阅读说明：本技术 用于载片装载和卸载的固定的基准边缘系统 (Fixed reference edge system for slide loading and unloading ) 是由 N.纽伯格 于 2018-11-30 设计创作，主要内容包括：提供了一种固定的基准边缘系统,所述固定的基准边缘系统将玻璃载片从载片架的插槽导引到扫描载物台上并且将所述玻璃载片从所述扫描载物台导引到所述载片架的所述插槽中。在一个实施方案中,所述固定的基准边缘具有与所述载片架的所述插槽的一侧平行的第一侧。所述系统包括总成,所述总成包括：推杆,所述推杆被配置为将所述载片从所述插槽推动到所述扫描载物台上；以及拉杆,所述拉杆被配置为将所述载片从所述扫描载物台拉动到所述载片架的所述插槽中。当所述载片被拉动到所述载片架中时,所述载片的长边缘压靠在所述固定的基准边缘的所述第一侧上,以维持所述载片与所述载片架的所述插槽之间的平行定向。(A fixed reference edge system is provided that guides a glass slide from a slot of a slide rack onto a scanning stage and guides the glass slide from the scanning stage into the slot of the slide rack. In one embodiment, the fixed reference edge has a first side parallel to a side of the slot of the slide holder. The system includes an assembly, the assembly including: a push bar configured to push the slide from the slot onto the scanning stage; and a pull rod configured to pull the slide from the scanning stage into the slot of the slide holder. When the slide is pulled into the slide holder, a long edge of the slide presses against the first side of the fixed reference edge to maintain a parallel orientation between the slide and the slot of the slide holder.)

用于载片装载和卸载的固定的基准边缘系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年12月1日提交的美国临时专利申请号62/593,448的优先权，该申请以引用方式整体并入本文，如同完全地阐述一样。

技术领域

本发明总体上涉及一种数字载片扫描设备(例如，用于病理学)，并且更具体地涉及一种固定的基准边缘，该固定的基准边缘被定位成导引玻璃载片从载片架装载到扫描载物台上或从扫描载物台卸载到载片架中。

背景技术

数字病理学是通过允许管理从物理载片产生的信息的计算机技术实现的基于图像的信息环境。数字病理学部分地通过虚拟显微术实现，虚拟显微术是扫描物理玻璃载片上的样本并产生可在计算机监视器上存储、查看、管理和分析的数字载片图像的实践。通过对整个玻璃载片进行成像的能力，数字病理学领域迅猛发展并且在当前被认为是诊断医学中用来实现对重大疾病(诸如癌症)的甚至更好、更快且更便宜的诊断、预后和预测的最有前景的途径之一。

由数字载片扫描设备处理的玻璃载片非常易碎但很贵重。不幸地，当玻璃载片从载片架输送到扫描载物台上或从扫描载物台输送到载片架中时，常规的数字载片扫描仪往往会损坏玻璃载片。因此，需要一种克服在上文所描述的常规的系统中发现的这些显著问题的系统和方法。

发明内容

因此，本文描述了一种固定的基准边缘系统，所述固定的基准边缘系统导引玻璃载片从载片架装载到扫描载物台上并还导引玻璃载片从扫描载物台卸载到载片架中。所述系统包括固定的基准边缘，所述固定的基准边缘具有第一侧，所述第一侧与从中卸载所述载片的所述载片架的插槽的一侧平行。所述系统还包括推/拉总成，所述推/拉总成包括推杆，所述推杆被配置为将所述玻璃载片从所述载片架的所述插槽直接地推出到所述扫描载物台上，使得所述玻璃载片的长边缘与所述固定的基准边缘的所述第一侧相邻。所述推/拉总成还包括拉杆，所述拉杆被配置为将所述玻璃载片从所述扫描载物台拉动到所述载片架的所述插槽中。当所述玻璃载片被拉动到所述载片架的所述插槽中时，所述玻璃载片的所述长边缘压靠在所述固定的基准边缘的所述第一侧上，以将所述玻璃载片的所述长边缘定位成平行于所述载片架的所述插槽的所述侧，以便插入到所述载片架的所述插槽中而不损坏所述玻璃载片。

在一个实施方案中，公开了一种数字载片扫描设备，所述数字载片扫描设备包括：载物台，所述载物台包括凹陷插槽，玻璃载片在扫描期间搁置在所述凹陷插槽内；以及基准边缘，所述基准边缘被定位成形成所述凹陷插槽的长边缘；以及总成，所述总成被配置为：将玻璃载片从载片架直接地推出到所述载物台上的所述凹陷插槽中，以及将玻璃载片从所述载物台上的所述凹陷插槽直接地拉动到所述载片架中，其中所述基准边缘在玻璃载片被所述总成拉动到所述载片架中时阻止所述玻璃载片的横摆旋转。当玻璃载片定位在所述载物台上的所述凹陷插槽中时，所述基准边缘可沿着所述玻璃载片的整个长边缘延伸。

