TW201841020A - 預測性聚焦追蹤裝置和方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種成像系統，其可包括：一樣品台，其包含用以支撐一樣本容器之一表面，該樣本容器具有複數個樣本部位；一光學台，其具有一物鏡，該光學台可相對於該樣品台定位以對該等樣本部位處之樣本成像；一致動器，其在實體上耦接至該樣本台及該光學台中之至少一者以相對於該光學台移動該樣本台，從而將該光學台聚焦至一當前樣本部位上；及一驅動電路，其用以判定用於一下一樣本部位之一聚焦設定且在該光學台經定位以對該下一樣本部位處之一樣本成像之前將一驅動信號提供至該致動器，其中該驅動信號之至少一個參數係使用用於該當前樣本部位之一聚焦設定與用於該下一樣本部位之經判定聚焦設定之間的一差異來判定。

Description

預測性聚焦追蹤裝置和方法

本申請案係關於預測性聚焦追蹤裝置及方法。

〔對相關申請案之交叉參考〕

本申請案主張2017年1月5日申請且題為「預測性聚焦追蹤裝置及方法(Predictive Focus Tracking Apparatus and Methods)」的美國臨時專利申請案第62/442,947號之權益，該美國臨時專利申請案以全文引用的方式併入本文中。本申請案亦主張2017年3月24日申請且題為「預測性聚焦追蹤裝置及方法(Predictive Focus Tracking Apparatus and Methods)」的英國專利申請案第1704770.5號之權益，該英國專利申請案主張2017年1月5日申請且題為「預測性聚焦追蹤裝置及方法(Predictive Focus Tracking Apparatus and Methods)」的美國臨時專利申請案第62/442,947號之優先權。

生物學領域中之眾多發展已受益於改良之成像系統及技術，諸如用於光學顯微鏡及掃描器中之成像系統及技術。在使用此等成像系統進行成像期間維持準確聚焦對於成功的成像操作可係重要的。因此，常常在使用系統之前校準系統之焦平面。然而，在例如較大樣品容器之情況下，此校準可能不足以考慮跨越一或多個樣品之區域的變化。舉例而言，考慮樣品容器具有在由 一組座標界定之各個樣品部位處的複數個樣品之狀況。由於彎曲或翹曲或由於熱改變或引起跨越樣品容器之不規則性的其他因素，此等樣品部位可在不同焦平面中。結果，當沿樣品容器在各個樣品部位處執行掃描操作時，一些系統執行即時聚焦。然而，存在與使系統重新聚焦於每一樣品部位處相關聯之潛時。此潛時影響可對樣品容器內之各個樣品成像的速度。

在本文之實例中，提供生物分析儀器。更特定而言，各種實例描述用於在分析生物樣品時使用之儀器的聚焦追蹤系統及方法。

本文中所揭示之技術的各種實例提供用於減少與光學掃描器中之聚焦追蹤相關聯之潛時的系統及方法。在一些實例中，提供在到達樣品部位之前導出彼等樣品部位之聚焦追蹤誤差信號資訊的系統及方法。舉例而言，此可藉由以下操作實現：將額外點添加至可用以預看從而獲得在待檢查之未來樣品部位的一或多個方向上之一或多個樣品部位之聚焦資訊的光學系統視場。在其他實例中，可針對一樣品容器產生及維持一歷史檔案，其包括跨越彼樣品容器之複數個樣品部位的聚焦資訊。當該樣品容器經裝載以用於成像操作時，其相關聯之歷史檔案亦可經安裝以提供所識別之樣品部位中之每一者處的聚焦資訊。在另外其他實例中，改良之致動器可用以增加實現聚焦之速度。

在一些實例中，一種成像系統可包括：一樣品台，其包含用以支撐一樣品容器之一表面，該樣品容器具有複數個樣品部位；一光學台，其具有一物鏡，該光學台可相對於該樣品台定位以對該等樣品部位處之樣品成像；一致動器，其在實體上耦接至該樣品台及該光學台中之至少一者以相對於該光學台移動該樣品台，從而將該光學台聚焦至一當前樣品部位上；及一驅動電路，其用以判定用於一下一樣品部位之一聚焦設定且在該光學台經定位以對該 下一樣品部位處之一樣品成像之前將一驅動信號提供至該致動器，其中該驅動信號之至少一個參數係使用用於該當前樣品部位之一聚焦設定與用於該下一樣品部位之經判定聚焦設定之間的一差異來判定。

在另外其他實例中，一種聚焦追蹤方法可包括：針對一樣品容器上之正經掃描之一當前樣品部位判定一樣品台之一第一聚焦位置；針對待掃描之一下一樣品部位判定該台之一第二聚焦位置；計算該第一聚焦位置與該第二聚焦位置之間的一差異；及將一驅動信號發送至一台致動器以在該樣品台經定位以在該下一樣品部位處成像之前的一時間t處相對於一光學台將該台自該第一聚焦位置移動至該第二聚焦位置，其中該驅動信號之至少一個參數係使用該第一聚焦位置與該第二聚焦位置之間的該差異來判定。

在另外其他實例中，一種聚焦追蹤方法包括：針對一樣品容器上之正經掃描之一當前樣品部位判定一樣品台之一第一聚焦位置；針對待掃描之一下一樣品部位判定該台之一第二聚焦位置；使用該第一聚焦位置及該第二聚焦位置計算該樣品容器之一斜度；及將一驅動信號發送至一台致動器以相對於一光學台移動該樣品台，其中該驅動信號係使用該樣品容器之該斜度來產生。

應理解，如本文中所描述之本發明的實例中之每一者的任何各別特徵/實例可按任何組合一起實施，且來自此等實例中之任何一或多者的任何特徵/實例可按任何組合與如本文中所描述之其他態樣的特徵中之任一者一起實施。

