镜光轴轴向移位的表面，例如当样品包括上玻璃板和下玻璃板，以及夹在上玻璃板和下玻璃板中间的通道(或流体通道)时，多个轴向移位的表面包括上玻璃板的上表面(A面)，上玻璃板的下表面(B面)和下玻璃板的上表面(C面)。其中，多个轴向移位的表面中的至少一个负载有待测对象，而负载有待测对象的表面为待成像的目标表面。例如，B面是经过特殊的化学修饰，其表面通过氢键连接一段寡核苷酸序列，该寡核苷酸序列可与单链DNA或RNA的接头序列互补杂交，即待测对象位于B面，因此该B面也是最终要进行下文所说的光学对焦和图像对焦的目标表面。一些实施例中，待测对象位于C面，C面是最终要进行下文所说的光学对焦和图像对焦的目标表面。在一些实施例中，待测对象位于B面和C面上，B面和C面是最终要进行下文所说的光学对焦和图像对焦的目标表面。一些实施例中，样品可以包括多个视野/视场(FOV，field of view，指光学成像系统的物镜一次性能观测到的范围)，因此光学成像系统每对样品的一个视场完成图像采集后，需要转移到样品的另一个视场，直至全部的视场均完成图像采集。

请继续参考图1，对焦模组19包括第一光源和对焦传感器15。其中，第一光源用于提供第一光束，例如850nm的红外光，物镜7用于将第一光束投射至样品并收集从样品表面反射的第一光束。对焦传感器15接收物镜7收集到的从样品表面反射的第一光束，以得到第一光束信息。一些实施例中，对焦传感器15的内部包括CCD阵列，CCD阵列可以检测第一光束的光斑的形状和大小，根据光斑的形状和大小，确定样品是否位于物镜的焦面上，从而实现对焦检测，并且CCD阵列还可以对检测到的第一光束进行光电转换后用于输出相应的电压。一些实施例中，第一光源可以是对焦传感器15的内置光源。一些实施例中，对焦模组19还包括第三反射镜16。

请继续参考图1，光源模组17包括第二光源1、准直透镜2、会聚透镜3、第一反射镜4、第一滤光片5和第一二向色镜6。第二光源1发出第二光束，第二光束为双波长激发光，例如640nm和532nm的激光，当其照射样品上的待测对象时，用于激发待测对象中不同碱基上标记的不同荧光基团产生荧光。

请继续参考图1，成像模组18包括物镜7和图像传感器。其中，当第二光源1发出的第二光束经过物镜7时，物镜7用于将第二光束投射到样品，并收集样品上的待测对象产生的荧光。而图像传感器用于将物镜7收集的荧光进行成像，以对待测对象进行图像采集。一些实施例中，成像模组18包括含上述图像传感器的第一相机8和第二相机9，成像模组18还包括第二二向色镜10、筒镜11、第二反射镜12和第三二向色镜14，第一相机8与第二二向色镜10之间设置第二滤光片，第二相机9与第二二向色镜10之间设置第三滤光片。具体地，第二光源1发出的第二光束依次经准直透镜2、会聚透镜3、第二反射镜4、第一滤光片5和第一二向色镜6后被第三二向色镜14反射进入物镜7，被物镜7投射到样品上，激发待测对象上的不同荧光基团发出荧光，荧光经物镜7接收后再依次经第三二向色镜14、第二反射镜12和筒镜11，然后被第二二向色镜10分成第三光束和第四光束。其中第三光束透过第二二向色镜10并经第二滤光片后被第一相机8接收，第四光束被第二二向色镜10反射并经第三滤光片后被第二相机9接收。第三光束包括第一波长的荧光信号，例如代表A碱基的信号；第四光束包括第二波长的荧光信号，例如代表T碱基的信号。

请继续参考图1，一些实施例中，第二光源1发出第二光束，第二光束依次穿过准直透镜2(用于准直和扩束)和会聚透镜3，然后由第一反射镜4反射后透过第一滤光片5，然后再依次经过第一二向色镜6反射(用于640nm和532nm的激光反射)和第三二向色镜14反射(用于640nm和532nm的激光反射)，最后经过物镜7后照射在样品上，并激发样品上的待测对象产生荧光。物镜7收集的荧光透过第三二向色镜14(用于荧光的透射)，然后由第二反射镜12反射至筒镜11，经筒镜11汇聚后发射至第二二向色镜10，第二二向色镜10接收来自筒镜11光束并把该光束分成第三光束和第四光束，第三光束透过第二二向色镜10并经第二滤光片后被第一相机8接收，第四光束被第二二向色镜10反射并经第三滤光片后被第二相机9接收。第三光束包括第一波长的荧光信号，例如代表A碱基的信号；第四光束包括第二波长的荧光信号，例如代表T碱基的信号。

请继续参考图1，一些实施例中，第一光源发出第一光束，第一光束先经过第三反射镜16反射并透过第一二向色镜6(用于850nm的红外光透射)，然后由第三二向色镜14反射至物镜7，最后经过物镜7后照射在样品上，从样品表面反射的第一光束经物镜7收集后经过第三三向色镜14反射并透过第一二向色镜6，最后由第三反射镜16反射至对焦传感器15。

驱动模组21用于驱动物镜进行移动。一些实施例中，驱动模组21用于驱动物镜沿着其光轴运动，例如垂直方向的运动，从而可以调节物镜与样品之间的距离，使得样品的目标表面(例如B面)位于物镜的焦平面上，以完成对样品的光学对焦或者图像对焦。一些实施例中，驱动模组21可以通过伺服电机、步进电机等器件来驱动物镜进行移动，也可以通过直线模组、丝杆等器件来驱动物镜进行移动。