在一个实施方案中，所述凹陷插槽包括通孔，所述通孔被配置为允许在扫描期间从下方对所述玻璃载片进行照明。所述凹陷插槽可包括在所述通孔的相对侧上的至少两个支撑表面，其中所述至少两个支撑表面被配置为当玻璃载片定位在所述载物台上的所述凹陷插槽中时支撑所述玻璃载片的至少两个相对的边缘。所述基准边缘可定位在所述至少两个支撑表面中的一个的一部分上。

在一个实施方案中，所述载物台还包括一个或多个指状物沟槽，所述一个或多个指状物沟槽被配置为当玻璃载片定位在所述载物台上的所述凹陷插槽中时暴露所述玻璃载片的相对的短边缘的一个或多个部分。所述总成可包括拉杆和推杆，其中所述拉杆被配置为将玻璃载片从所述载物台上的所述凹陷插槽直接地拉动到所述载片架中，并且其中所述推杆被配置为将玻璃载片从载片架直接地推出到所述载物台上的所述凹陷插槽中。所述拉杆可包括至少一个拉动指状物，所述至少一个拉动指状物被配置为当玻璃载片定位在所述载物台上的所述凹陷插槽中时经由所述一个或多个指状物沟槽来接合所述玻璃载片的短边缘并通过在所述一个或多个指状物沟槽内滑动来将所述玻璃载片从所述载物台上的所述凹陷插槽直接地拉动到所述载片架中。所述至少一个拉动指状物可被配置为降低以接合玻璃载片的所述短边缘和升高以脱离玻璃载片的所述短边缘。例如，所述至少一个拉动指状物可被配置为通过绕所述拉杆的纵向轴线旋转来降低和升高，其中所述数字载片扫描设备还包括至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置为控制所述拉动指状物的所述旋转。所述推杆可包括至少一个推动指状物，所述至少一个推动指状物被配置为当玻璃载片在所述载片架中时接合所述玻璃载片的短边缘并将所述玻璃载片从所述载片架直接地推动到所述载物台上的所述凹陷插槽中。在一个实施方案中，所述总成还包括在所述推杆与所述拉杆之间的开口，其中所述开口被配置为允许所述载片架通过。

所述数字载片扫描设备还可包括至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置为控制至少一个马达以沿着与所述载物台上的所述凹陷插槽的纵向轴线和所述载片架中的插槽的纵向轴线平行的线性轴线在两个方向上移动所述总成。所述载物台还可包括弹簧臂，所述弹簧臂被配置为将玻璃载片的长边缘朝向所述基准边缘按压以阻止所述玻璃载片的所述横摆旋转。所述数字载片扫描设备还可包括至少一个处理器，所述至少一个处理器在玻璃载片从所述载物台被拉动到所述载片架中时，控制所述弹簧臂来将所述玻璃载片的所述长边缘朝向所述基准边缘按压以阻止所述玻璃载片的所述横摆旋转。

在一个实施方案中，公开了一种方法，所述方法包括：控制马达以驱动总成来将第一玻璃载片从载片架的插槽直接地推动到数字载片扫描设备的扫描载物台上，以便使所述玻璃载片的长边缘与所述扫描载物台上的基准边缘的一侧相邻地定位，其中所述基准边缘的所述侧平行于所述载片架的所述插槽的一侧；控制所述数字载片扫描设备来扫描所述玻璃载片；以及在扫描所述玻璃载片之后，控制所述马达以驱动所述总成来将所述玻璃载片从所述扫描载物台拉动到所述载片架的所述插槽中，其中所述基准边缘的所述侧在所述玻璃载片被拉动到所述载片架的所述插槽中时阻止所述玻璃载片的横摆旋转。所述方法还可包括在所述玻璃载片被拉动到所述载片架的所述插槽中时，控制所述扫描载物台上的弹簧臂来将所述玻璃载片的所述长边缘朝向所述基准边缘的所述侧按压以阻止所述玻璃载片的所述横摆旋转。