100‧‧‧流體遞送模組或裝置

110‧‧‧樣品容器

120‧‧‧廢料閥

130‧‧‧溫度站致動器

135‧‧‧加熱器/冷卻器

140‧‧‧光偵測器/攝影機系統

142‧‧‧物鏡

145‧‧‧濾光片切換總成

150‧‧‧聚焦雷射/聚焦雷射總成

160‧‧‧光源

161‧‧‧光纖界面

165‧‧‧低瓦燈

170‧‧‧樣品台

175‧‧‧聚焦(z軸)組件

185‧‧‧反向二向色件

252‧‧‧針孔光罩

254‧‧‧影像感測器

256‧‧‧重新成像透鏡

258‧‧‧差分減少楔形件

260‧‧‧差分分裂窗

262‧‧‧聚焦投影透鏡

270‧‧‧雷射

272‧‧‧光束分光器稜鏡

274‧‧‧繞射光柵

276‧‧‧平頂或達夫稜鏡

277‧‧‧光束分光器

279‧‧‧鏡面

280‧‧‧接收稜鏡

282‧‧‧接收稜鏡

284‧‧‧影像感測器

432‧‧‧聚焦追蹤電路系統

434‧‧‧z台

436‧‧‧z台控制器

438‧‧‧Z台放大器

442‧‧‧編碼器

444‧‧‧致動器

446‧‧‧物鏡

452‧‧‧命令

454‧‧‧編碼器資訊

476‧‧‧前饋路徑

488‧‧‧控制區塊

490‧‧‧致動器

570‧‧‧目標z位置

572‧‧‧實際z位置

576‧‧‧前饋控制路徑

578‧‧‧聚焦校正信號

588‧‧‧控制器

590‧‧‧致動器

592‧‧‧聚焦追蹤電路系統

根據一或多個實例，參看以下諸圖詳細地描述本文中所揭示之技術。提供此等圖以促進讀者對所揭示技術之理解，且並不意欲為詳盡的或將 揭示內容限於所揭示的精確形式。實際上，諸圖中之圖式係僅出於說明之目的而提供，且僅描繪所揭示技術之典型或實例。此外應注意，出於說明清楚及容易起見，諸圖中之元件未必已按比例繪製。

圖1說明影像掃描系統之一個實例的簡化方塊圖，本文中所揭示之系統及方法可藉由該影像掃描系統實施。

圖2係說明根據本文中所揭示之系統及方法之一個實例的用於預測性聚焦追蹤之實例程序的圖。

圖3係說明根據本文中所描述之系統及方法之一個實例的用於預測性聚焦追蹤之實例光學設計的圖。

圖4A係說明根據本文中所描述之系統及方法之一個實例的用於預測性聚焦追蹤之另一實例光學設計的圖。

圖4B係說明圖4A中所展示之光學系統之一部分的替代視圖之圖。

圖5係說明用於使用諸如圖3中所展示之光學系統之光學系統進行預測性聚焦的實例程序之圖。

圖6係說明根據本文中所描述之系統及方法之一個實例的用於使用所儲存資訊進行預測性聚焦追蹤之實例程序的圖。

圖7係說明根據本文中所描述之系統及方法之一個實例的用於聚焦追蹤之實例聚焦控制系統的方塊圖。

圖8係說明根據本文中所描述之系統及方法之一個實例的z台控制器之實例架構的圖。

圖9係說明根據本文中所描述之系統及方法之一個實例的z台控制器之另一實例架構的圖。

應理解，所揭示技術可在具有修改及更改之情況下實踐，且所 揭示技術僅由申請專利範圍及其等效物來限制。

本文中所揭示之技術的各種實例提供用於減少與光學掃描器中之聚焦追蹤相關聯之潛時的系統及方法。在一些實例中，提供在到達樣品部位之前導出彼等樣品部位之聚焦追蹤誤差信號資訊的系統及方法。舉例而言，此可藉由以下操作實現：將額外點添加至可用以預看從而獲得在待檢查之未來樣品部位的一或多個方向上之一或多個樣品部位之聚焦資訊的光學系統視場。在其他實例中，可針對一樣品容器產生及維持一歷史檔案，其包括跨越彼樣品容器之複數個樣品部位的聚焦資訊。當該樣品容器經裝載以用於成像操作時，其相關聯之歷史檔案亦可經安裝以提供所識別之樣品部位中之每一者處的聚焦資訊。在另外其他實例中，改良之致動器可用以增加實現聚焦之速度。

本文中所揭示之系統及方法的各種實例可提供預測性聚焦追蹤系統及改良之聚焦致動器，其相較於習知解決方案允許增加掃描速度且改良聚焦控制。舉例而言，該系統可經實施以允許以高掃描速度進行均勻的繞射限制成像，從而產生高資料獲取速率。作為另一實例，一些實施可允許4倍掃描速度，從而引起掃描約120Gb資料/小時。預測性聚焦技術及改良之致動器技術，諸如本文中所描述之彼等技術可用以減少潛時且藉此有助於達成此類增加之掃描速度以及達成奈米尺度之聚焦精確度。

在描述各種例示性系統及方法之前，描述可實施該等系統及方法之實例環境係有用的。一個此實例環境係影像掃描系統，諸如圖1中所說明之影像掃描系統之環境。實例成像掃描系統可包括用於獲得或產生區之影像的裝置。圖1中所概述之實例展示背光設計之實例成像組態。

如在圖1之實例中可看出，受試樣品位於樣品容器110上，該樣 品容器定位於樣品台170上處於物鏡142下方。光源160及相關聯光學件將諸如雷射光之光束引導至樣品容器110上的所選樣品部位。該樣品發螢光且所得光由物鏡142收集且被引導至光偵測器140以偵測螢光。樣品台170相對於物鏡142移動以將樣品容器110上之下一樣品部位定位於物鏡142之焦點處。樣品台110相對於物鏡142之移動可藉由移動樣品台本身、物鏡、整個光學台或前述各者之任何組合來達成。其他實例亦可包括在靜止樣品上方移動整個成像系統。

流體遞送模組或裝置100將試劑(例如，螢光核苷酸、緩衝劑、酶、分裂試劑等)流引導至(及通過)樣品容器110及廢料閥120。在一些應用中，樣品容器110可實施為流量槽，其包括在樣品容器110上之複數個樣品部位處的核酸序列簇。待定序之樣品可附接至流量槽之基板以及其他可選組件。

該系統亦包含溫度站致動器130及加熱器/冷卻器135，該兩者可視情況調節樣品容器110內之流體的溫度條件。可包括攝影機系統140以監視及追蹤樣品容器110之定序。攝影機系統140可例如實施為CCD攝影機，其可與濾光片切換總成145內之各種濾光片、物鏡142及聚焦雷射/聚焦雷射總成150互動。攝影機系統140不限於CCD攝影機，且可使用其他攝影機及影像感測器技術。

可包括光源160(例如，視情況包含多個雷射之總成內的激發雷射)或其他光源以經由穿過光纖界面161(其可視情況包含一或多個重新成像透鏡、光纖裝設件等)之照明來照明樣品內之螢光定序反應。低瓦燈165、聚焦雷射150及反向二向色件185亦呈現於所展示之實例中。在一些應用中，聚焦雷射150可在成像期間關閉。在其他應用中，替代聚焦組態可包括第二聚焦攝影機(圖中未示)，其可係象限偵測器、位置敏感偵測器(PSD)或用以與資料收集並行地量測自表面反射之散射光束之部位的類似偵測器。

