[实用新型]显微扫描自动对焦补偿系统

说明书

技术领域

本技术涉及显微扫描自动对焦补偿系统及补偿方法。

背景技术

在显微扫描中，需要被显微扫描的物方放置在载物台上，通过载物台的x轴、y轴方向的移动，使得物方依次通过物镜的焦平面，通过物镜对物方上各点分别成像，然后把各点的成像经过拼合形成整个物方的像。

由于载物台制造误差，使用环境影响等原因，扫描过程中，载物台的各点a(x，y)在移动到物镜下方时，点a(x，y)可能会偏离物镜的焦平面，此时为了清晰成像，就需要重新进行对焦。

重新对焦的方法一般是物镜在z轴上下移动或者变焦过程中，连续对点a(x，y)拍摄40副图像，从中选出一幅最为锐利的一幅，以该幅图像所对应的物镜位置作为对焦成功的位置。

这个对焦过程显然很浪费时间，尤其是物方的幅面很大时，效率更低。

发明内容

本技术的目的是提供一种能够缩短对焦时间、提高显微扫描效率的显微扫描自动对焦补偿系统。

本技术所述的显微扫描自动对焦补偿系统，包括可以在水平面沿x轴方向和y轴方向的载物台，在载物台的上方设置有用于对载物台上物品成像的物镜，它还包括一个快速对焦模块和用于实时检测载物台在x轴和y轴位置的位置检测装置；所述快速对焦模块包括焦点z轴偏差补偿模块，所述焦点z轴偏差补偿模块为具有逆压电效应的能够在z轴方向上伸长或缩短的z轴补偿压电陶瓷、用于向z轴补偿压电陶瓷供电以改变z轴补偿压电陶瓷外电场电压的z轴补偿电压模块；物镜的上端连接z轴补偿压电陶瓷，z轴补偿压电陶瓷上端连接在支架上；位置检测装置的输出接控制器，控制器的输出接z轴补偿电压模块。

上述的显微扫描自动对焦补偿系统，物镜设置在电动鼻轮上，控制器与电动鼻轮的电驱动装置电连接，电动鼻轮的上端连接在z轴补偿压电陶瓷上。

上述的显微扫描自动对焦补偿系统，所述快速对焦模块还包括光轴倾斜补偿模块，所述光轴倾斜补偿模块为具有逆压电效应的能够在z轴方向上伸长或缩短的三个扇形压电陶瓷、用于分别向三个扇形压电陶瓷供电以改变三个扇形压电陶瓷外电场电压的倾斜补偿电压模块；控制器的输出接倾斜补偿电压模块；z轴补偿压电陶瓷的上端同时与三个扇形压电陶瓷相连，三个扇形压电陶瓷连接在支架上。

上述的显微扫描自动对焦补偿系统，支架与带动其上下升降的支架升降电驱动装置相连；控制器的输出接支架升降电驱动装置。

本技术同时提供了一种能够缩短对焦时间、提高显微扫描效率的显微扫描自动对焦补偿方法。

本技术所述的显微扫描自动对焦补偿方法，采用上述的显微扫描自动对焦补偿系统，该方法包括下述步骤：

焦点z轴偏差标定：检测载物台移动到任意位置时，位于物镜光轴上的载物台的任一点a(x，y)到物镜的焦平面的距离t；若t＜0，表示点a(x，y)在焦平面下方；若t＞0，表示点a(x，y)在焦平面上方；若t＝0，表示点a(x，y)在焦平面上；并把点a(x，y)、与点a(x，y)一一对应的距离t送入控制器存储，形成标定记录；

焦点z轴偏差补偿：当载物台移动到某位置时，通过位置检测装置把载物台上的点a(x，y)位置传送给控制器，控制器根据标定记录，控制z轴补偿电压模块输出z轴补偿压电陶瓷的外电场电压，使得z轴补偿压电陶瓷保持常态或者在z轴方向上伸长或缩短的距离为t；若-t＞0，表示z轴补偿压电陶瓷伸长；若-t＜0，表示z轴补偿压电陶瓷缩短；若t＝0，表示z轴补偿压电陶瓷保持常态。

本技术所述的另一种显微扫描自动对焦补偿方法，采用上述的显微扫描自动对焦补偿系统，包括下述步骤：

光轴倾斜标定：电动鼻轮在控制器的控制下转动到任一位置时b(θ)，先记录该位置，并检测处于工作状态的物镜的光轴相对于xy平面的垂直度；若不垂直，通过控制器控制三个倾斜补偿电压模块输出三个扇形压电陶瓷的外电场电压，调整处于工作状态的物镜，直到处于工作状态的物镜的光轴垂直于xy平面，然后记录此时与电动鼻轮位置b(θ)相对应的三个扇形压电陶瓷的外电场电压c(u)，d(v)，e(w)，形成光轴倾斜标定记录；

焦点z轴偏差标定：检测载物台移动到任意位置时，位于物镜光轴上的载物台的任一点a(x，y)到物镜的焦平面的距离t；若t＜0，表示点a(x，y)在焦平面下方；若t＞0，表示点a(x，y)在焦平面上方；若t＝0，表示点a(x，y)在焦平面上；并把点a(x，y)、与点a(x，y)一一对应的距离t送入控制器存储，形成焦点z轴偏差标定记录；