在阅读以下详细描述和附图之后，本发明的其他特征和优点对于本领域的普通技术人员来说将变得更显而易见。

附图说明

通过阅读以下详细描述和附图，将理解本发明的结构和操作，在附图中，相同的附图标记指代相同的部分并且其中：

图1A是根据一个实施方案的示出数字载片扫描设备的示例推/拉总成的透视图；

图1B是根据一个实施方案的示出数字载片扫描设备的示例推/拉总成、载片架和扫描载物台的透视图；

图2A是根据一个实施方案的示出具有基准边缘和玻璃载片的示例扫描载物台的透视图；

图2B是根据一个实施方案的示出具有基准边缘和玻璃载片的示例扫描载物台的透视图；

图3A是示出可结合本文所描述的各种实施方案使用的示例支持处理器的装置的框图；

图3B是根据一个实施方案的示出具有单个线性阵列的示例线扫描相机的框图；

图3C是根据一个实施方案的示出具有三个线性阵列的示例线扫描相机的框图；以及

图3D是根据一个实施方案的示出具有多个线性阵列的示例线扫描相机的框图。

具体实施方式

本文所公开的某些实施方案提供了一种固定的基准边缘，以便于将载片从载片架装载到扫描载物台上和将载片从扫描载载物台卸载到载片架的插槽中。在阅读本说明书之后，对于本领域的技术人员来说将变得显而易见的是，如何在各种可选的实施方案和可选的应用中实现本发明。然而，尽管本文将描述本发明的各种实施方案，但是应理解，这些实施方案仅以示例方式呈现，而不进行限制。如此，对各种可选的实施方案的这个详细描述不应被解释为限制如所附权利要求书中所阐述的本发明的范围或广度。

1.示例推/拉总成

图1A是根据一个实施方案的示出数字载片扫描设备的示例推/拉总成100的透视图。在所示的实施方案中，推/拉总成100包括拉杆110，该拉杆包括从拉杆110的表面延伸的一个或多个拉动指状物112。推/拉总成100还包括推杆120，该推杆包括从推杆120的表面延伸的一个或多个推动指状物122。在所示的实施方案中，存在两个拉动指状物112和两个推动指状物122。然而，在可选的实施方案中，可存在更少的拉动指状物112和/或推动指状物122(例如，一个)或更多的拉动指状物112和/或推动指状物122(例如，三个、四个、五个等)。此外，拉动指状物112的数量可与推动指状物122的数量相同或与推动指状物122的数量不同(例如，更少或更多)。

在一个实施方案中，拉动指状物112被配置为升高以使指状物112与玻璃载片585的边缘不接触，以及降低以使指状物112与玻璃载片585的边缘接触。例如，拉动指状物112可在绕拉杆110的纵向轴线的旋转范围内上下旋转。相比之下，推动指状物122可固定地定位。

在一个实施方案中，一个或多个拉动指状物112和一个或多个推动指状物122沿着相同的线性轴线X-X定位并由拉动指状物112的端部与推动指状物122的端部之间的开口130间隔开。开口130的正交于线性轴线X-X的宽度可至少与玻璃载片585的短边缘一样宽，而开口130的沿着线性轴线X-X的长度可至少与玻璃载片585的长边缘一样长。在一个实施方案中，推/拉总成100基本上为字母“C”的形状且具有载片架开口130，该载片架开口被配置为允许载片架300的至少一部分以及载片架300内的载片585定位在拉动指状物112与推动指状物122之间，其中拉动指状物112和推动指状物122在存储在载片架300中的玻璃载片585的短边缘的宽度内定向。

图1B是根据一个实施方案的示出在数字载片扫描设备内操作的示例推/拉总成100与扫描载物台200和载片架300结合的透视图。在所示的操作中，推/拉总成100的推杆120延伸到载片架300中。推/拉总成100可将玻璃载片585从载片架300的插槽装载到扫描载物台200上，或者将玻璃载片585从扫描载物台200卸载到载片架300的插槽中。

2.示例扫描载物台

扫描载物台200包括通孔240以允许在扫描期间进行照明。通孔具有沿着其周边的支撑表面，所述支撑表面限定插槽，玻璃载片585插入到该插槽中并且由此将玻璃载片585支撑在通孔上方。在一个实施方案中，扫描载物台200还包括基准边缘210，该基准边缘定位在支撑表面中的一个上，使得基准边缘210的第一侧平行于载片架200中的插入了玻璃载片585的插槽的一侧。弹簧臂220附接到扫描载物台200的顶表面并被配置为将玻璃载片585压靠在基准边缘210的第一侧上，以便维持压靠在基准边缘210的第一侧上的玻璃载片585的长边缘与载片架中的插入了玻璃载片585的插槽的那侧之间的平行定向。有利地，这至少在将玻璃载片585从扫描载物台200卸载到载片架300中时阻止横摆旋转(即，绕正交于扫描载物台200的平面的轴线的旋转)。