儘管說明為背光裝置，但其他實例可包括來自雷射或其他光源 之光，該光經引導穿過物鏡142到達樣品容器110上之樣品上。樣品容器110可最終裝設於樣品台170上，以提供樣品容器110相對於物鏡142之移動及對準。樣品台可具有一或多個致動器以允許樣品台在三個維度中之任一者中移動。舉例而言，就笛卡爾座標系而言，可提供致動器以允許該台相對於物鏡在X、Y及Z方向上移動。此可允許樣品容器110上之一或多個樣品部位定位成與物鏡142光學對準。

聚焦(z軸)組件175在此實例中展示為經包括以控制光學組件在聚焦方向(通常被稱作z軸或z方向)上相對於樣品容器110的定位。聚焦組件175可包括一或多個致動器，其在實體上耦接至光學台或樣品台或其兩者以相對於光學組件(例如，物鏡142)移動樣品台170上之樣品容器110，從而為成像操作提供適當聚焦。舉例而言，致動器可諸如藉由與各別台直接或間接地進行機械、磁性、流體或其他附接或接觸而在實體上耦接至該台。該一或多個致動器可經組態以使台在z方向上移動，同時將樣品台維持在同一平面中(例如，維持垂直於光軸的水平(level或horizontal)姿態)。該一或多個致動器亦可經組態以使台傾斜。舉例而言，可進行此傾斜，使得可動態地調平樣品容器110以考慮其表面中之任何斜度。

系統之聚焦一般指使物鏡之焦平面與所選樣品部位處待成像之樣品對準。然而，聚焦亦可指對系統進行調整以獲得樣品之表示的所要特性，諸如測試樣品之影像的所要等級之清晰度或對比度。因為物鏡之焦平面的有用場深度通常極小(有時約1μm或小於1μm)，所以聚焦組件175緊密地遵循成像之表面。因為樣品容器並非完全平整地固定在儀器中，所以聚焦組件175在沿掃描方向(通常被稱作y軸)移動時可遵循此輪廓進行設置。

可將自正經成像之樣品部位處之測試樣品發出的光引導至一或多個偵測器140。偵測器可包括例如CCD攝影機。可包括及定位光圈以僅允許 自聚焦區域發出的光傳遞至偵測器。可包括光圈以藉由濾出自在該聚焦區域外之區域發出的光分量來改良影像品質。可在濾光片切換總成145中包括發射濾光片，可選擇該等發射濾光片以記錄經判定發射波長且切除任何雜散的雷射光。

在各種實例中，樣品容器110可包括一或多個基板，其上提供有樣品。舉例而言，在系統要分析大量不同的核酸序列之狀況下，樣品容器110可包括一或多個基板，待定序之核酸係結合、附接或關聯於該一或多個基板上。在各種實例中，基板可包括核酸可附接至的任何惰性基板或基質，諸如玻璃表面、塑膠表面、乳膠、聚葡萄糖、聚苯乙烯表面、聚丙烯表面、聚丙烯醯胺凝膠、金表面及矽晶圓。在一些應用中，基板係在跨越樣品容器110以矩陣或陣列形成的複數個部位處的通道或其他區域內。

儘管未說明，但可提供控制器以控制掃描系統之操作。可實施控制器以控制系統操作之態樣，諸如聚焦、台移動及成像操作。在各種應用中，可使用硬體、軟體或前述各者之組合來實施控制器。舉例而言，在一些實施中，控制器可包括一或多個CPU或處理器以及相關聯的記憶體。作為另一實例，控制器可包含硬體或其他電路系統以控制操作。舉例而言，此電路系統可包括以下各者中之一或多者：場可程式化閘陣列(FPGA)、特殊應用積體電路(ASIC)、可程式化邏輯裝置(PLD)、複雜可程式化邏輯裝置(CPLD)、可程式化邏輯陣列(PLA)、可程式化陣列邏輯(PAL)或其他類似的處理裝置或電路系統。作為又一實例，控制器可包含此電路系統與一或多個處理器之組合。

儘管本文中可在此實例系統之上下文中不時地描述系統及方法，但此僅係可實施此等系統及方法之一個實例。在閱讀本說明書之後，一般熟習此項技術者將理解，可如何藉由此及其他掃描器、顯微鏡及其他成像系統 來實施本文中所描述之系統及方法。

本文中所揭示之技術之實例提供用於進行預測性聚焦追蹤以減少聚焦之潛時的系統及方法。圖2係說明根據本文中所揭示之系統及方法之一個實例的用於預測性聚焦追蹤之程序的圖。現參看圖2，在操作212處，系統判定當前聚焦設定。舉例而言，系統可經組態以判定用於樣品容器上之當前樣品部位處之當前成像操作的聚焦設定。在各種實例中，可預先判定用於當前樣品部位之此聚焦設定(例如，使用本文中所描述之預測性方法)。

一般而言，在操作中，由聚焦雷射產生之聚焦光束被反射離開樣品部位以量測所需聚焦，且樣品台相對於光學台移動以將光學台聚焦至當前樣品部位上。一般將樣品台相對於光學台移動以用於聚焦描述為沿Z軸或在z方向上移動。術語「z軸」及「z方向」意欲與其一般在顯微鏡及成像系統技術中之使用一致地來使用，在顯微鏡及成像系統技術中，z軸係指焦軸。因此，z軸平移引起焦軸之長度增加或減小。可例如藉由相對於光學台移動樣品台(例如，藉由移動樣品台或光學元件或其兩者)來進行z軸平移。因而，可藉由驅動物鏡、光學台或樣品台或前述各者之組合來進行z軸平移，前述各者中之任一者可藉致動與物鏡或樣品台或其兩者功能性通信之一或多個伺服器或馬達或其他致動器來驅動。在各種實例中，致動器可經組態以使樣品台相對於光學台傾斜以例如有效地調平垂直於光學成像軸線之平面上的樣品容器。在執行此動態傾斜以有效地調平樣品容器上之樣品部位的情況下，此可允許樣品容器在x及y方向上移動以用於掃描而需要z軸上之極少移動或不需要z軸上之移動。

在操作216處，系統判定光學台將經定位以用於成像之下一樣品部位。此下一樣品部位可例如藉由用以相對於光學台移動樣品台(例如，在x及y方向上)之掃描演算法來判定。舉例而言，在一些應用中，系統自一個樣品部位移動至下一鄰近樣品部位直至所有所要樣品部位經成像。在其他應用 中，可實施其他掃描圖案。

