[发明专利]一种显微镜自动调焦方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电检测技术中的显微视觉领域，并且更具体地涉及一种用于显微视觉自动调焦的方法。

背景技术

自动对焦系统是自动视频显微镜观察、测量以及深度信息重建的关键部件，有关显微镜自动对焦系统的研究一直是显微镜研究的热点，尤其是对大数值孔径、高放大倍率和小景深的自动视频显微镜。

目前提出的自动对焦系统主要有基于外部辅助测量设备的主动式自动对焦系统和基于图像质量评价的被动式自动对焦系统。基于外部辅助测量设备的主动式自动对焦系统根据外部测量设备测量的光学成像系统与被成像目标距离来调节二者的距离而实现自动对焦，但这种方法安装调试复杂，并且系统结构也较复杂，因此较少使用。目前应用较多的是基于图像质量评价的被动式自动对焦系统，通过使用自动对焦评价函数对所采集图像的质量评价来搜索焦点位置。被动式自动对焦系统实现简单，使用方便，目前的被动式自动对焦系统主要采用电机驱动平台移动和利用电动变焦镜头，并利用聚焦评价对运动进行反馈，使得被观察物体调至到显微镜工作距处，该方法受到电机运动过程中电机精度、振动、响应速度及迟滞误差的限制，引起调焦精度的限制。

液体透镜是一种基于电湿效应原理的新型光学透镜，通过改变加在其两端电极上的电压可迅速精确的改变其焦距，因此可利用其置于显微光路中代替电动变焦镜头，由于液体透镜响应快和稳定，可提高自动对焦系统的速度和精度。

发明内容

本发明的技术解决问题：利用可变焦液体透镜实现显微系统的自动调焦，保证显微成像系统可迅速精准的获取到高清晰图像。

本发明的技术方案是：实现本发明方法的装置由光学显微镜、相机、液体透镜及其驱动部分以及自动调焦系统软件构成，液体透镜通过特意设计的转接件固定在显微物镜的后端面，自动调焦系统软件可实现对液体透镜、精密电动升降台和相机的综合控制，同时可实现一键自动对焦功能。自动调焦软件实现了液体透镜驱动电压步进变化和视频流捕捉、图像聚焦评价的同步，通过最大值搜索算法，得到当图像聚焦评价值最大时的液体透镜驱动电压，将液体透镜驱动电压调至此值，则自动聚焦完成。

附图说明

通过结合附图对本发明的实施例进行详细描述，本发明的上述和其它目的、特征、优点将会变得更加清楚，其中：

图1是根据本发明实施例的自动聚焦方法流程图。

图2是根据本发明实施例的显微镜系统光路图。

图3是根据本发明实施例的液体透镜转接口。

图4是根据本发明实施例的液体透镜原理框图。

具体实施方式

下面将参照附图来描述根据本发明的实施例。在附图中，相同的参考标号自始至终表示相同的元件。

参照附图来描述根据本发明实施例的显微镜成像系统光路。

图1示出了本发明实施例的自动聚焦方法流程图。在自动对焦过程中利用液体透镜作为变焦元件，利用聚焦评价算子实时评价显微图像聚焦状态，利用焦点搜索算法对液体透镜驱动电压进行伺服控制，直至显微图像聚焦评价值最高，显微图像达到最清晰状态时聚焦完成。

图2示出了根据本发明实施例的显微镜系统光路图。如图2所示，显微镜系统光路20中包括被测物体21，物镜22，液体透镜23，适配镜24和探测器CCD25。液体透镜23放置于物镜22与适配镜24之间。

图3示出了根据本发明实施例的液体透镜转接口30。如图3所示，转接头由两部分31、32构成，31下部螺纹与32上部螺纹可连接起来，并将液体透镜至于其内固定，31上部可通过螺纹和转接镜连接，32下部可通过螺纹与物镜相连接，同时32侧面开的槽可放置液体透镜的驱动线。

其次，简要说明本发明的原理。