图2A是根据一个实施方案的示出具有基准边缘210和玻璃载片585的示例扫描载物台200的透视图。在所示的实施方案中，扫描载物台200包括基准边缘210，该基准边缘被定位成使第一侧与定位在扫描载物台200上以供扫描的玻璃载片585的长边缘相邻。扫描载物台200还包括弹簧臂220，该弹簧臂被配置为将玻璃载片585压靠在基准边缘210的第一侧上。如图所示，在一个实施方案中，当玻璃载片585被装载到扫描载物台200上时，在弹簧臂220与玻璃载片585之间无接触。例如，当玻璃载片585被装载到扫描载物台200上时，数字载片扫描设备的处理器555可控制弹簧臂220来移动远离其中插入了玻璃载片585的插槽的边缘222，以便避免接触玻璃载片585或至少避免对玻璃载片585施加压力。

在一个实施方案中，扫描载物台200包括一个或多个指状物沟槽202，该一个或多个指状物沟槽形成为陷入扫描载物台200的顶表面中的凹部并延伸到凹陷插槽中，玻璃载片585被插入到该凹陷插槽中以供扫描。指状物沟槽202可逻辑上沿着扫描载物台200的插入了载片585的插槽的整个纵向长度延伸，但是可被扫描载物台200中的通孔240分成两个部段202A和202B。指状物沟槽202被配置为接纳拉动指状物112和推动指状物122两者以进行卸载和装载。例如，推/拉总成100的拉杆110的拉动指状物112可降低到指状物沟槽202A中以接合定位在扫描载物台200上的玻璃载片585的第一短边缘并沿着指状物沟槽202滑动，使得推/拉总成100可将玻璃载片585从扫描载物台200完全地拉出并拉动到载片架300中。此外，推动指状物122可接合载片架300内的玻璃载片585的与第一短边缘相对的第二短边缘，以在载片585被装载到扫描载物台200上时将玻璃载片585推动到扫描载物台200上。在将玻璃载片585推动到扫描载物台200上时，推动指状物122可滑动到扫描载物台200的指状物沟槽202B中，以将载片585完全地推动到扫描载物台200的插入插槽中。

在一个实施方案中，限定在其中插入玻璃载片585的凹陷插槽的边缘212和222可为斜面的，以便于将玻璃载片585从载片架300可靠地装载到扫描载物台200上。例如，在所示的实施方案中，玻璃载片585在其中装载到扫描载物台200上的凹陷插槽具有至少三个侧。三个侧中的一个由基准边缘210形成。有利地，凹陷插槽的所有三个侧可为斜面的，包括由扫描载物台200形成的边缘和由基准边缘210形成的边缘。可选地，所有三个侧可为非斜面的，或三个侧中的仅一些可为斜面的。

图2B是根据一个实施方案的示出具有基准边缘210和玻璃载片585的示例扫描载物台200的透视图。在所示的实施方案中，当玻璃载片585从扫描载物台200卸载到载片架300中时，弹簧臂220向玻璃载片585的长边缘施加正压力。例如，当玻璃载片585从扫描载物台200卸载时，数字载片扫描设备的处理器555可控制弹簧臂220来朝向其中插入了玻璃载片585的插槽的边缘222移动，以便接触玻璃载片585并向其施加压力。由弹簧臂220施加到玻璃载片585的一个长边缘的压力也将玻璃载片585的另一个长边缘压靠在基准边缘210上，以便阻止横摆旋转。

在所示的实施方案中，扫描载物台200还包括通孔240，该通孔被配置为允许在扫描期间从下方对玻璃载片585进行照明。存在沿着通孔240的周边的一个或多个支撑表面。支撑表面平行于扫描载物台200的顶表面，但是凹陷在扫描载物台200的顶表面下方，以形成用于载片585的凹陷插入插槽。在一个实施方案中，凹陷插槽的深度可小于常规的玻璃载片585的厚度。在一个实施方案中，弹簧臂220类似地凹陷在扫描载物台200的顶表面下方，以允许弹簧臂220接触玻璃载片585的边缘。

3.示例实施方案

在一个实施方案中，一种数字载片扫描设备包括载物台，玻璃载片定位在该载物台上以供扫描，该载物台包括基准边缘，当玻璃载片定位在载物台上以供扫描时，该基准边缘与玻璃载片的长边缘相邻地定位。数字载片扫描装置还包括推/拉总成，该推/拉总成被配置为将载片从载片架直接地推出到载物台上，该推/拉总成还被配置为将载片从载物台直接地拉回到载片架中，其中基准边缘在载片被拉回到载片架中时阻止玻璃载片的横摆旋转。

在一个实施方案中，当玻璃载片定位在载物台上以供扫描时，基准边缘沿着玻璃载片的整个长边缘延伸。载物台还可包括通孔，该通孔被配置为允许在扫描期间对玻璃载片进行照明，该通孔具有平行于扫描载物台的表面的至少两个支撑表面，该至少两个支撑表面被配置为在玻璃载片定位在载物台上以供扫描时支撑玻璃载片的至少两个边缘。在一个实施方案中，基准边缘定位在通孔的至少两个支撑表面中的一个上。