系統接著判定用於此下一樣品部位之聚焦設定。此說明於操作220處。作為預測性聚焦之部分，在定位物鏡以用於下一樣品部位處之成像操作之前判定用於此下一樣品部位之聚焦設定。因此，在一些實例中，例如在系統正對當前樣品部位成像時或在定位系統以對當前樣品部位成像之前，可判定用於下一樣品部位之聚焦設定。可一般使用數種不同的預測性聚焦技術中之任一者來判定用於下一樣品部位之聚焦設定。舉例而言，可藉由使用經引導至下一部位以預先判定下一部位之一或多個離軸預看聚焦光束來判定用於下一樣品部位之聚焦設定。作為預測性聚焦之另一實例，可將一或多個光束引導至下一或其他未來樣品部位、先前樣品部位(例如，在反向掃描方向上)、在當前樣品部位旁側(相對於掃描行進方向(無論係垂直於行進方向抑或成其他角度)之旁側)之樣品部位，以除用於下一緊接樣品部位之聚焦設定外或替代該聚焦設定，亦搜集用於各點之聚焦資訊。

作為預測性聚焦之又一實例，可在當前掃描操作之前判定用於樣品載體上之複數個樣品部位的聚焦設定。可將用於複數個樣品部位中之每一者的此等聚焦設定以電子方式儲存於用於給定樣品容器之歷史檔案中，且在將樣品容器重新裝載至成像系統中以用於掃描操作時重新呼叫該等聚焦設定。可在設置運程中進行用於樣品載體之樣品部位聚焦設定的預判定，該設置運程可在例如無任何樣品處於適當位置中之情況下運行。替代地，可在樣品載體中之樣品的操作性掃描運程期間進行預判定，且將其儲存於歷史檔案以用於未來掃描操作。在各種實例中，可檢查來自先前運程之影像品質且將其用以擴增或更新用於系統之先前所儲存聚焦模型。在來自先前運程之影像品質係高的情況下，此資訊可用以對歷史檔案評級且以相對較高之信賴等級對歷史檔案上的點評級。

在操作226處，系統判定當前聚焦設定與下一聚焦設定之間的差異。此差異指示針對下一樣品部位使系統聚焦將需要的光學台與樣品台之間的距離之改變量。在操作230處，系統使用此資訊計算聚焦改變設定。來自當前樣品部位之聚焦設定與下一樣品部位的此差異提供用以判定控制輸出之誤差信號，該控制輸出用以控制聚焦組件175中之聚焦致動器。

舉例而言，可實施系統以判定驅動信號之參數，該驅動信號將施加至致動器以相對於樣品台移動光學台以用於下一取樣操作。一般而言，對於較大z距離平移或較大斜度，將指定較大控制輸出(例如，一或多個參數，諸如較大驅動電流、較大電壓及較大工作循環)。同樣地，對於較小平移距離平移或較小斜度，將指定較小控制輸出(例如，較小驅動電流、較低電壓及較小工作循環)。可例如藉由調整施加至致動器之電流或電壓來調整控制輸出。另外，在一些實例中，可基於聚焦改變所需之z距離平移量而調整將驅動信號施加至致動器之時間。舉例而言，在所需距離較大之情況下，可較早施加驅動信號。然而，在其他實例中，無關於聚焦設定之差異，在當前部位處之取樣完成之後儘可能早地施加驅動信號。在其他實例中，可將驅動信號以不同輸出位準供應至多個致動器，從而替代沿z軸移動整個樣品或除沿z軸移動整個樣品外，亦使樣品傾斜。

可基於致動器類型及驅動要求而判定驅動信號之參數及施加驅動信號之時間。舉例而言，一些致動器呈現電容式負載且要求在致動器經致動之前累積到某一位準的電荷。此致動器之實例包括壓電致動器。諸如音圈致動器之其他致動器例如可呈現更多電感負載。此類致動器具有規定驅動信號參數之要求的不同特性。

在操作232處，將經判定之驅動信號施加至致動器以執行聚焦校正。在各種實例中，將具有經判定參數之驅動信號提供至致動器以驅動該致動 器，從而相對於樣品台移動光學台以使系統聚焦。在一些實例中，可將經應用以使樣品聚焦之實際聚焦調整與預測性聚焦模型比較以確保模型準確。同樣地，影像品質可用以計量預測性聚焦模型之準確度。此等技術可例如用以確保系統中之雜訊不影響量測。此等技術亦可用以改進預測性聚焦演算法。在雜訊或其他條件正影響預測性聚焦模型之完整性的情況下，可臨時停用此特徵直至條件經校正。

如上文所提到，在一些實例中，可將諸如雷射光束之離軸光束引導至樣品容器(例如，樣品容器110)以判定用於樣品容器的除正經取樣之當前樣品部位外的部位之聚焦設定。舉例而言，可在當前樣品部位之前(亦即，在掃描方向上)引導聚焦光束以量測用於除當前樣品部位之外的一或多個部位的所要聚焦設定。在其他實例中，可在前向、反向或側向方向上引導一或多個光束，以除用於下一緊接樣品部位之聚焦設定外或替代該聚焦設定，亦搜集用於各個點之聚焦設定。此等額外離軸光束可用以判定用於樣品容器上之多個位置(例如，用於其他樣品部位)之聚焦設定，且此資訊可經儲存且用於預測性聚焦判定。

圖3係說明根據本文中所描述之系統及方法之一個實例的用於預測性聚焦追蹤之實例光學設計的圖。現參看圖3，此實例系統包括：樣品容器110，其在此實例中係流量槽；及物鏡142，其用以聚焦光以用於成像且用於聚焦至樣品容器110之所要部位上。此實例中亦包括針孔光罩252、影像感測器254、重新成像透鏡256、差分減少楔形件(differential reducing wedge)258、差分分裂窗(differential splitting window)260及聚焦投影透鏡262。

包含圖4A及圖4B之圖4說明用於預測性聚焦追蹤之另一實例光學系統，其作為圖3中所呈現之光學系統的替代物。特定而言，圖4A說明用於預測性聚焦追蹤之另一實例光學設計。圖4B係說明圖4A中所展示之光學系統之 一部分的替代視圖之圖。為避免混亂且促進讀者之理解，在單一光束之情況下說明圖4A中所展示之實例，該光束在此狀況下係中心光束。一般熟習此項技術者將瞭解此系統在多於一個光束之情況下，諸如在3個光束(如圖3中)之情況下將如何操作。如所描述，三光束系統可提供預看及後看聚焦追蹤。

現參看圖4，雷射270產生用於聚焦光束之光且光學耦合至系統中。來自雷射270之光可例如經由光纖耦合至光束分光器稜鏡272，諸如橫向位移光束分光器。可視需要包括濾光片諸如用於源選擇。稜鏡272將傳輸光束分裂成大致具有相等強度之兩個實質上平行的光點。可包括此稜鏡以在聚焦模型中提供差分量測。