一些实施例中，当驱动模组21驱动物镜进行移动，并使得样品的目标表面(例如B面)位于物镜的焦平面时，则可以说是成功实现了对焦。一些实施例中，可以根据对焦传感器15的检测结果来判断样品的表面是否位于物镜的焦平面上，例如，当样品的表面位于物镜的焦平面上时，表面可以反射的光也是最多的，因此对焦传感器检测到的反射光的光强值也是最大的。一些实施例中，第一光源所提供的第一光束的截面为半圆形，当第一光束经过物镜后会在其焦平面汇聚成一个圆点。当样品的表面位于物镜的焦平面时，从样品表面反射的第一光束在对焦传感器的CCD阵列上的光斑也是一个圆点。当样品的表面位于物镜的焦平面之上时，反射光在对焦传感器的CCD阵列上的光斑会是一个右半圆，当样品的表面位于物镜的焦平面之下时，反射光在对焦传感器的CCD阵列上的光斑会是一个左半圆，因此通过对焦传感器15检测到的从样品表面反射的第一光束的光强值和光斑信息可以判断样品的表面是否位于物镜的焦平面上，即是否对焦成功。而通过对焦传感器15的检测结果判断是否对焦成功的过程，则可以称作是光学对焦的过程。第一光束信息包括第一光束的光强值和/或光斑信息。

一些实施例中，也可以根据图像传感器所采集图像的清晰度来判断样品的目标表面(例如B面)是否位于物镜的焦平面上。例如，当样品的目标表面位于物镜的焦平面时，也就是物镜收集荧光信号的最佳位置，因此图像传感器对待测对象进行成像后的图像清晰度也是最佳的，例如清晰度最高。当样品的目标表面位于物镜的焦平面之上或之下时，图像传感器对待测对象进行成像后的图像清晰度均低于最佳的清晰度，因此通过判断图像的清晰度，便可以判断样品的目标表面是否位于物镜的焦平面上，即是否对焦成功。而通过图像传感器采集的图像判断是否对焦成功的过程，则可以称作是图像对焦的过程。

一些实施例中，由于最终是通过图像传感器对待测对象产生的荧光进行成像，从而实现待测对象的碱基序列测序，因此最终需要成功实现图像对焦。一些实施例中，基于图像对焦后图像传感器对目标表面的待测对象进行成像而得到的图像的清晰度高于基于光学对焦后图像传感器对目标表面的待测对象进行成像而得到的图像的清晰度。因此，需要先进行光学对焦，根据对焦传感器15的检测结果找到样品的目标表面(例如B面)，并在光学对焦成功时获取目标表面对应的物镜位置。光学对焦可视为是一种粗对焦，即基于光学对焦所获取的目标表面对应的物镜位置还不是进行光学成像的最佳位置，其不能直接用于最终的光学曝光和图像采集，还需要基于光学对焦所获取的目标表面对应的物镜位置，再通过图像对焦对样品的目标表面进行细对焦，然后找到图像传感器对目标表面进行成像而得到的图像清晰度最佳时所对应的物镜位置，用于最终的光学曝光和图像采集。在本实施例中，利用物镜对样品先进行光学对焦，找到目标表面，再对目标表面进行图像对焦，可实现物镜对样品的准确对焦，提高图像的清晰度。

控制器22用于基于物镜7的当前位置，控制驱动模组21驱动物镜7进行移动，并在每次移动后控制对焦传感器15进行检测，以对样品的表面进行光学对焦，并在光学对焦成功时获取物镜的位置，以作为光学对焦位置。

一些实施例中，在初始情况下，物镜的当前位置可以是经过人工进行调整后的大概位置，然后基于物镜的当前位置进行光学对焦。一些实施例中，物镜的当前位置也可以是前一个样品的对焦位置，然后将前一个样品更换成当前样品后基于物镜的当前位置进行光学对焦。

一些实施例中，当样品具有多个表面时，其中只有一个表面是目标表面，因此需要先找到该目标表面。一些实施例中，基于物镜的当前位置，控制驱动模组驱动物镜沿其光轴在第一范围内以第一步距进行移动。例如物镜的当前位置在沿光轴方向的坐标Z＝Z1，那么第一范围则可以是(Z1+X，Z1-X)，然后控制器22控制驱动模组驱动物镜以第一步距，从坐标Z1-X沿着光轴方向扫描至坐标Z1+X。一些实施例中，X取值175μm，而第一步距取2.0μm，从而可以在较大的范围内寻找样品表面。其中，在物镜每次移动后，控制器22均会控制对焦传感器15对从样品表面反射的第一光束进行检测。当物镜在第一范围内扫描完后，控制器22根据各次检测的结果，判断是否检测到表面。一些实施例中，可以根据各次检测中从样品表面反射的第一光束的光强值和光斑信息，得到各次检测时物镜的焦平面与样品表面的相对距离，例如当光强值取得极大值时，且光斑的大小和形状是个圆点，则可以判断物镜的焦平面与样品表面的相对距离为零或基本为零(允许误差范围内)，因此每存在一次检测所得到物镜的焦平面与样品表面的相对距离为零时，则可以判断该次检测检测到表面。若检测到有至少一个表面，且其中存在目标表面，则光学对焦成功，并获取在检测到目标表面时物镜的位置，以作为光学对焦位置，否则光学对焦失败。

