(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210239390.2 (22)申请日 2022.03.11 (71)申请人 广州超视 计生物科技有限公司 地址 510700 广东省广州市黄埔区开源大 道136号自编B栋 302室 申请人 北京大学 (72)发明人 毛珩　杨润甲　梁晨　杜珂　 梁林涛　 (74)专利代理 机构 北京汇智胜知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11346 专利代理师 赵立军 (51)Int.Cl. G01N 21/64(2006.01) G01N 21/01(2006.01) G02B 21/00(2006.01) (54)发明名称 一种多路片层光全自动对准装置及方法 (57)摘要 本发明公开了一种多路片层光全自动对准 装置及方法， 该装置包括： 片层光运动控制模块， 其用于按照当前片层光图像与基准位置之间存 在的偏差量对应的补偿量， 将每一路片层光调整 到基准位置； 实时成像模块， 其用于连续拍摄记 录当前单路片层光图像； 图像分析模块， 其用于 接收片层光图像， 判断片层光图像与基准位置 之 间是否存在预先定义的偏差类型中的偏差， 并在 判定为是的情形下， 分析偏差的所属的偏差类型 及获取补偿量， 在所有偏差判定为否的情形下， 向实时成像模块发出连续拍摄记录下一路片层 光图像的指令。 本发明以实时采集成像为基础， 通过片层光的形态、 位置分析计算， 将片层光移 动到视野中指定的位置， 实现多路片层光的全自 动对准。 权利要求书4页 说明书10页 附图5页 CN 114577771 A 2022.06.03 CN 114577771 A 1.一种多路片层光全自动对准装置， 其特 征在于， 包括： 片层光运动控制模块， 其用于按照当前片层光图像与基准位置之间存在的偏差量对应 的补偿量， 将每一路片层光调整到所述基准位置， 所述基准位置以相 机视野为基准预先设 置； 实时成像模块， 其用于连续拍摄记录当前 单路片层光图像； 图像分析模块， 其用于接收所述片层光图像， 判断所述片层光图像与所述基准位置之 间是否存在预先定义的偏差类型中的偏差， 并在判定为是 的情形下， 分析所述偏差的所属 的偏差类型及获取所述补偿量， 输出给所述片层光运动控制模块， 在所有偏差判定为否的 情形下， 向所述实时成像模块发出 连续拍摄记录下一路片层光图像的指令 。 2.如权利要求1所述的多路片层光全自动对准装置， 其特征在于， 所述偏差类型包括 XOZ平面偏差， 所述图像分析模块具体包括： 轮廓获取单元， 其用于对在样品室中放入荧光微珠溶液的情形下采集到的所述片层光 图像进行边 缘检测和提取， 获得片层光图像的轮廓信息； XOZ平面偏差判断单元， 其用于判断所述轮廓信息与所述基准位置之间是否有角度偏 差θy， 如果有， 则判定为存在所述XOZ平面偏差； 如果判定为不存在所述XOZ平面偏差， 继而 判断除所述XOZ平面偏差之外的其它所述偏差类型； 其中， 所述θy为片层光相对于预设Y轴 的倾斜角度； XOZ平面偏差补偿量计算单元， 其用于在判定为存在所述XOZ平面偏差的情形下， 控制 所述片层光位置控制模块沿着以Y轴为中心旋转的方向以预设角度θ ′y进行步进， 以及按照 下式(1)计算 值补偿对应所述θ ′y的位移补偿量Δx： Δx＝L sinθ′y    (1) 式中， L为片层光激发模块的长度。 3.如权利要求1或2所述的多路片层光全自动对准装置， 其特征在于， 所述偏差类型包 括YOZ平面偏差， 所述图像分析模块具体包括： 图像处理分析单元， 其用于对在样品室中放入荧光微珠溶液的情形下采集到的所述片 层光图像进行图像处理， 将荧光微珠与背景分离， 并统计其点亮的荧光微珠在所述片层光 图像中显示的大小以及按大小沿Z轴的分布情况； YOZ平面偏差判断单元， 其用于判断片层光是否存在θx方向的旋转， 如果所述荧光微珠 的大小沿Z轴的分布特性不呈现为边缘大中间小， 而且从边缘到中间逐渐变小， 则判定为存 在所述YOZ平面偏差； 如果所述荧光微珠的大小沿所述Z轴的分布特性呈现为边缘大且中间 小， 而且从边缘到中间逐渐变小， 则判定为不存在所述Y OZ平面偏差， 继而判断 除所述YOZ平 面偏差之外的其它所述偏差类型； 其中， 所述θx为片层光当前相对于预设X轴的倾 斜角度； YOZ平面偏差补偿量计算单元， 其用于在判定为存在所述YOZ平面偏差的情形下， 控制 片层光位置控制模块沿着以X轴为中心旋转的方向以预设角度θ ’x进行步进， 以及补偿对应 所述θ’x的位移补偿量Δy， 其计算公式为下式(2)： Δy＝L sinθx’    (2) 式中， L为片层光激发模块的长度。 