繞射光柵274產生輸入光束之多個複本。在其他實例中，光束分光器立方體或多個雷射源可用以產生多個光束。在三光束系統之狀況下，繞射光柵274可針對兩個輸入光束中之每一者產生三個輸出光束。針對一個輸入光束之此情形的實例展示於圖4B處。因為繞射光柵可產生發散之光束(亦如圖4B中所展示)，所以平頂或達夫(dove)稜鏡276重新引導多個光束。在一些實例中，稜鏡經組態使得光束會聚於物鏡142之光瞳處，因此樣品容器處之容器正交於樣品容器。針對三輸出光束組態之此情形的實例展示於圖4B處。自樣品容器接收到之信號經由光束分光器277返回且反射離開鏡面279。因為每一光束對發散，所以接收稜鏡280及282將光點合併至影像感測器284之焦平面上。在一些實例中，此等稜鏡可實施為達夫稜鏡及屋脊稜鏡以折射及瞄準離開顯微鏡物件之射線以適配於影像感測器陣列上。屋脊稜鏡可用以折射返回光束從而使光點對內之光點合併至影像感測器之焦平面上，且達夫稜鏡用以折射前/後光點對從而使所有光點對合併至焦平面上。在三束預看之情況下，3個光束穿過屋脊稜鏡之兩個稜鏡半部中之每一者。然而，在其他軸線上，光束發散，此係包括達夫稜鏡以校正此等光束之原因。

在上文參看圖3及圖4所描述之各種實例中，使用稜鏡實施各種光學組件。可使用透鏡實施此等組件中之一些或全部，然而，由於此等組件相較於其透鏡對應物一般對未對準較不敏感，因此可需要稜鏡。因為稜鏡一般較緊密且包括較少元件，所以相比透鏡系統，稜鏡亦可更合乎需要。

圖3及圖4之實例中的物鏡142提供樣品容器上之大體圓形視場。在一個實例中，視場之中心係正成像之當前樣品部位。彼視場內之掃描方向通常係x或y軸。出於論述之目的，將假定掃描方向在y方向上。諸如LED或雷射光源(未說明)之光源產生聚焦光束。在所說明之實例中，三個光束用以提供三點差分離軸預測性聚焦估計，一個光束用於當前樣品部位且兩個額外光束用於預看及後看聚焦追蹤。此等兩個額外光束用以判定光學台與樣品容器上之樣品部位之間的沿z軸之焦距。

在一個實例中，將一個光束朝向當前樣品部位引導。如上文所提到，在此實例中，當前正成像之樣品的樣品部位大致在物鏡142之視場的中心處。在兩個額外聚焦光束中，在掃描操作之前沿y軸(亦即，在+y方向上)引導一個光束，且在當前部位後方沿y軸(亦即，在-y方向上)引導另一光束。在一個實例中，將兩個額外光束引導於在當前樣品部位之前或後方某距離處之部位處，該距離係自視場之中心至邊緣的距離的大約三分之一。在其他實例中，可提供除該兩個光束外之數個額外聚焦光束。舉例而言，如上文所指示，除中心光束外，亦可在+x、-x、+y、-y方向中之一或多者上以及在+x、+y、+x、-y、-x、+y、-x、-y方向上引導一或多個光束。

來自此等光束之資訊可用以搜集關於樣品容器(例如，樣品容器110)上之多個部位的資訊。舉例而言，此資訊可用以在多個樣品部位處搜集及儲存用於樣品容器上之樣品部位的聚焦設定。使用此等額外聚焦光束獲得之聚焦資訊亦可用以運算區中之樣品容器的斜度，其指示沿樣品容器之焦距的 改變速率。舉例而言，在三光束系統之狀況下，系統使用已知掃描方向判定正預看額外光束中之哪一者及正後看哪一者。來自此等兩個光束及來自中心光束之聚焦資訊提供三個點，自該三個點可計算此區內之樣品容器的斜度。若包括額外光束且將其引導至旁側，則可判定x及y方向上之斜度。系統可使用該斜度預測前向方向上之聚焦改變，且使用此資訊判定待應用以驅動致動器之驅動信號的一或多個參數。舉例而言，控制輸出可與彼區中偵測到之斜度成比例。在斜度較大之情況下，例如可施加較高位準之電流以允許z台更快速地移動至用於下一樣品部位之位置中。無論樣品部位係沿連續樣品之部位抑或在樣品容器上之離散部位，關於在系統經定位以掃描下一樣品部位之前的聚焦距離之此資訊允許以預測方式執行聚焦操作。

在其他實例中，斜度資訊可進一步用以相對於光學台調平樣品容器。此可例如藉由使樣品台傾斜來進行。在相對於光學台調平樣品台之情況下，掃描可在x及y方向上進行而在z方向上具有極少進一步調整或無進一步調整。因為樣品容器跨越其區域可能並不均勻，所以在掃描進行時，此調平可在連續或規則基礎上進行以向成像系統呈現相對水平之樣品表面。在各種實例中，可藉由提供三個或大於三個致動器來實現調平，該等致動器各自經獨立地驅動以允許樣品台相對於光學台傾斜。

圖5係說明用於使用諸如圖3中所展示之光學系統之光學系統進行預測性聚焦的實例程序之圖。在圖3之上下文中及在具有中心聚焦光束、預看光束及後看光束之實例三點離軸組態的上下文中描述圖5中所說明之程序。在操作320處，光源(例如，雷射或LED光源)產生將用於預測性聚焦操作之聚焦光。在一些應用中，來自雷射之光耦合至光纖中且光纖之輸出經準直。在操作322處，背面照明針孔光罩252(在圖3之狀況下)。在圖3中所說明之實例中，對應於實例三點離軸預測性聚焦系統，提供三個針孔。

在一些成像系統中，將聚焦光束分裂成兩個光束且使彼等光束穿過物鏡142之邊緣可係有利的。在此組態中，在樣品容器110移動且聚焦光束自樣品容器110彈開時，其角度改變。因為此組態提供較長桿臂，所以樣品容器110之運動引起攝影機上之影像的較大移動。因此，可更易於在影像感測器上偵測到Z方向上之改變。因此，在操作324處，將三個聚焦光束分裂成六個光束。在圖3中所說明之實例中，聚焦投影透鏡262將三個光束投影至差分分裂窗260上，且差分分裂窗260將其分裂成六個光束，兩個用於中心光束，且兩者用於預看光束及兩者用於後看光束。因此，在一些實例中，可將聚焦光束及額外預看/後看/旁視光束各自分裂成兩個光束。在存在一個中心光束、一個預看光束及一個後看光束之以上實例中，此等三個光束將分裂成六個單獨光束。