一些实施例中，当通过光学对焦检测到有至少一个表面，且至少一个表面中存在目标表面时，控制器22用于分别获取检测到各个表面时物镜的各个位置，然后根据物镜的各个位置之间的距离，得到各个表面之间的距离。再根据各个表面之间的距离，判断各个表面位于样品上的位置，最后根据各个表面在样品上的位置，从两个或两个以上表面中确定目标表面。本实施例中，通过物镜的各个位置之间的距离可以大概得到各个表面之间的距离，而对于每一种样品来说，其各个表面之间的距离都是确定的，因此根据各个表面之间的距离判断出各个表面在样品上的位置，最后根据多个表面在样品上的位置中确定目标表面。一些实施例中，样品的表面分别是上玻璃板的上表面(A面)，上玻璃板的下表面(B面)和下玻璃板的上表面(C面)，而上玻璃的厚度为175um,流体通道的厚度为75um,下玻璃厚度的为500um，因此根据各个表面之间的距离便可以确定A面、B面和C面，并选择目标表面B面。一些实施例中，在得到物镜的各个位置之间的距离后，还需要考虑到该距离是在空气介质检测得到玻璃介质中的厚度，因此需要进行折射率的换算，即将物镜的各个位置之间的距离乘以玻璃的折射率，便可以得到各个表面之间的距离。

在一些实施例中，图像对焦包括第一次图像对焦和第二次图像对焦。

基于物镜的光学对焦位置，控制器22控制驱动模组驱动物镜进行移动，并在每次移动后控制图像传感器对目标表面上的待测对象进行图像采集，以对待测对象进行第一次图像对焦，并在第一次图像对焦成功时获取物镜的位置，以作为第一图像对焦位置。具体地，在基于物镜的光学对焦位置，控制器22控制驱动模组驱动物镜在第二范围内以第二步距进行移动。例如物镜的光学对焦位置在沿光轴的坐标Z＝Z2，那么第二范围则可以是(Z2+Y，Z2-Y)，然后控制器22控制驱动模组21驱动物镜7以第二步距，从坐标Z2-Y沿着光轴方向步距扫描至坐标Z2+Y。一些实施例中，Y取值5μm，而第二步距取1.0μm，从而可以在较小的范围内寻找表面，由第二范围和第二步距可知，图像对焦的精确度是高于光学对焦的。其中，在物镜每次移动后，控制器22均会控制图像传感器对待测对象进行图像采集，并得到第一图像，然后获取各个第一图像中清晰度最佳的第一图像，若清晰度最佳的第一图像的清晰度优于门限清晰度则图像对焦成功，并获取得到清晰度最佳的第一图像时物镜的位置，以作为图像对焦位置。本实施例中，图像的清晰度可以通过对图像进行评估后得到，例如可以计算图像的锐度值，并将锐度值作为图像的清晰度。例如还可以对图像中的亮斑进行评估后得到对应的分值，然后将该分值作为图像的清晰度，而每一个图像中的亮斑的分值由以下公式进行计算：

Score＝((k1*k2-1)CV-EV)/((CV+EV)/(k1*k2))

其中，定义亮斑对应的矩阵是奇数行和奇数列构成的矩阵k1*k2，其包含k1*k2个像素点，CV表示亮斑对应的矩阵的中心像素值,EV表示亮斑对应的矩阵的非中心像素值的总和。可以理解的是，对于图像的清晰度，还可以通过其它的方式对图像进行评估后得到。一些实施例中，获取得到清晰度最佳的第一图像时物镜的位置后，则说明在第二范围内该物镜的位置最接近最佳对焦距离，因此当清晰度最佳的第一图像的清晰度优于门限清晰度时，则可以认为图像对焦成功，并获取物镜的图像对焦位置，其中门限清晰度可以是图像满足基因测序所需的图像清晰度。

一些实施例中，在控制驱动模组21驱动物镜7在第二范围内以第二步距进行移动时，控制器22还用于在物镜7每次移动后，判断图像传感器所得到的第一图像的清晰度是否优于预设清晰度，若小于预设清晰度，则保持第二步距，并控制驱动模组21驱动物镜7继续进行移动。若大于预设清晰度，则减小第二步距后，再控制驱动模组21驱动物镜7继续进行移动。本实施例中，当所得到的第一图像的清晰度优于预设清晰度时，则说明此时物镜的位置越来越接近最佳对焦距离，因此为了得到精确度更高的物镜位置，需要减小第二步距，反之则保持第二步距，以继续靠近最佳对焦距离。例如，在第二范围(Z2+Y，Z2-Y)，Y取值5μm，第二步距取1.0μm的情况下，当所得到的第一图像的清晰度优于预设清晰度时，第二步距减少为0.3μm，反之保持1.0μm。

控制器22还用于基于物镜7的第一次图像对焦位置，控制驱动模组21驱动物镜7进行移动，并在每次移动后控制图像传感器对待测对象进行图像采集，以对待测对象进行第二次图像对焦，并在第二次图像对焦成功时获取对焦传感器15基于接收到的从目标表面反射的第一光束进行光电转换所产生的电压，以作为追焦电压。

一些实施例中，具有一定的长度的待测对象(例如单链核酸分子)的一端固定在目标表面上，待测对象的另一端与固定其的目标表面之间相距一定距离(例如十至百纳米)，使得当目标表面位于物镜7焦平面时，待测对象并非真实位于物镜7焦平面上，若此时将对焦传感器15接收到的从目标表面反射的第一光束进行光电转化后产生的电压作为追焦电压，则会存在一定程度偏差，而且待测对象的长度越长，偏差越大。为减少该偏差，通过控制器22控制将对焦传感器15输出至驱动模组21的电压进行重新设置，例如进行清零(make 0)操作，以提示对焦传感器15，当目标表面位于物镜7的焦平面上时，或者从目标表面反射的第一光束在对焦传感器15的CCD阵列上形成的光斑也是一个圆点时并不是获取待测对象清晰图像的最佳时机。此时，需要进行第二次图像对焦，以获得待测对象的清晰图像。具体地，基于物镜7的第一图像对焦位置，使得物镜7在第三范围内以第三步距进行移动。在一些实施例中，第三步距等于第二步距。其中，在物镜7每次移动后，控制图像传感器对待测对象进行图像采集，并得到第二图像，获取第二图像中清晰度最佳的第二图像，若清晰度最佳的第二图像的清晰度优于门限清晰度则第二次图像对焦成功。一些实施例中，第二次图像对焦的过程与第一次图像对焦的过程基本一致，例如物镜7的图像对焦位置在沿光轴方向的坐标Z＝Z3，那么第三范围则可以是(Z3+Y，Z3-Y)，然后控制器22控制驱动模组21驱动物镜7以第三步距，从坐标Z3-Y沿着光轴方向步距扫描至坐标Z3+Y，其中Y取值5μm，而第三步距取0.3μm。