在一个实施方案中，载物台还包括一个或多个指状物沟槽，该一个或多个指状物沟槽被配置为当玻璃载片定位在载物台上以供扫描时允许接近玻璃载片的短边缘。

在一个实施方案中，推/拉总成载物台包括推杆和拉杆，该推杆被配置为将载片从载片架直接地推出到载物台上以供扫描，而该拉杆被配置为将玻璃载片从载物台直接地拉回到载片架中。在一个实施方案中，推杆包括至少一个推动指状物，该至少一个推动指状物被配置为接合玻璃载片的短边缘并将玻璃载片从载片架直接地推动到扫描载物台上。在一个实施方案中，拉杆包括至少一个拉动指状物，该至少一个拉动指状物被配置为接合玻璃载片并将玻璃载片从载物台直接地拉回到载片架中。在一个实施方案中，拉杆包括至少一个拉动指状物，该至少一个拉动指状物被配置为延伸到一个或多个指状物沟槽中以接合玻璃载片并将玻璃载片从载物台直接地拉回到载片架中。在一个实施方案中，推/拉总成还包括在推杆与拉杆之间的载片架开口，该载片架开口被配置为允许载片架通过。

在一个实施方案中，一种从载片架安全地装载和卸载载片的方法包括使用马达来驱动推/拉总成以将第一玻璃载片从载片架的第一插槽直接地推动到数字载片扫描装置的扫描载物台上，其中第一玻璃载片的长边缘在扫描载物台上与基准边缘的第一侧相邻地定位，其中第一侧平行于载片架的第一插槽的一侧。该方法还包括使用数字载片扫描装置扫描第一玻璃载片，以及在扫描第一玻璃载片之后，使用马达来驱动推/拉总成以将第一玻璃载片从扫描载物台拉动到载片架的第一插槽中，其中基准边缘的第一侧在第一玻璃载片被拉动到第一插槽中时阻止第一玻璃载片的横摆旋转。在一个实施方案中，该方法还包括将第一玻璃载片的长边缘压靠在基准边缘的第一侧上以在第一玻璃载片被拉动到第一插槽中时阻止第一玻璃载片的横摆旋转。

4.示例数字载片扫描设备

图3A是示出可结合本文所描述的各种实施方案使用的示例支持处理器的装置550的框图。如技术人员将理解，还可使用装置550的可选形式。在所示的实施方案中，装置550被呈现为数字成像装置(也称为数字载片扫描设备、数字载片扫描仪、扫描仪、扫描仪系统、数字成像装置等)，该数字成像装置包括：一个或多个处理器555；一个或多个存储器565；一个或多个运动控制器570；一个或多个接口系统575；一个或多个可移动载物台580，该一个或多个可移动载物台各自支撑具有一个或多个样品590的一个或多个玻璃载片585；一个或多个照明系统595，该一个或多个照明系统对样品进行照明；一个或多个物镜600，该一个或多个物镜各自限定沿着光轴行进的光学路径605；一个或多个物镜定位器630；一个或多个任选的落射照明系统635(例如，包括在荧光扫描仪系统中)；一个或多个聚焦光学器件610；一个或多个线扫描相机615；和/或一个或多个面扫描相机620，该一个或多个面扫描相机中的每一个限定在样品590和/或玻璃载片585上的单独视野625。扫描仪系统550的各种元件经由一个或多个通信总线560通信地耦合。尽管可存在扫描仪系统550的各种元件中的每一种中的一个或多个，但是为了描述的简单起见，除非需要以复数形式进行描述来传达适当的信息，否则将以单数形式描述这些元件。

一个或多个处理器555可包括例如能够并行地处理指令的中央处理单元(CPU)和单独的图形处理单元(GPU)，或者一个或多个处理器555可包括能够并行地处理指令的多核心处理器。还可提供附加的单独处理器以控制特定部件或执行特定功能，诸如图像处理。例如，附加的处理器可包括用于管理数据输入的辅助处理器、用于执行浮点数学运算的辅助处理器、具有适合于快速地执行信号处理算法的架构的专用处理器(例如，数字信号处理器)、从属于主处理器的从处理器(例如，后端处理器)、用于控制线扫描相机615、载物台580、物镜225和/或显示器(未示出)的附加的处理器。这样的附加的处理器可为单独的离散处理器，或者可与处理器555集成。一个或多个处理器555可被配置为控制驱动推/拉总成100的马达，并且还被配置为控制扫描载物台200和载片架300的移动，从而控制数字成像装置的总体工作流以及将玻璃载片585从载片架300装载到载物台200上和将玻璃载片585从载物台200卸载到载片架300中。

