[发明专利]一种干涉显微镜自动对焦装置及方法

权利要求书

1.一种干涉显微镜自动对焦装置的自动对焦方法，其特征在于，所述干涉显微镜自动对焦装置包括照明分光镜(2)、显微物镜(3)、干涉分光镜(4)、参考镜(5)、管镜(6)、相机(7)、以及用于承载样品(9)的移动台(8)，还包括照明单元(1)；

所述照明单元(1)发出准直光束，准直光束经照明分光镜(2)反射后形成照明光束(10)，照明光束(10)通过显微物镜(3)后一部分被干涉分光镜(4)反射形成参考光束(11)，另外一部分透射经过干涉分光镜(4)形成测试光束(12)；

所述参考光束(11)依次被参考镜(5)、干涉分光镜(4)反射，之后依次透射经过显微物镜(3)、照明分光镜(2)、管镜(6)，在相机(7)上形成参考光斑；

所述测试光束(12)照射在样品(9)上后被反射，依次透射经过干涉分光镜(4)、显微物镜(3)、照明分光镜(2)、管镜(6)，在相机(7)上形成测试光斑；

所述自动对焦方法包括以下步骤：

(a)启动装置，在未放置样品(9)时相机采集一幅图像，记为参考光斑图像I0，检测参考光斑图像上光斑的位置，记为(x0，y0)；

(b)将样品(9)放置在显微物镜(3)的物面附近，调节样品(9)相对于显微物镜(3)的高度，直到相机(7)中出现测试光斑；

(c)采集图像，记为测试光斑图像Ik；

(d)测试光斑图像Ik减去参考光斑图像I0，得到Gk＝Ik-I0，计算Gk上的测试光斑位置，记为(xk，yk)；

(e)计算光斑距离dk＝p×[(xk-x0)²+(yk-y0)²]^1/2，若dk小于阈值则自动对焦结束；若dk大于阈值则进入步骤(f)，其中p为相机上的像素尺寸；

(f)若xkx0，则移动台(8)带动样品(9)向靠近显微物镜(3)的方向移动距离dk/tan(θ)/M/2；

若xkx0则位移台(8)向远离显微物镜(3)的方向移动距离dk/tan(θ)/M/2；

其中，θ为照明光束(10)通过显微物镜(3)后与光轴的夹角；M为显微物镜(3)与管镜(6)组合的放大倍数；

(g)重复步骤(c)～(e)，直到自动对焦结束。

2.根据权利要求1所述的自动对焦方法，其特征在于，对于相机采集的图像而言，x轴位于准直光束与光轴确定的平面内，且与光轴垂直；

若照明光束(10)位于光轴右侧，则相机(7)的像素阵列x轴以右方为正方向；

若照明光束(10)位于光轴左侧，则相机(7)的像素阵列x轴以左方为正方向。