一些实施例中，在进行第二次图像对焦的过程中，对焦模组19也是进行工作的，即物镜7每次移动后，对焦模组19也会对接收到的从目标表面反射的第一光束进行光电转换并用于产生对应的电压。由于当样品的目标表面基本位于物镜的焦平面时，目标表面所反射的第一光束基本是维持稳定的，从而使得光电转换所产生的电压也是维持稳定的，因此可以通过该电压的变化判断物镜的焦平面与样品的目标表面之间的距离的变化。因此在第二次图像对焦成功时，获取得到清晰度最佳的第三图像时对焦传感器进行光电转换所产生的电压，以作为追焦电压，从而可以保证后续追焦的有效性和准确性。

在一些实施例中，控制器22用于控制驱动模组21以追焦电压驱动物镜7移动至第二图像对焦位置，并控制图像传感器对目标表面上多个位置处的待测对象进行成像，在图像传感器对每个位置处的待测对象进行成像的过程中，获取对焦传感器基于接收到的从目标表面反射的第一光束而产生的电压值与追焦电压之间的差值，根据差值控制驱动模组21驱动物镜7移动，以消除所述差值。具体地，当物镜7继续回到其第二图像对焦位置时，控制器22可以控制图像传感器用于对不同位置处的待测对象进行图像采集，从而实现基因测序。由于在图像采集的过程中，可能存在各种外部因素导致样品的目标表面偏离了物镜的焦平面，并使得目标表面所反射的第一光束发生变化，从而改变对焦传感器15基于接收到从目标表面反射的第一光束进行光电转换时所产生的电压，例如由样品的一个视场转移另一个视场时。因此需要获取对焦传感器15基于接收到的从目标表面反射的第一光束进行光电转换时所产生的电压与追焦电压之间的差值，然后根据该差值控制驱动模组21驱动物镜7进行移动，以消除所述差值，从而使得样品的目标表面重新位于物镜7的焦平面，而该过程就是自动对焦的过程。

在本发明实施例中，先通过光学对焦和第一次图像对焦确定物镜的第一次图像对焦位置，从而实现物镜对目标表面的准确对焦，然后基于物镜的第一次图像对焦位置，进行第二次图像对焦得到追焦电压，从而在基因测序的过程中，可以根据对焦传感器基于接收到的从目标表面反射的第一光束进行光电转换时所产生的电压与追焦电压之间的差值来调整物镜的位置，从而消除该差值，以实现物镜对目标表面的追焦，从而通过对焦和追焦来实现自动对焦。

一些实施例中，对焦方法还包括对追焦电压进行校验的步骤。

具体地，基于第二图像对焦位置，使驱动模组21以追焦电压驱动物镜7沿其光轴在第四范围内以第四步距移动，并在每次移动后，使图像传感器对目标表面上的待测对象进行成像以形成第三图像，将图像质量最佳的第三图像与图像质量最佳的第二图像进行比较，若二者的图像质量基本一致，则判断追焦电压通过校验。在一些实施例中，第四范围与第三范围相同，第四步距与第三步距相同。

更具体地，在控制图像传感器用于对待测对象的进行图像采集时，控制器22还用于控制物镜7在第二图像对焦位置，并控制对焦传感器15基于接收到的从目标表面反射的第一光束进行光电转换得到用于校验的电压，然后根据用于校验的电压与追焦电压之间的差值控制驱动模组21驱动物镜7进行移动后，再控制图像传感器对待测对象进行图像采集。本实施例中，在对样品进行基因测序前，还需要校验自动对焦是否正确，因此基于第二次图像对焦位置控制对焦传感器15基于接收到的从目标表面反射的第一光束进行光电转换得到用于校验的电压，然后根据其与追焦电压的差值控制物镜移动后对待测对象进行一次图像采集，以得到用于校验的图像。然后获取在第二次图像对焦成功时，图像传感器对待测对象所采集的图像以作为基准图像。判断校验的图像与基准图像之间的清晰度是否发生变化，若校验的图像与基准图像的清晰度基本一致，则说明校验通过，从而可以利用所获得的追焦电压进行自动对焦并控制图像传感器用于对待测对象的进行图像采集。

一些实施例中，若光学对焦失败，图像对焦包括第三次图像对焦，即基于物镜的当前位置，控制驱动模组21驱动物镜7进行移动，并在每次移动后控制图像传感器进行图像采集，以对待测对象进行第三次图像对焦，并在第三次图像对焦成功时获取物镜的第四位置，以作为光学对焦位置。本实施例中，当由于设备的原因或者样品的原因导致光学对焦失败时，例如光学设备(对焦模组)存在位置偏差，例如样品存在温度变化，从而导致对焦模组19的检测结果无法检测出样品表面，此时为了避免本次样品的对焦失败，可以通过图像传感器进行第三次图像对焦，以找到样品的各个表面包括目标表面。