在操作324處，將針孔成像至樣品容器110上。在圖3中所說明之實例中，此等光束各自藉由差分分裂窗260分裂成兩個光束，從而產生總計六個光束。差分分裂窗260可實施為繞射光柵以分裂每一聚焦光束，藉此針對每一聚焦光束產生多個光束。因為來自繞射光柵之光束通常發散，所以可包括橫向位移稜鏡(圖3中未說明)以使彼等光束會聚在物鏡142之入射光瞳處。物鏡142將此等光束成像至樣品容器110上。如上文所描述，該等光束可成像為中心光束、預看光束及後看光束。

在操作326處，將來自此等光束之反射成像至影像感測器上。因為此等光束可發散且因此不處於影像感測器之區域內，所以可提供差分減少楔形件258及重新成像透鏡256以將光點聚焦及置放至影像感測器上。

在操作328處，可自成像至輸入感測器上之光束計算聚焦校正量。如上文所提到，可計算來自物鏡之視場內之點的聚焦資訊且將其用以判定聚焦校正量。舉例而言，來自三個光束之聚焦資訊可用以計算沿樣品部位之樣品容器的斜度。該斜度可用以計算一或多個驅動信號參數(例如，電流位準、 電壓位準、工作循環、接通時間等)以驅動致動器，從而相對於光學台調整樣品台以用於下一樣品部位。在操作330處，藉由將經判定之一或多個驅動信號參數以適當位準提供至致動器來執行聚焦校正。

儘管圖3或圖4中未說明，但一般熟習此項技術者在閱讀本說明書之後將瞭解，可包括控制器以控制預測性聚焦追蹤之操作。在一些實例中，可使用處理器系統，其具有執行程式碼以控制系統之操作的一或多個處理器。然而，對於高速系統，使用硬體解決方案以控制系統之操作可係有利的，諸如藉由使用以下各者中之一或多者：FPGA、ASIC、PLD、CPLD、PLA、PAL或其他類似電路系統。

如上文所提到，預測性聚焦追蹤之又一方法使用關於給定樣品容器之聚焦設定的所儲存資訊以控制在即時操作期間系統之聚焦。舉例而言，可掃描樣品容器且針對樣品容器上之複數個樣品部位中之每一者判定聚焦設定。圖6係說明根據本文中所描述之系統及方法之一個實例的用於使用所儲存資訊進行預測性聚焦追蹤之實例程序的圖。現參看圖6，在操作360處，掃描樣品容器(例如，樣品容器110)。在此掃描操作期間，量測用於樣品容器上之複數個樣品部位中之每一者的聚焦設定。對於具有離散樣品部位之樣品容器，可在此等離散部位中之每一者處量測聚焦量。對於具有連續樣品之樣品容器，可在跨越容器之複數個部位中之每一者處量測聚焦設定，其中可基於樣品掃描所要之解析度而判定部位之數量以及此等部位之間的間隔。在操作362處，儲存用於樣品容器之聚焦設定。可將此等聚焦設定以電子方式儲存於記憶體中之歷史檔案中，使得可在掃描操作期間重新呼叫該等設定以供稍後使用。可將歷史檔案或其中之資訊標記為經識別成含有用於彼特定樣品容器之聚焦資訊。

在操作364處，將樣品容器裝載至掃描系統中以用於掃描操作。對於實際成像操作，樣品容器將包括待成像之一或多個樣品。樣品容器可包括 用以唯一地識別樣品容器之識別符。在一些實例中，可按類別來識別樣品容器，而在其他實例中，可個別地識別樣品容器。可藉由使用者將樣品容器識別項鍵入至系統中，或可在將樣品容器裝載至系統中以光學方式或以電子方式偵測樣品容器識別項。

在操作366處，擷取用於經識別之樣品容器的所儲存聚焦設定。在此操作中，樣品容器之識別項可用以識別含有用於彼樣品容器之所儲存聚焦設定的檔案。在已識別適當歷史檔案之情況下，在操作368處，可使用含於彼檔案中之所儲存設定為正對彼樣品容器進行之掃描執行預測性聚焦操作。舉例而言，可使用儲存於歷史檔案中之聚焦設定計算斜度資訊，且可使用此斜度資訊判定在成像操作期間施加至致動器之驅動信號的參數。

在上文所描述之實例中，使用預測性聚焦資訊判定用於當前樣品部位之聚焦設定與用於未來部位之聚焦設定之間的差異。可呈誤差信號形式之此差異用以產生驅動致動器之具有適當信號參數的驅動信號，該致動器移動至正被驅動之台。圖7係說明根據本文中所描述之系統及方法之一個實例的用於聚焦追蹤之實例聚焦控制系統的方塊圖。此實例聚焦控制系統包括聚焦追蹤電路系統432，其經組態以判定當前及預看聚焦設定，該等設定用以產生驅動z台434中之聚焦追蹤回饋迴路之驅動信號。如圖7之實例中所說明，將基於聚焦設定差異之命令452饋入至z台434。

在此實例中，Z台434經組態以移動物鏡446(例如，物鏡142)。致動器444回應於由Z台放大器438提供之驅動信號而移動光學台，且特定而言，移動物鏡446。如上文所提到，致動器444可包括壓電致動器、音圈致動器、馬達或其他類似致動器。編碼器442提供關於致動器位置及其移動之資訊。此編碼器資訊454可經由z台控制器436回饋至聚焦追蹤電路系統432且可用於判定誤差信號。

圖8係說明根據本文中所描述之系統及方法之一個實例的z台控制器之實例架構的圖。此實例控制器併有前饋及回饋控制兩者以產生控制台致動器之驅動信號。在其他實例中，此可實施為控制系統之誤差信號及前饋控制分支兩者的比例積分微分(PID)控制。如此實例中所說明，計算目標聚焦設定與實際聚焦設定之間的差異且將其饋入至控制區塊488。亦經由前饋路徑476發送位置資訊且將其添加至控制區塊488之輸出信號。來自控制區塊488內之驅動電路系統的此輸出信號提供控制輸出信號，其用以驅動致動器490。如所展示，經由前饋路徑476提供目標聚焦位置與當前實際位置之間的差異的量值以調整控制輸出信號。