存储器565提供可由处理器555执行的程序的数据和指令的存储。存储器565可包括存储数据和指令的一种或多种易失性和/或非易失性计算机可读存储介质，包括例如随机存取存储器、只读存储器、硬盘驱动器、可移动存储装置驱动器等。处理器555被配置为执行存储在存储器565中的指令并经由通信总线560与扫描仪系统550的各种元件通信以实施扫描仪系统550的整体功能。

一个或多个通信总线560可包括被配置为传达模拟电信号的通信总线560，并且可包括被配置为传达数字数据的通信总线560。因此，从处理器555、运动控制器570和/或接口系统575经由一个或多个通信总线560进行的通信可包括电信号和数字数据两者。处理器555、运动控制器570和/或接口系统575还可被配置为经由无线通信链路与扫描系统550的各种元件中的一个或多个通信。

运动控制系统570被配置为精确地控制和协调载物台580和物镜600(例如，经由物镜定位器630)的X-Y-Z移动。运动控制系统570还被配置为控制扫描仪系统550中的任何其他移动部分的移动。例如，在荧光扫描仪实施方案中，运动控制系统570被配置为协调落射照明系统635中的滤光器等的移动。

接口系统575允许扫描仪系统550与其他系统和人类操作员介接。例如，接口系统575可包括用户界面以用于将信息直接地提供给操作员和/或允许来自操作员的直接输入。接口系统575还被配置为便于扫描系统550与直接地连接的一个或多个外部装置(例如，打印机、可移动存储介质等)或经由网络(未示出)连接到扫描仪系统550的外部装置(诸如图像服务器系统、操作员站、用户站和管理服务器系统)之间的通信和数据传输。

照明系统595被配置为对样品590的一部分进行照明。照明系统595可包括例如光源和照明光学器件。光源可为可变强度卤素光源，其具有凹面反射镜以最大化光输出并具有KG-1滤光片以抑制热量。光源还可为任何类型的弧光灯、激光器或其他光源。在一个实施方案中，照明系统595以透射模式对样品590进行照明，使得线扫描相机615和/或面扫描相机620感测透射穿过样品590的光学能量。可选地或另外地，照明系统595可被配置为以反射模式对样品590进行照明，使得线扫描相机615和/或面扫描相机620感测从样品590反射的光学能量。总的来说，照明系统595被配置为适合于在光学显微术的任何已知模式中探询显微镜样品590。

在一个实施方案中，扫描仪系统550任选地包括落射照明系统635来优化扫描仪系统550以进行荧光扫描。荧光扫描是对包括荧光分子的样品590的扫描，所述荧光分子是可吸收特定波长的光(激发)的光子敏感分子。这些光子敏感分子还以更高波长发射光(发射)。由于这种光致发光现象的效率非常低，因此发射光量通常非常低。这种低发射光量典型地阻碍用于扫描和数字化样品590的常规技术(例如，透射模式显微术)。有利地，在扫描仪系统550的任选的荧光扫描仪系统实施方案中，使用包括多个线性传感器阵列的线扫描相机615(例如，时间延迟积分(TDI)线扫描相机)通过将样品590的同一区域暴露于线扫描相机615的多个线性传感器阵列中的每一个来增加线扫描相机对光的敏感度。这在用低发射光来扫描微弱荧光样品时特别地有用。

因此，在荧光扫描仪系统实施方案中，线扫描相机615优选地是单色TDI线扫描相机。有利地，单色图像在荧光显微术中是理想的，因为它们提供了来自存在于样品上的各种通道的实际信号的更准确表示。如本领域的技术人员将理解，可用发射不同波长的光的多种荧光染料来标记荧光样品590，这些波长也称为“通道”。

此外，由于各种荧光样品的低端和高端信号电平呈现线扫描相机615要感测的波长的宽光谱，因此期望线扫描相机615可感测到的低端和高端信号电平是类似地宽的。因此，在荧光扫描仪实施方案中，在荧光扫描系统550中使用的线扫描相机615是单色10位64线性阵列TDI线扫描相机。应注意，可采用线扫描相机615的各种位深度以与扫描系统550的荧光扫描仪实施方案一起使用。