一些实施例中，第三次图像对焦的过程与第一次图像对焦的过程基本一致，其区别在于物镜的移动范围和移动步距，即第三次图像对焦过程中物镜的移动范围和移动步距均大于第一次图像对焦的。一些实施例中，控制器22用于在物镜7的当前位置，控制驱动模组21驱动物镜7在第五范围内以第五步距进行移动。一些实施例中，第三次图像对焦过程中物镜7的移动范围和移动步距均与光学对焦的一致，即第五范围也可以是(Z1+X，Z1-X)，其中X取值也是175μm，而第五步距也取2.0μm，从而可以在较大的范围内寻找表面。其中，在物镜7每次移动后，控制器22均控制图像传感器对待测对象进行图像采集，并得到第四图像，然后根据各个第四图像的清晰度变化情况，判断是否检测到表面，由于当表面位于物镜的焦平面时，图像传感器所采集图像的清晰度大于表面位于物镜的焦平面之上和表面位于物镜的焦平面之下所采集图像的清晰度，因此根据各个第四图像的清晰度变化情况可以找到表面。一些实施例中，在根据各个第四图像的清晰度变化情况，判断是否检测到表面时，控制器22用于按照物镜的移动顺序，依次获取各个第四图像的清晰度。当存在一个第四图像的清晰度优于其相邻两个第四图像的清晰度时，则说明图像的清晰度先增加后再减少，此时可以判断在得到该第四图像时检测到表面。若检测到有至少一个表面，且所述至少一个表面中存在目标表面，则第三次图像对焦成功，并获取在检测到目标表面时物镜的第四位置，以作为光学对焦位置。本实施例中，通过图像传感器15对样品进行第三次图像对焦，从而可以在对焦模组19对焦失败时对光学对焦进行了补救。

请参考图4，一些实施例中提供一种对焦方法，所述方法用于光学成像系统，所述光学成像系统包括载台和成像装置，所述载台用于承载样品，所述样品包括多个轴向移位的表面，所述多个轴向移位的表面中的至少一个负载有待测对象，定义负载有待测对象的表面为待成像的目标表面，所述成像装置包括驱动模组、对焦模组、物镜和图像传感器，所述对焦模组包括光源和对焦传感器，所述方法包括：

步骤S100：使所述光源发射第一光束至所述样品；

步骤S200：使所述驱动模组驱动所述物镜沿其光轴以第一步距向所述样品移动，并在每次移动后，获取所述物镜的第一位置和所述对焦传感器接收到的从所述样品表面反射的第一光束信息；

步骤S300：基于所述第一位置和所述第一光束信息，确定所述物镜对所述目标表面的光学对焦位置；

步骤S400：基于所述光学对焦位置，使所述驱动模组驱动所述物镜沿其光轴以第二步距移动，并在每次移动后，获取所述物镜的第二位置并使所述图像传感器对所述目标表面上的待测对象进行成像以形成第一图像，将图像质量最佳的所述第一图像所对应的所述物镜的第二位置作为所述物镜对所述目标表面的第一图像对焦位置。

一些实施例中，所述第一步距大于所述第二步距。

一些实施例中，所述方法包括：基于所述第一图像对焦位置，使所述驱动模组驱动所述物镜沿其光轴以第三步距移动，并在每次移动后，获取所述物镜的第三位置并使所述图像传感器对所述目标表面上的待测对象进行成像以形成第二图像，将图像质量最佳的所述第二图像所对应的所述物镜的第三位置作为所述物镜对所述目标表面的第二图像对焦位置；

获取所述物镜位于所述第二图像对焦位置时，所述对焦传感器基于接收到的从所述目标表面反射的第一光束而产生的电压作为追焦电压。

一些实施例中，所述方法包括：基于所述第二图像对焦位置，使所述驱动模组以所述追焦电压驱动所述物镜沿其光轴以第四步距移动，并在每次移动后，使所述图像传感器对所述目标表面上的待测对象进行成像以形成第三图像，将图像质量最佳的所述第三图像与图像质量最佳的所述第二图像进行比较，若二者的图像质量基本一致，则判断所述追焦电压通过校验。

一些实施例中，所述方法包括：使所述驱动模组以所述追焦电压驱动所述物镜移动至所述第二图像对焦位置，并利用所述图像传感器对所述目标表面上多个位置处的待测对象进行成像，在所述图像传感器对每个位置处的待测对象进行成像的过程中，获取所述对焦传感器基于接收到的从所述目标表面反射的第一光束而产生的电压值与所述追焦电压之间的差值，根据所述差值控制所述驱动模组驱动所述物镜移动，以消除所述差值。

一些实施例中，基于所述第一位置和所述第一光束信息，确定所述物镜对所述目标表面的光学对焦位置，包括：

基于所述第一光束信息，判断是否检测到所述样品的至少一个表面；

若检测到所述样品的至少一个表面，则判断检测到所述样品的至少一个表面中是否存在目标表面；

若检测到所述样品的至少一个表面中存在目标表面，则获取检测到所述目标表面时所述物镜的第一位置，并将该第一位置作为所述物镜对所述目标表面的光学对焦位置。

一些实施例中，所述基于所述第一光束信息，判断是否检测到所述样品的至少一个表面，包括：

基于所述第一光束信息，得到所述物镜的焦平面与所述样品的表面之间的相对距离，每存在一次所述物镜的焦平面与所述样品的表面之间的相对距离为零时，则判断检测到所述样品的一个表面。

一些实施例中，所述若检测到所述样品的至少一个表面，则判断检测到所述样品的至少一个表面中是否存在目标表面，若检测到所述样品的至少一个表面中存在目标表面，则获取检测到所述目标表面时所述物镜的第一位置，并将该第一位置作为所述物镜对所述目标表面的光学对焦位置，包括：

当检测到所述样品的两个或两个以上所述表面时，分别获取检测到各个所述表面时所述物镜的第一位置；

基于所述物镜的各个第一位置之间的距离，得到各个所述表面之间的距离；

基于各个所述表面之间的距离，判断各个所述表面在所述样品上的位置；

基于各个所述表面在所述样品上的位置，确定所述目标表面；

将检测到所述目标表面时所述物镜的第一位置作为所述物镜对所述目标表面的光学对焦位置。

一些实施例中，基于所述第一位置和所述第一光束信息，确定所述物镜对所述目标表面的光学对焦位置，包括：

基于所述第一位置和所述第一光束信息，判断是否检测到所述样品的至少一个表面；

若没有检测到所述样品的至少一个表面，则基于所述物镜的当前位置，使所述驱动模组驱动所述物镜沿其光轴以第五步距移动，并在每次移动后，获取所述物镜的第四位置并控制所述图像传感器对所述样品进行成像以形成第四图像；

