[发明专利]一种显微成像系统及其实时对焦方法

权利要求书

1.一种显微成像系统，包括：

主光源(1)；

聚光镜(2)，所述聚光镜(2)位于所述主光源(1)的上方，且所述聚光镜(2)的光轴与所述主光源(1)的光轴相互重合设置；

成像单元(3)，所述成像单元(3)位于所述聚光镜(2)的上方，且所述成像单元(3)的光轴与所述聚光镜(2)的光轴相互重合设置；

其特征在于，还包括：

辅助光源(41)，用于在所述成像单元(3)获取的图像中产生衍射环；

所述辅助光源(41)位于所述聚光镜(2)下方的焦平面上，且所述辅助光源(41)偏离所述聚光镜(2)的光轴。

2.根据权利要求1所述的显微成像系统，其特征在于，所述成像单元(3)包括：

物镜(31)，所述物镜(31)位于所述聚光镜(2)的上方，且所述物镜(31)的光轴与所述聚光镜(2)的光轴相互重合设置；

聚合镜(32)，所述聚合镜(32)位于所述物镜(31)的上方，且所述聚合镜(32)的光轴与所述物镜(31)的光轴相互重合设置。

3.根据权利要求2所述的显微成像系统，其特征在于，还包括：

载物台(5)，所述载物台(5)位于所述物镜(31)与所述聚光镜(2)之间；

成像相机(6)，所述成像相机(6)位于所述聚合镜(32)的上方，且所述成像相机(6)的光轴与所述聚合镜(32)的光轴相互重合设置

中央控制单元(7)，所述中央控制单元与所述成像单元(3)相连接；

驱动装置(8)，用于调节所述物镜(31)与载物台(5)之间的距离。

4.一种采用权利要求3所述的显微成像系统的实时对焦方法，包括：

S1.使载物台(5)位于物镜(31)的焦点位置；

S2.以预定间隔距离调整所述物镜(31)与所述载物台(5)之间的距离，通过所述物镜(31)获取样品离焦图像；

S3.根据所述样品离焦图像生成具有衍射环的离焦自相关图像，并获取所述衍射环的半径值；

S4.重复S2-S3，根据所述半径值与所述预定间隔距离获取离焦关系曲线；

S5.获取样品图像，并根据所述样品图像获取其衍射环的半径值；

S6.根据所述离焦关系曲线，控制所述载物台(5)保持在所述物镜(31)的焦点位置。

5.根据权利要求4所述的显微成像系统的实时对焦方法，其特征在于，S1步骤中包括：

S11.打开主光源(1)，使所述载物台(5)位于所述物镜(31)的焦点位置；

S12.关闭所述主光源(1)，打开辅助光源(41)，通过成像相机(6)获取所述载物台(5)上样品的在焦图像。

6.根据权利要求5所述的显微成像系统的实时对焦方法，其特征在于，S3步骤中，包括：

S31.将所述样品离焦图像进行傅里叶变换，获取所述样品离焦图像的功率谱信息；

S32.将所述样品离焦图像的功率谱信息进行逆傅里叶变换获取中间图像；

S33.对所述中间图像进行自相关处理，生成离焦光强分布图；

S34.根据所述离焦光强分布图中光强主极大和光强次极大之间的像素差获取所述衍射环的半径值。