4.如权利要求1或2或3所述的多路片层光全自动对准装置， 其特征在于， 所述偏差类型 包括第一XOY平面偏差， 所述图像分析模块具体包括：权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114577771 A 2图像处理分析单元， 其用于对在样品室中放入荧光微珠溶液的情形下采集到的所述片 层光图像进行图像处理， 将荧光微珠与背景分离， 并统计其点亮的荧光微珠在所述片层光 图像中显示的大小以及按大小沿X轴的分布情况； 第一XOY平面偏差判断单元， 其用于判断片层光是否存在θz方向的旋转以及旋转方向， 如果所述荧光微珠的大小沿所述X轴的分布特性不呈现为边缘大且中间小， 而且从边缘到 中间逐渐变小， 则判定为存在所述第一XOY平面偏差； 如果所述荧光微珠的大小沿所述X轴 的分布特性呈现为边缘大且中间小， 而且从边缘到中间逐渐变小， 则判定为不存在所述第 一XOY平面偏差， 继而判断除所述第一XOY平面偏差之外的其它所述偏差类型； 其中， 所述θz 为片层光当前相对于预设Z轴的倾 斜角度； 第一XOY平面偏差补偿量计算单元， 其用于控制片层光位置控制模块沿与所述θz方向相 反的方向， 以预设角度 θ ’z进行步进。 5.如权利要求1或2或3或4所述的多路片层光全自动对准装置， 其特征在于， 所述偏差 类型包括第二XOY平面偏 差， 所述第二XOY平面偏 差包括最小的荧光微珠集合与所述当前片 层光图像的中心位置之间的ΔZ偏差； 所述图像分析模块具体包括： 图像处理分析单元， 其用于对在样品室中放入荧光微珠溶液的情形下采集到所述片层 光图像进行图像处理， 将荧光微珠与背景分离， 并统计点亮的荧光微珠在所述片层光图像 中显示的体积大小以及按大小沿Z轴的分布情况； ΔZ偏差判断单元， 其用于判断最小的荧光微珠集合是否在所述当前片层光图像的中 心位置， 如果是， 则判定为存在所述ΔZ偏 差； 如果否， 则判定为存在所述ΔZ偏差， 继而判断 除所述ΔZ偏差之外的其它所述偏差类型； ΔZ偏差补偿量计算单元， 其用于在判定为存在所述ΔZ偏差的情形下， 控制片层光位 置控制模块沿着Z方向以预设步长 ΔZ’进行步进。 6.一种多路片层光全自动对准方法， 其特 征在于， 包括： 以相机视野为基准， 在所述相机视野中为每路片层光预先设置基准位置， 按照预设流 程将所述每一路片层光调整到所述基准 位置； 其中， 所述预设流 程包括： 步骤1， 通过实时成像模块的相机连续拍摄记录当前 单路片层光图像， 并进入步骤2； 步骤2， 通过图像分析模块判断所述片层光图像与所述基准位置之间是否存在预先定 义的偏差类型中的偏差， 如果是， 则进入步骤3， 反 之， 则进入步骤4； 步骤3， 按照所述偏差的所属的所述偏差类型及偏差量对应的补偿量进行校准， 然后返 回步骤1； 步骤4， 通过实时成像模块的相机连续拍摄记录下一路片层光图像， 并进入步骤2。 7.如权利要求6所述的多路片层光全自动对准方法， 其特征在于， 所述步骤2中的所述 偏差类型包括XOZ平面偏差， 判断所述当前片层光图像与所述基准位置之间是否存在所述 XOZ平面偏差的方法具体包括： 步骤21a， 对所述步骤1在样品室中放入荧光微珠溶液的情形下采集到的所述片层光图 像进行边 缘检测和提取， 获得片层光图像的轮廓信息； 步骤22a， 判断所述轮廓信息与所述基准位置之间是否有角度 偏差θy， 如果有， 则判定为 存在所述XOZ平面偏差， 并进入步骤3中的步骤3a； 如果判定为不存在所述XOZ平面偏差， 继权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114577771 A 3