基于各个所述第四图像的图像质量变化情况，再次判断是否检测到所述样品的至少一个表面；

若检测到所述样品的至少一个表面，则判断检测到所述样品的至少一个表面中是否存在目标表面；

若检测到所述样品的至少一个表面中存在目标表面，则获取检测到所述目标表面时所述物镜的第四位置，并将该第四位置作为所述物镜对所述目标表面的光学对焦位置。

一些实施例中，所述基于所述第一光束信息，判断是否检测到所述样品的至少一个表面，包括：

基于所述第一光束信息，得到所述物镜的焦平面与所述样品的表面之间的相对距离，每存在一次所述物镜的焦平面与所述样品的表面之间的相对距离为零时，则判断检测到所述样品的一个表面。

一些实施例中，所述基于各个所述第四图像的图像质量变化情况，再次判断是否检测到所述样品的表面，包括；

按照所述物镜的移动顺序，依次获取各个第四图像；

每存在一个第四图像的图像质量优于其相邻两个第四图像的图像质量，则判断在得到该第四图像时检测到所述样品的一个表面。

一些实施例中，所述若检测到所述样品的至少一个表面，则判断检测到所述样品的至少一个表面中是否存在目标表面；若检测到所述样品的至少一个表面中存在目标表面，则获取检测到所述目标表面时所述物镜的第四位置，并将该第四位置作为所述物镜对所述目标表面的光学对焦位置，

包括：

当检测到所述样品的两个或两个以上所述表面时，分别获取检测到各个所述表面时所述物镜的第四位置；

基于所述物镜的各个第四位置之间的距离，得到各个所述表面之间的距离；

基于各个所述表面之间的距离，判断各个所述表面在所述样品上的位置；

基于各个所述表面在所述样品上的位置，确定所述目标表面；

将检测到所述目标表面时所述物镜的第四位置作为所述物镜对所述目标表面的光学对焦位置。

一些实施例中，所述第一光束信息包括第一光束的光强值和/或光斑信息。

一些实施例中提供一种测序系统，包括上述光学成像系统。

一些实施例中提供一种计算机可读存储介质，所述介质上存储有程序，所述程序能够被处理器执行以实现上述的对焦方法。

本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现，也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等，通过计算机执行该程序以实现上述功能。例如，将程序存储在设备的存储器中，当通过处理器执行存储器中程序，即可实现上述全部或部分功能。另外，当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序也可以存储在服务器、另一计算机、磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中，通过下载或复制保存到本地设备的存储器中，或对本地设备的系统进行版本更新，当通过处理器执行存储器中的程序时，即可实现上述实施方式中全部或部分功能。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种对焦方法，其特征在于，所述方法用于光学成像系统，所述光学成像系统包括载台和成像装置，所述载台用于承载样品，所述样品包括多个轴向移位的表面，所述多个轴向移位的表面中的至少一个负载有待测对象，定义负载有待测对象的表面为待成像的目标表面，所述成像装置包括驱动模组、对焦模组、物镜和图像传感器，所述对焦模组包括光源和对焦传感器，所述方法包括：

使所述光源发射第一光束至所述样品；

使所述驱动模组驱动所述物镜沿其光轴以第一步距向所述样品移动，并在每次移动后，获取所述物镜的第一位置和所述对焦传感器接收到的从所述样品表面反射的第一光束信息；

基于所述第一位置和所述第一光束信息，确定所述物镜对所述目标表面的光学对焦位置；

基于所述光学对焦位置，使所述驱动模组驱动所述物镜沿其光轴以第二步距移动，并在每次移动后，获取所述物镜的第二位置并使所述图像传感器对所述目标表面上的待测对象进行成像以形成第一图像，将图像质量最佳的所述第一图像所对应的所述物镜的第二位置作为所述物镜对所述目标表面的第一图像对焦位置。

2.根据权利要求1所述的对焦方法，其特征在于，所述第一步距大于所述第二步距；

任选地，所述方法包括：

基于所述第一图像对焦位置，使所述驱动模组驱动所述物镜沿其光轴以第三步距移动，并在每次移动后，获取所述物镜的第三位置并使所述图像传感器对所述目标表面上的待测对象进行成像以形成第二图像，将图像质量最佳的所述第二图像所对应的所述物镜的第三位置作为所述物镜对所述目标表面的第二图像对焦位置；

获取所述物镜位于所述第二图像对焦位置时，所述对焦传感器基于接收到的从所述目标表面反射的第一光束而产生的电压作为追焦电压；

任选地，所述方法包括：

基于所述第二图像对焦位置，使所述驱动模组以所述追焦电压驱动所述物镜沿其光轴以第四步距移动，并在每次移动后，使所述图像传感器对所述目标表面上的待测对象进行成像以形成第三图像，将图像质量最佳的所述第三图像与图像质量最佳的所述第二图像进行比较，若二者的图像质量基本一致，则判断所述追焦电压通过校验；

任选地，所述方法包括：

使所述驱动模组以所述追焦电压驱动所述物镜移动至所述第二图像对焦位置，并利用所述图像传感器对所述目标表面上多个位置处的待测对象进行成像，在所述图像传感器对每个位置处的待测对象进行成像的过程中，获取所述对焦传感器基于接收到的从所述目标表面反射的第一光束而产生的电压值与所述追焦电压之间的差值，根据所述差值控制所述驱动模组驱动所述物镜移动，以消除所述差值。

