[发明专利]一种自动聚焦装置及系统

说明书

本发明涉及一种自动聚焦装置及系统。包括Sensor驱动单元、主控单元、接口单元：由自动聚焦装置的主控单元执行聚焦搜索算法来控制Sensor板的移动，通过调整像距使其自动聚焦。本发明在无需移动及改变前端光学系统下，即可实现自动聚焦，提高了聚焦精度、效率、缩短了聚焦时间，降低了系统的复杂度及成本。

技术领域

本发明涉及自动调焦电子显微镜,自动调焦电子望远镜和自动调焦工业相机等技术领域，尤其涉及一种自动聚焦装置。

背景技术

传统相机无论是CMOS还是CCD相机，都是把成像器件固定在底座上，通过C口或者CS口与前端的镜头进行连接，成像器件不能移动。相机的作用是通过光电转换，把光信号变成电信号输出到终端。相机输出图像的方式多种多样，有VGA,HDMI，YPBPR等，也可以通过USB接口输出到PC端显示，并通过PC进行各种图像处理。它的优点是通过标准的接口(C接口或者CS接口)，可以实现相机与镜头(包括普通的定焦镜头，显微镜，望远镜等)实现对接。它的缺点是由于成像机构是固定的，它无法自身实现自动对焦功能。比如接定焦镜头。

如果要实现对焦功能，必须是前端光学系统本身具备自动对焦功能，比如非定焦镜头，ZOOM镜头，AF镜头等，带自动调焦功能的显微镜，望远镜等。很显然，具备自动调焦功能的镜头，显微镜，望远镜等成本都是高昂的。

本发明希望是在前端光学系统不具备自动聚焦功能的前提下，如定焦镜头，普通的不具备调焦功能的生物显微镜，体视显微镜，连续变倍显微镜，望远镜等，使这些普通的光学系统变得不普通，使得这些不具备自动聚焦功能的光学系统具备自动聚焦功能。我们是通过不改变前端光学系统，通过移动成像装置，改变像距来实现的。

本发明不需要改变前端光学系统的结构，也像传统相机一样，是通过标准的C口实现与前端光学系统的连接。后端输出接口多种多样，如HDMI，VGA，USB等，控制方式也多种多样。通过后端的智能分析系统，实现了在表面检测，工件测量，显微观察等广泛领域的应用，它不仅操作方便，而且大大提高了效率(比如免去了显微镜调焦的时间)，提高了对焦的精度(手动调焦是通过人眼判断，自动调焦通过机器判断清晰点)。

发明内容

本发明要解决的第一个问题是相对于传统相机成像装置是固定的，通过C口或者CS口实现与前端光学系统的连接成像，如果前端光学系统不具备自动对焦功能，那么整个系统就不具备自动对焦功能。本发明通过移动成像装置寻找像距使不具备自动聚焦功能的光学系统实现自动聚焦功能。

本发明要解决的第二个问题是相对于传统相机成像装置是固定的，通过C口或者CS口实现与前端光学系统的连接成像，如果前端光学系统不具备自动对焦功能，那么整个系统就不具备自动对焦功能。本发明通过移动成像装置改变像距使不具备自动聚焦功能的光学系统实现自动聚焦功能。

为了解决上述问题本发明提供一种自动聚焦装置，该自动聚焦装置包括：Sensor驱动单元、主控单元、接口单元：

在保持被测目标与前端光学系统的位置相对固定的情况下；

由主控单元控制Sensor驱动单元，通过调整像距使其自动聚焦；

被测目标的图像数据通过自动聚焦装置内部的接口单元输出显示。

所述Sensor驱动单元，包括Sensor板、Sensor板位置检测单元、Sensor驱动马达，其中Sensor板，用于将光信号转换成图像信号，并输出图像信号给主控单元；Sensor板位置检测单元用于检测当前Sensor板相对于机械原点的位置，并将Sensor板的位置信息反馈给主控单元；Sensor驱动马达用于在主控单元的控制下驱动Sensor板移动；

所述主控单元，对经Sensor驱动单元传输的图像信号进行处理，通过运行聚焦搜索算法来控制所述Sensor驱动马达以驱动所述Sensor板移动，所述主控单元包括：