圖9係說明根據本文中所描述之系統及方法之一個實例的z台控制器之另一實例架構的圖。此實例亦併有回饋及前饋控制。在操作中，目標聚焦設定(例如，目標z位置570)用以命令台之位置。將目標z位置570提供至控制器588，該控制器判定命令致動器590定位該台所需之驅動信號。控制器588亦可包括產生驅動信號之驅動電路系統。使用目標聚焦設定(目標z位置570)與可由例如致動器590提供之當前聚焦設定(實際z位置572)之間的差異之量值來進行驅動信號判定。在此實例中以及在先前實例中，藉由來自前饋控制路徑576之信號來調整用以驅動致動器之驅動信號。然而，在圖9之實例中，由聚焦追蹤電路系統592產生所量測之聚焦校正信號578。可例如使用預看預測性聚焦追蹤或基於如上文所描述之歷史資料的預測性聚焦追蹤或使用其他預測性聚焦追蹤技術來判定校正資訊。將校正資訊添加至所命令台位置以根據用於掃描操作之聚焦設定的改變之斜率而調整驅動信號。

如上文所提到，在各種實例中，致動器可用以藉由重新定位樣品台或光學台(或其部分)或其兩者來相對於光學台定位樣品台，以達成所要聚焦設定。在一些實例中，壓電致動器可用以移動所要台。在其他實例中，音 圈致動器可用以移動所要台。在一些應用中，音圈致動器之使用相較於其壓電對應物可提供減少的聚焦潛時。在使用音圈致動器之情況下，線圈大小可選擇為提供所要移動所必要的最小線圈大小，使得線圈中之電感亦可減至最小。限制線圈大小且因此限制其電感提供更快的反應時間且需要較小電壓來驅動致動器。

如上文所描述，無關於所使用之致動器，來自除當前樣品部位以外的點之聚焦資訊可用以判定用於掃描操作之聚焦設定之改變的斜率或量值。此資訊可用以判定是否較早地將驅動信號饋入至致動器及如何設定驅動信號之參數。另外，在一些實例中，系統可經預校準以允許針對致動器判定驅動臨限值。舉例而言，系統可經組態以將驅動信號以不同位準之控制輸出供應至致動器，從而判定致動器可承受而不會不穩定的控制輸出之最高量(例如，驅動電流之最大量)。此可允許系統判定待施加至致動器之最大控制輸出量。

雖然上文已描述了所揭示技術之各種實例，但應理解，該等實例已僅藉由實例呈現且並非限制性的。同樣地，各種圖可描繪所揭示技術之實例架構或其他組態，進行此描繪以輔助理解可包括於所揭示技術中之特徵及功能性。所揭示技術不限於所說明之實例架構或組態，但所要特徵可使用多種替代架構及組態來實施。實際上，熟習此項技術者將顯而易見可如何實施替代功能性、邏輯或實體分割及組態以實施本文中所揭示之技術的所要特徵。又，除本文中所描繪之名稱外的眾多不同構成模組名稱可應用於各種分區。另外，關於流程圖、操作描述及方法請求項，除非上下文另外規定，否則步驟在本文中呈現之次序不應要求各種實例經實施為以相同次序執行所敍述功能性。

儘管上文關於各種實例及實施對所揭示技術進行了描述，但應理解，在個別實例中之一或多者中所描述之各種特徵、態樣及功能性在其適用性上不限於對其進行描述時所涉及之特定具體實例，而是可單獨或以各種組合 應用於所揭示技術之其他實例中之一或多者，無論此等實例是否進行了描述以及此等特徵是否作為所描述實例之一部分而呈現。因此，本文中所揭示之技術之廣度及範圍應不由上述實例中之任一者來限制。應瞭解，前述概念之所有組合(限制條件為此等概念並不相互矛盾)預期為本文中所揭示之本發明主題的部分。特定而言，在本發明結尾處出現之所主張主題的所有組合預期為本文中所揭示之本發明主題的部分。

除非另外明確地陳述，否則本文件中所使用之術語及片語及其變體應解釋為與限制性相反之開放式。作為前述內容之實例：術語「包括」應理解為意謂「包括但不限於」或其類似者；術語「實例」用以提供所論述之項目的實例例項，而非該項目之詳盡或限制性清單；術語「一(a或an)」應理解為意謂「至少一個」、「一或多個」或其類似者；且諸如「習知」、「傳統」、「常規」、「標準」、「已知」及具類似含義之術語的形容詞不應解釋為將所描述項目限於給定時間段或限於截至給定時間可獲得之項目，而是應理解為涵蓋現在或在未來之任何時間可獲得或已知的習知、傳統、常規或標準技術。術語包含在本文中意欲為開放式的，不僅包括所敍述要素，而且包括任何其他要素。同樣地，在本文件提及一般熟習此項技術者將顯而易見或已知之技術時，此等技術涵蓋現在或在未來之任何時間對熟練技術人員顯而易見或已知之技術。

術語「耦接」指直接或間接的接合、連接、緊固、接觸或鏈接，且可指各種形式之耦接，諸如實體、光學、電、流體、機械、化學、磁性、電磁、通信或其他耦接，或前述各者之組合。在指定一種形式之耦接的情況下，此並不暗示排除其他形式之耦接。舉例而言，一個組件實體地耦接至另一組件可指該兩個組件之實體附接或其間的接觸(直接地或間接地)，但不排除該等組件之間的其他形式之耦接，諸如通信鏈路(例如，RF或光學鏈路)亦 以通信方式耦接該兩個組件。同樣地，各種術語本身並不意欲相互排斥。舉例而言，流體耦接、磁性耦接或機械耦接以及其他耦接可係一種形式之實體耦接。

在一些情況下，拓寬詞語及片語，諸如「一或多個」、「至少」、「但不限於」或其他類似片語之存在不應理解為意謂在可能不存在此等拓寬片語之情況下預期或需要較狹窄狀況。術語「組件」之使用並不暗示描述或主張作為組件之部分的元件或功能性全部組態在共同封裝中。實際上，組件之各種元件(包括結構元件)中的任一者或全部可組合於單一封裝中或單獨地維持，且可進一步分散於多個分組或封裝中。

另外，關於實例圖及其他說明來描述本文中所闡述之各種實例。如一般熟習此項技術者在閱讀本文件之後將變得顯而易見，可實施所說明之實例及其各種替代例而不限於所說明之實例。舉例而言，方塊圖及其隨附描述不應被視為要求特定架構或組態。

應瞭解，前述概念及下文更詳細論述之額外概念的所有組合(限制條件為此等概念並不相互矛盾)預期為本文中所揭示之本發明主題的部分。特定而言，在本發明結尾處出現之所主張主題的所有組合預期為本文中所揭示之本發明主題的部分。

Claims (31)