可移动载物台580被配置为在处理器555或运动控制器570的控制下进行精确的X-Y轴移动。可移动载物台还可被配置为在处理器555或运动控制器570的控制下在Z轴上进行移动。可移动载物台被配置为在由线扫描相机615和/或面扫描相机进行的图像数据捕获期间将样品定位在期望位置。可移动载物台还被配置为在扫描方向上将样品590加速到基本上恒定的速度，并且然后在由线扫描相机615进行的图像数据捕获期间维持基本上恒定的速度。在一个实施方案中，扫描仪系统550可采用高精度且紧密地协调的X-Y网格来帮助将样品590定位在可移动载物台580上。在一个实施方案中，可移动载物台580是基于线性马达的X-Y载物台，其中在X轴和Y轴两者上采用高精度编码器。例如，可在扫描方向上的轴线上和在垂直于扫描方向并与扫描方向在同一平面上的方向上的轴线上使用非常精确的纳米编码器。载物台还被配置为支撑玻璃载片585，样品590设置在该玻璃载片上。

样品590可为可通过光学显微术探询的任何事物。例如，玻璃显微镜载片585经常用作样本的观察基底，该样本包括组织和细胞、染色体、DNA、蛋白质、血液、骨髓、尿液、细菌、小滴、活检材料，或任何其他类型的死或活的、染色或未染色的、标记或未标记的生物材料或物质。样品590还可为沉积在任何类型的载片或其他基底上的任何类型的DNA或DNA相关材料(诸如cDNA、RNA或蛋白质)的阵列，包括通常称为微阵列的任何和所有样品。样品590可为微量滴定板，例如96孔板。样品590的其他示例包括集成电路板、电泳记录、培养皿、膜、半导体材料、法医材料和机加工零件。

物镜600安装在物镜定位器630上，在一个实施方案中，该物镜定位器可采用非常精确的线性马达来使物镜600沿着由物镜600限定的光轴移动。例如，物镜定位器630的线性马达可包括50纳米编码器。载物台580和物镜600在X-Y-Z轴上的相对位置在处理器555的控制下使用运动控制器570以闭环方式进行协调和控制，该处理器采用存储器565来存储信息和指令，包括用于扫描系统550的整个操作的计算机可执行的编程的步骤。

在一个实施方案中，物镜600是平场复消色差(“APO”)无限远校正物镜，其数值孔径对应于期望的最高空间分辨率，其中物镜600适合于透射模式照明显微术、反射模式照明显微术和/或落射照明模式荧光显微术(例如，Olympus 40X,0.75NA或20X,0.75NA)。有利地，物镜600能够校正色像差和球面像差。由于物镜600是无限远校正的，因此聚焦光学器件610可在光学路径605中放置于物镜600上方，在那里，穿过物镜的光束变成准直光束。聚焦光学器件610将由物镜600捕获的光信号聚焦到线扫描相机615和/或面扫描相机620的光响应元件上并且可包括光学部件(诸如滤光片、放大变换器透镜等)。与聚焦光学器件610相结合的物镜600为扫描系统550提供了总放大率。在一个实施方案中，聚焦光学器件610可包含镜筒透镜和任选的2X放大变换器。有利地，2X放大变换器允许本机20X物镜600以40X放大率扫描样品590。

线扫描相机615包括图片元素(“像素”)的至少一个线性阵列。线扫描相机可为单色或彩色的。彩色线扫描相机典型地具有至少三个线性阵列，而单色线扫描相机可具有单个线性阵列或多个线性阵列。还可使用任何类型的单数或复数线性阵列，无论是被封装作为相机的部分还是定制集成到成像电子模块中。例如，还可使用3线性阵列(“红-绿-蓝”或“RGB”)彩色线扫描相机或96线性阵列单色TDI。TDI线扫描相机典型地通过对来自样本的先前成像区域的强度数据求和而产生信噪比(SNR)的与积分级的数量的平方根成比例的增加来在输出信号中提供显著地更好的SNR。TDI线扫描相机包括多个线性阵列。例如，TDI线扫描相机可具有24个、32个、48个、64个、96个或甚至更多的线性阵列。扫描仪系统550还支持以各种格式制造的线性阵列，包括具有512个像素的一些格式、具有1,024个像素的一些格式，以及具有多达4,096个像素的其他格式。类似地，还可在扫描仪系统550中使用具有各种像素大小的线性阵列。选择任何类型的线扫描相机615的突出要求是载物台580的运动可与线扫描相机615的线速率同步，使得在样品590的数字图像捕获期间，载物台580可相对于线扫描相机615处于运动中。

由线扫描相机615生成的图像数据存储在存储器565的一部分中并由处理器555处理以生成样品590的至少一部分的连续数字图像。连续数字图像可由处理器555进一步处理，并且处理过的连续数字图像也可存储在存储器565中。

