[发明专利]成像方法、装置及系统

权利要求书

1.一种成像方法，其特征在于，利用成像系统对对象进行成像，所述成像系统包括镜头，所述对象包括多个第一对象和第二对象，所述成像方法包括：

移动所述镜头和/或所述多个第一对象，利用所述成像系统对所述多个第一对象依次进行对焦，获得多个坐标，所述多个坐标分别对应所述多个第一对象的焦面位置；

依据所述多个坐标建立关系；

利用所述成像系统，基于所述关系移动所述镜头和/或所述第二对象，以无需对焦地获得所述第二对象的清晰图像。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

以无需对焦地获得所述多个第一对象中的至少一个的清晰图像；

任选的，所述关系由所述多个第一对象所限定，所述第二对象位于所述多个第一对象所在的轨迹上；

任选的，所述多个第一对象所在的轨迹包括第一轨迹和第二轨迹；

任选的，所述多个第一对象所在的轨迹呈线性或非线性；

任选的，所述成像系统包括镜头座，所述镜头可转动地安装在所述镜头座，所述镜头包括转动轴线，所述镜头沿所述转动轴线转动；

任选的，所述镜头是固定的，所述镜头包括光轴，沿垂直于或平行于所述光轴方向移动所述第一对象和/或所述第二对象。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述成像系统包括成像装置和载台，所述成像装置包括所述镜头和对焦模组，所述镜头包括光轴，所述镜头能够沿所述光轴方向运动以进行所述对焦，所述第一对象和所述第二对象位于所述载台上；

任选的，所述对焦包括以下步骤：

(a)利用所述对焦模组发射光至所述第一对象上；

(b)使所述镜头移动到第一设定位置；

(c)使所述镜头从所述第一设定位置以第一设定步长向所述第一对象移动并判断所述对焦模组是否接收到所述第一对象反射的光；

(d)在所述对焦模组接收到所述第一对象反射的光时，将所述镜头从当前位置移动到第二设定位置，所述第二设定位置位于第一范围内，所述第一范围是包括所述当前位置的、允许所述镜头沿所述光轴方向移动的一个范围；

(e)使所述镜头从所述第二设定位置以第二设定步长移动，在每步位置利用所述成像装置获得所述第一对象的图像，所述第二设定步长小于所述第一设定步长；

(f)对所述第一对象的图像进行评估，依据获得的图像评估结果，实现对焦；

任选的，以所述当前位置为基准，所述第一范围包括相对的第一区间和第二区间，定义所述第二区间更靠近所述第一对象，步骤(e)包括：

(i)当所述第二设定位置位于所述第二区间时，将所述镜头从所述第二设定位置向远离所述第一对象的方向移动，在每步位置利用所述成像装置获得所述第一对象的图像；或者

(ii)当所述第二设定位置位于所述第一区间时，将所述镜头从所述第二设定位置向靠近所述第一对象的方向移动，在每步位置利用所述成像装置获得所述第一对象的图像；

任选的，步骤(f)包括：比较所述图像评估结果与预设条件，若所述图像评估结果满足所述预设条件，保存与所述图像对应的镜头的位置；

若所述图像评估结果不满足所述预设条件，将所述镜头移动至第三设定位置，所述第三设定位置位于所述第一范围中的不同于所述第二设定位置所在区间的另一区间；

任选的，所述图像评估结果包括第一评估值和第二评估值，所述第二设定步长包括粗步长和细步长，步骤(f)包括：所述镜头以所述粗步长移动直至相应位置的图像的第一评估值不大于第一阈值，所述镜头换以所述细步长继续移动至相应位置的图像的第二评估值为最大，并保存与所述第二评估值为最大时的图像对应的镜头的位置；

任选的，所述图像评估结果包括第一评估值、第二评估值和第三评估值，所述图像包括多个像素；

所述预设条件为，所述图像上的亮斑的数量大于预设值，相应位置的图像的第一评估值不大于第一阈值，且所述相应位置的图像的第二评估值在所述相应位置的图像的前后各N个图像的第二评估值中是最大的；或

所述预设条件为，所述图像上的亮斑的数量小于所述预设值，相应位置的图像的第一评估值不大于所述第一阈值，且相应位置的图像的第三评估值在所述当前图像的前后各N个图像的第三评估值中是最大的；

任选的，利用以下方法检测所述图像上的亮斑：

利用k1*k2矩阵对所述图像进行亮斑检测，包括判定所述矩阵的中心像素值不小于所述矩阵非中心任一像素值的矩阵对应一个亮斑，k1和k2均为大于1的奇数，k1*k2矩阵包含k1*k2个像素点；

任选的，所述对应一个亮斑的矩阵的中心像素值大于第一预设值，所述矩阵非中心任一像素值大于第二预设值，所述第一预设值和所述第二预设值与所述图像的平均像素值相关；

任选的，所述第一评估值通过统计所述图像的亮斑对应的连通域大小而确定的，一个所述图像的亮斑对应的连通域大小Area＝A*B，A表示以所述亮斑对应的矩阵的中心为中心的所在行的连通域大小，B表示以所述亮斑对应的矩阵的中心为中心的所在列的连通域大小，定义大于所述图像的平均像素值的相连像素点为一个连通域；

任选的，所述第二评估值和/或所述第三评估值通过统计所述图像的亮斑的分值而确定，一个所述图像的亮斑的分值Score＝((k1*k2-1)CV-EV)/((CV+EV)/(k1*k2))，CV表示所述亮斑对应的矩阵的中心像素值，EV表示所述亮斑对应的所述矩阵的非中心像素值的总和；

任选的，所述对焦模组包括光源和光传感器，所述光源用于发射所述光到所述第一对象上，所述光传感器用于接收所述第一对象反射的光；

任选的，在所述对焦模组接收到所述第一对象反射的光时，所述对焦还包括步骤：

使所述镜头以小于所述第一设定步长且大于所述第二设定步长的第三设定步长向所述第一对象移动，并根据所述对焦模组接收到的所述光的光强计算出第一光强参数，判断所述第一光强参数是否大于第一设定光强阈值；

在所述第一光强参数大于所述第一设定光强阈值时，将所述镜头从当前位置移动到所述第二设定位置；

任选的，所述对焦模组包括两个光传感器，所述两个光传感器用于接收所述第一对象反射的光，所述第一光强参数为所述两个光传感器接收到的光的光强的平均值；

任选的，在所述镜头移动时，判断所述镜头的当前位置是否超出第四设定位置；

在所述镜头的当前位置超出所述第四设定位置时，停止移动所述镜头。