3.根据权利要求1或2所述的对焦方法，其特征在于，基于所述第一位置和所述第一光束信息，确定所述物镜对所述目标表面的光学对焦位置，包括：

基于所述第一光束信息，判断是否检测到所述样品的至少一个表面；

若检测到所述样品的至少一个表面，则判断检测到所述样品的至少一个表面中是否存在目标表面；

若检测到所述样品的至少一个表面中存在目标表面，则获取检测到所述目标表面时所述物镜的第一位置，并将该第一位置作为所述物镜对所述目标表面的光学对焦位置；

任选地，所述基于所述第一光束信息，判断是否检测到所述样品的至少一个表面，包括：

基于所述第一光束信息，得到所述物镜的焦平面与所述样品的表面之间的相对距离，每存在一次所述物镜的焦平面与所述样品的表面之间的相对距离为零时，则判断检测到所述样品的一个表面；

任选地，所述若检测到所述样品的至少一个表面，则判断检测到所述样品的至少一个表面中是否存在目标表面，若检测到所述样品的至少一个表面中存在目标表面，则获取检测到所述目标表面时所述物镜的第一位置，并将该第一位置作为所述物镜对所述目标表面的光学对焦位置，包括：

当检测到所述样品的两个或两个以上所述表面时，分别获取检测到各个所述表面时所述物镜的第一位置；

基于所述物镜的各个第一位置之间的距离，得到各个所述表面之间的距离；

基于各个所述表面之间的距离，判断各个所述表面在所述样品上的位置；

基于各个所述表面在所述样品上的位置，确定所述目标表面；

将检测到所述目标表面时所述物镜的第一位置作为所述物镜对所述目标表面的光学对焦位置。

4.根据权利要求1或2所述的对焦方法，其特征在于，基于所述第一位置和所述第一光束信息，确定所述物镜对所述目标表面的光学对焦位置，包括：

基于所述第一位置和所述第一光束信息，判断是否检测到所述样品的至少一个表面；

若没有检测到所述样品的至少一个表面，则基于所述物镜的当前位置，使所述驱动模组驱动所述物镜沿其光轴以第五步距移动，并在每次移动后，获取所述物镜的第四位置并控制所述图像传感器对所述样品进行成像以形成第四图像；

基于各个所述第四图像的图像质量变化情况，再次判断是否检测到所述样品的至少一个表面；

若检测到所述样品的至少一个表面，则判断检测到所述样品的至少一个表面中是否存在目标表面；

若检测到所述样品的至少一个表面中存在目标表面，则获取检测到所述目标表面时所述物镜的第四位置，并将该第四位置作为所述物镜对所述目标表面的光学对焦位置；

任选地，所述基于所述第一光束信息，判断是否检测到所述样品的至少一个表面，包括：

基于所述第一光束信息，得到所述物镜的焦平面与所述样品的表面之间的相对距离，每存在一次所述物镜的焦平面与所述样品的表面之间的相对距离为零时，则判断检测到所述样品的一个表面；

任选地，所述基于各个所述第四图像的图像质量变化情况，再次判断是否检测到所述样品的表面，包括；

按照所述物镜的移动顺序，依次获取各个第四图像；

每存在一个第四图像的图像质量优于其相邻两个第四图像的图像质量，则判断在得到该第四图像时检测到所述样品的一个表面；

任选地，所述若检测到所述样品的至少一个表面，则判断检测到所述样品的至少一个表面中是否存在目标表面；若检测到所述样品的至少一个表面中存在目标表面，则获取检测到所述目标表面时所述物镜的第四位置，并将该第四位置作为所述物镜对所述目标表面的光学对焦位置，包括：

当检测到所述样品的两个或两个以上所述表面时，分别获取检测到各个所述表面时所述物镜的第四位置；

基于所述物镜的各个第四位置之间的距离，得到各个所述表面之间的距离；

基于各个所述表面之间的距离，判断各个所述表面在所述样品上的位置；

基于各个所述表面在所述样品上的位置，确定所述目标表面；

将检测到所述目标表面时所述物镜的第四位置作为所述物镜对所述目标表面的光学对焦位置。

5.根据权利要求1-4任一项所述的对焦方法，其特征在于，所述第一光束信息包括第一光束的光强值和/或光斑信息。

6.一种光学成像系统，其特征在于，包括：

载台，用于承载样品，所述样品包括多个轴向移位的表面，所述多个轴向移位的表面中的至少一个负载有待测对象，定义负载有待测对象的表面为待成像的目标表面；

成像装置，包括驱动模组、对焦模组、物镜和图像传感器，所述对焦模组包括光源和对焦传感器；

控制器，用于：

控制所述光源发出第一光束至所述样品；

控制所述驱动模组驱动所述物镜沿其光轴以第一步距向所述样品移动，并在每次移动后，获取所述物镜的第一位置和所述对焦传感器接收到的从所述样品表面反射的第一光束信息；

基于所述第一位置和所述第一光束信息，确定所述物镜对所述目标表面的光学对焦位置；

基于所述光学对焦位置，控制所述驱动模组驱动所述物镜沿其光轴以第二步距移动，并在每次移动后，获取所述物镜的第二位置并控制所述图像传感器对所述目标表面上的待测对象进行成像以形成第一图像，将图像质量最佳的所述第一图像所对应的所述物镜的第二位置作为所述物镜对所述目标表面的第一图像对焦位置。

7.根据权利要求6所述的光学成像系统，其特征在于，所述第一步距大于所述第二步距；

任选地，所述控制器还用于：

基于所述第一图像对焦位置，控制所述驱动模组驱动所述物镜沿其光轴以第三步距移动，并在每次移动后，获取所述物镜的第三位置并控制所述图像传感器对所述目标表面上的待测对象进行成像以形成第二图像，将图像质量最佳的所述第二图像所对应的所述物镜的第三位置作为所述物镜对所述目标表面的第二图像对焦位置；