在具有两个或更多个线扫描相机615的实施方案中，线扫描相机615中的至少一个可被配置为用作聚焦传感器，该聚焦传感器与线扫描相机615中的被配置为用作成像传感器的至少一个组合地操作。聚焦传感器可逻辑上定位成与成像传感器在同一光轴上，或者聚焦传感器可逻辑上定位成相对于扫描仪系统550的扫描方向在成像传感器之前或之后。在其中至少一个线扫描相机615用作聚焦传感器的一个实施方案中，由聚焦传感器生成的图像数据存储在存储器565的一部分中并由一个或多个处理器555处理以生成聚焦信息，从而允许扫描仪系统550调整样品590与物镜600之间的相对距离以在扫描期间维持聚焦在样品上。另外地，在一个实施方案中，用作聚焦传感器的至少一个线扫描相机615可被定向，使得聚焦传感器的多个单独的像素中的每一个沿着光学路径605定位在不同的逻辑高度处。

在操作中，扫描仪系统550的各种部件以及存储在存储器565中的编程的模块使得能够对设置在玻璃载片585上的样品590进行自动扫描和数字化。玻璃载片585牢固地放置在扫描仪系统550的可移动载物台580上以扫描样品590。在处理器555的控制下，可移动载物台580将样品590加速到基本上恒定的速度，以供线扫描相机615感测，其中载物台的速度与线扫描相机615的线速率同步。在扫描图像数据条带之后，可移动载物台580减速并使样品590基本上完全停止。然后，可移动载物台580正交于扫描方向移动来定位样品590，以进行对后续图像数据条带(例如，相邻的条带)的扫描。随后扫描附加的条带，直到样品590的整个部分或整个样品590被扫描为止。

例如，在对样品590的数字扫描期间，获取样品590的连续数字图像作为多个连续视野，这些连续视野组合在一起以形成图像条带。多个相邻的图像条带类似地组合在一起以形成样品590的一部分或整个样品590的连续数字图像。对样品590的扫描可包括获取竖直图像条带或水平图像条带。对样品590的扫描可为从上到下、从下到上或这两者(双向)，并且可在样品上的任何点处开始。可选地，对样品590的扫描可为从左到右、从右到左或这两者(双向)，并且可在样品上的任何点处开始。另外地，不必以相邻或连续方式获取图像条带。此外，样品590的所得图像可为整个样品590或仅样品590的一部分的图像。

在一个实施方案中，计算机可执行指令(例如，编程的模块或其他软件)存储在存储器565中，并且当被执行时，使得扫描系统550能够执行本文所描述的各种功能。在本说明书中，术语“计算机可读存储介质”用于指代用于存储计算机可执行指令并将其提供给扫描系统550以供处理器555执行的任何介质。这些介质的示例包括存储器565以及直接地或间接地与扫描系统550通信地耦合(例如，经由网络)的任何可移动或外部存储介质(未示出)。

图3B示出了具有单个线性阵列640的线扫描相机，该单个线性阵列可被实现为电荷耦合装置(“CCD”)阵列。单个线性阵列640包括多个单独像素645。在所示的实施方案中，单个线性阵列640具有4,096个像素。在可选的实施方案中，线性阵列640可具有更多或更少的像素。例如，线性阵列的常见格式包括512个、1,024个和4,096个像素。像素645以线性方式布置来限定线性阵列640的视野625。视野的大小根据扫描仪系统550的放大率而变化。

图3C示出了具有三个线性阵列的线扫描相机，该三个线性阵列中的每一个可被实现为CCD阵列。三个线性阵列进行组合以形成色彩阵列650。在一个实施方案中，色彩阵列650中的每个单独线性阵列检测不同的色彩强度(例如，红色、绿色或蓝色)。来自色彩阵列650中的每个单独线性阵列的色彩图像数据进行组合以形成色彩图像数据的单个视野625。

图3D示出了具有多个线性阵列的线扫描相机，该多个线性阵列中的每一个可被实现为CCD阵列。多个线性阵列进行组合以形成TDI阵列655。有利地，TDI线扫描相机可通过对来自样本的先前成像区域的强度数据求和而产生SNR的与线性阵列(也称为积分级)的数量的平方根成比例的增加来在其输出信号中提供显著地更好的SNR。TDI线扫描相机可包括更多数量的线性阵列。例如，TDI线扫描相机的常见格式包括24个、32个、48个、64个、96个、120个和甚至更多的线性阵列。

提供了所公开的实施方案的以上描述，以使得本领域的任何技术人员能够制造或使用本发明。对这些实施方案的各种修改对于本领域的技术人员来说将显而易见，并且在不脱离本发明的精神或范围的情况下，本文所描述的一般原理可应用于其他实施方案。因此，应理解，本文所呈现的描述和附图表示本发明的当前优选实施方案，并且因此表示通过本发明广泛地设想的主题。还应理解，本发明的范围完全地涵盖对于本领域的技术人员来说可变得明显的其他实施方案，并且本发明的范围相应地不受限制。