1. 一種成像系統，其包含：樣品台，其包含用以支撐樣品容器之表面，所述樣品容器具有複數個樣品部位；光學台，其具有物鏡，所述光學台可相對於所述樣品台定位以對所述樣品部位處之樣品成像；致動器，其在實體上耦接至所述樣品台及所述光學台中之至少一者以相對於所述光學台移動所述樣品台，從而將所述光學台聚焦至當前樣品部位上；及驅動電路，其用以判定用於下一樣品部位之聚焦設定且在所述光學台經定位以對所述下一樣品部位處之樣品成像之前將驅動信號提供至所述致動器，其中所述驅動信號之至少一個參數係使用用於所述當前樣品部位之聚焦設定與用於所述下一樣品部位之經判定的所述聚焦設定之間的差異來判定。
2. 如請求項1所述之成像系統，其中所述致動器在實體上耦接至所述樣品台以移動所述樣品台，從而調整所述樣品台與所述光學台之間的距離。
3. 如請求項1所述之成像系統，其進一步包含在實體上耦接至所述樣品台以調整所述樣品台之傾角的複數個致動器。
4. 如請求項1所述之成像系統，其中所述致動器在實體上耦接至所述光學台以移動所述光學台，從而調整所述樣品台與所述光學台之間的距離。
5. 如請求項1所述之成像系統，其中所述致動器包含壓電裝置、音圈及驅動馬達中之至少一者。
6. 如請求項1所述之成像系統，其中用於下一樣品部位之所述聚焦設定係使用歷史檔案來判定，所述歷史檔案針對所述複數個樣品部位中之每一者包含預定聚焦設定。
7. 如請求項6所述之成像系統，其中所述歷史檔案係藉由在先前成 像操作期間量測至所述複數個樣品部位中之每一者的焦距來建立。
8. 如請求項1所述之成像系統，其進一步包含離軸聚焦系統，所述離軸聚焦系統用以在所述光學台及所述樣品台中之至少一者經定位以對所述下一部位處之所述樣品成像之前發射光束以照射在所述下一樣品部位上。
9. 如請求項8所述之成像系統，其中所述離軸聚焦系統包含光源及用以將自所述光源發射之光分裂以用於離軸成像的差分分裂窗。
10. 如請求項8所述之成像系統，其中所述離軸聚焦系統包含光源、定位於自所述光源發射之光之路徑中的針孔光罩以及用以將自所述光源發射之所述光分裂以用於離軸成像的差分分裂窗。
11. 如請求項8所述之成像系統，其中所述離軸聚焦系統產生複數個光束以允許在多於一個掃描方向上之離軸取樣。
12. 如請求項11所述之成像系統，其進一步包含用以使所述離軸光束之反射重新引導於影像感測器上之所要區域內的減少楔形件。
13. 如請求項1所述之成像系統，其中所述樣品容器包含流量槽或滑槽。
14. 如請求項1所述之成像系統，其中所述驅動信號之所述至少一個參數包含電流、電壓及工作循環中之至少一者。
15. 一種聚焦追蹤方法，其包含：針對樣品容器上之正經掃描之當前樣品部位判定樣品台之第一聚焦位置；針對待掃描之下一樣品部位判定所述樣品台之第二聚焦位置；計算所述第一聚焦位置與所述第二聚焦位置之間的差異；及將驅動信號發送至台致動器以在所述樣品台經定位以在所述下一樣品部位處成像之前的時間t處相對於光學台將所述樣品台自所述第一聚焦位置移動至所述第二聚焦位置，其中所述驅動信號之至少一個參數係使用所述第一聚焦位置 與所述第二聚焦位置之間的所述差異來判定。
16. 如請求項15所述之方法，其中判定所述台之第二聚焦位置包含查詢歷史檔案，所述歷史檔案針對所述樣品容器上之複數個座標集合中之每一者包含預定聚焦設定。
17. 如請求項16所述之方法，其中所述歷史檔案係藉由在先前成像操作期間量測至所述樣品容器上之所述複數個座標集合中之每一者的焦距來建立。
18. 如請求項15所述之方法，其進一步包含基於所述第一聚焦位置與所述第二聚焦位置之間的所述差異而計算所述樣品容器之斜度，其中所述驅動信號之所述參數係使用所述斜度來判定。
19. 如請求項18所述之方法，其進一步包含針對先前掃描之樣品部位判定所述台之第三聚焦位置。
20. 如請求項19所述之方法，其中所述樣品容器之所述斜度係使用所述第一聚焦位置、所述第二聚焦位置及所述第三聚焦位置來判定。
21. 如請求項15所述之方法，其中判定第二聚焦位置包含在所述光學台及所述樣品台中之至少一者經定位以對所述下一部位處之樣品成像之前使用離軸聚焦系統發射光束以照射在所述下一樣品部位上。
22. 如請求項15所述之方法，其中相對於所述光學台將所述樣品台自所述第一聚焦位置移動至所述第二聚焦位置包含移動所述樣品台以調整樣品與所述光學台之間的距離。
23. 如請求項15所述之方法，其中相對於所述光學台將所述樣品台自所述第一聚焦位置移動至所述第二聚焦位置包含移動所述光學台以調整樣品與所述光學台之間的距離。
24. 如請求項15所述之方法，其中所述時間t係使用所述第一聚焦位 置與所述第二聚焦位置之間的所述差異來判定。
25. 如請求項15所述之方法，其中所述台致動器包含音圈且所述方法進一步包含判定可施加至所述音圈之驅動輸出之最大量及使用驅動輸出之所述最大量限制所述驅動信號中之電流之量。
26. 如請求項15所述之方法，其中所述驅動信號之所述至少一個參數包含電流、電壓及工作循環中之至少一者。
27. 一種聚焦追蹤方法，其包含：針對樣品容器上之正經掃描之當前樣品部位判定樣品台之第一聚焦位置；針對待掃描之下一樣品部位判定所述樣品台之第二聚焦位置；使用所述第一聚焦位置及所述第二聚焦位置計算所述樣品容器之斜度；及將驅動信號發送至台致動器以相對於光學台移動所述樣品台，其中所述驅動信號係使用所述樣品容器之所述斜度產生。
28. 如請求項27所述之方法，其進一步包含針對經掃描之先前樣品部位判定所述樣品台之第三聚焦位置，且其中所述斜度係使用所述第一樣品部位、所述第二樣品部位及所述第三樣品部位來判定。
29. 如請求項27所述之方法，其中判定第二聚焦位置包含查詢歷史檔案，所述歷史檔案針對所述樣品容器上之複數個座標集合中之每一者包含預定聚焦設定。
30. 如請求項29所述之方法，其中所述歷史檔案係藉由在先前成像操作期間量測至所述樣品容器上之所述複數個座標集合中之每一者的焦距來建立。
31. 如請求項27所述之方法，其中判定第二聚焦位置包含在所述光學台及所述樣品台中之至少一者經定位以對所述下一部位處之樣品成像之前使用離軸聚焦系統發射光束以照射在所述下一樣品部位上。