获取所述物镜位于所述第二图像对焦位置时，所述对焦传感器基于接收到的从所述目标表面反射的第一光束而产生的电压作为追焦电压；

任选地，所述控制器还用于：

基于所述第二图像对焦位置，控制所述驱动模组以所述追焦电压驱动所述物镜沿其光轴以第四步距移动，并在每次移动后，控制所述图像传感器对所述目标表面上的待测对象进行成像以形成第三图像，将图像质量最佳的所述第三图像与图像质量最佳的所述第二图像进行比较，若二者的图像质量基本一致，则判断所述追焦电压通过校验；

任选地，所述控制器还用于：

控制所述驱动模组以所述追焦电压驱动所述物镜移动至所述第二图像对焦位置，并控制所述图像传感器对所述目标表面上多个位置处的待测对象进行成像，在所述图像传感器对每个位置处的待测对象进行成像的过程中，获取所述对焦传感器基于接收到的从所述目标表面反射的第一光束而产生的电压值与所述追焦电压之间的差值，根据所述差值控制所述驱动模组驱动所述物镜移动，以消除所述差值。

任选地，基于所述第一位置和所述第一光束信息，确定所述物镜对所述目标表面的光学对焦位置，包括：

基于所述第一光束信息，所述控制器判断是否检测到所述样品的至少一个表面；

若检测到所述样品的至少一个表面，所述控制器则判断检测到所述样品的至少一个表面中是否存在目标表面；

若检测到所述样品的至少一个表面中存在目标表面，所述控制器则获取检测到所述目标表面时所述物镜的第一位置，并将该第一位置作为所述物镜对所述目标表面的光学对焦位置；

任选地，所述基于所述第一光束信息，判断是否检测到所述样品的至少一个表面，包括：

基于所述第一光束信息，所述控制器得到所述物镜的焦平面与所述样品的表面之间的相对距离，每存在一次所述物镜的焦平面与所述样品的表面之间的相对距离为零时，所述控制器则判断检测到所述样品的一个表面；

任选地，所述若检测到所述样品的至少一个表面，则判断检测到所述样品的至少一个表面中是否存在目标表面，若检测到所述样品的至少一个表面中存在目标表面，则获取检测到所述目标表面时所述物镜的第一位置，并将该第一位置作为所述物镜对所述目标表面的光学对焦位置，包括：

当检测到所述样品的两个或两个以上所述表面时，所述控制器分别获取检测到各个所述表面时所述物镜的第一位置；

基于所述物镜的各个第一位置之间的距离，所述控制器得到各个所述表面之间的距离；

基于各个所述表面之间的距离，所述控制器判断各个所述表面在所述样品上的位置；

基于各个所述表面在所述样品上的位置，所述控制器确定所述目标表面；

所述控制器将检测到所述目标表面时所述物镜的第一位置作为所述物镜对所述目标表面的光学对焦位置；

任选地，基于所述第一位置和所述第一光束信息，确定所述物镜对所述目标表面的光学对焦位置，包括：

基于所述第一位置和所述第一光束信息，所述控制器判断是否检测到所述样品的至少一个表面；

若没有检测到所述样品的至少一个表面，则基于所述物镜的当前位置，所述控制器控制所述驱动模组驱动所述物镜沿其光轴以第五步距移动，并在每次移动后，获取所述物镜的第四位置并控制所述图像传感器对所述样品进行成像以形成第四图像；

基于各个所述第四图像的图像质量变化情况，所述控制器再次判断是否检测到所述样品的至少一个表面；

若检测到所述样品的至少一个表面，所述控制器则判断检测到所述样品的至少一个表面中是否存在目标表面；

若检测到所述样品的至少一个表面中存在目标表面，所述控制器则获取检测到所述目标表面时所述物镜的第四位置，并将该第四位置作为所述物镜对所述目标表面的光学对焦位置；

任选地，所述基于所述第一光束信息，判断是否检测到所述样品的至少一个表面，包括：

基于所述第一光束信息，所述控制器得到所述物镜的焦平面与所述样品的表面之间的相对距离，每存在一次所述物镜的焦平面与所述样品的表面之间的相对距离为零时，所述控制器则判断检测到所述样品的一个表面；

任选地，所述基于各个所述第四图像的图像质量变化情况，所述控制器再次判断是否检测到所述样品的表面，包括；

按照所述物镜的移动顺序，所述控制器依次获取各个第四图像；

每存在一个第四图像的图像质量优于其相邻两个第四图像的图像质量，所述控制器则判断在得到该第四图像时检测到所述样品的一个表面；

任选地，所述若检测到所述样品的至少一个表面，则判断检测到所述样品的至少一个表面中是否存在目标表面；若检测到所述样品的至少一个表面中存在目标表面，则获取检测到所述目标表面时所述物镜的第四位置，并将该第四位置作为所述物镜对所述目标表面的光学对焦位置，包括：

当检测到所述样品的两个或两个以上所述表面时，分别获取检测到各个所述表面时所述物镜的第四位置；

基于所述物镜的各个第四位置之间的距离，所述控制器得到各个所述表面之间的距离；

基于各个所述表面之间的距离，所述控制器判断各个所述表面在所述样品上的位置；

基于各个所述表面在所述样品上的位置，所述控制器确定所述目标表面；

所述控制器将检测到所述目标表面时所述物镜的第四位置作为所述物镜对所述目标表面的光学对焦位置。

8.根据权利要求6或7所述的光学成像系统，其特征在于，所述第一光束信息包括第一光束的光强值和/或光斑信息。

9.一种测序系统，包括权利要求6-8任一项所述的光学成像系统。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述介质上存储有程序，所述程序能够被处理器执行以实现权利要求1-5中任一项所述的对焦方法。