[发明专利]用于光热反射显微热成像的自动对焦方法及控制装置

说明书

本发明提供一种用于光热反射显微热成像的自动对焦方法及控制装置。该方法包括：获取照明光强在预设最大离焦范围内单调变化的光热反射显微热成像装置采集的被测件位于待对焦位置时的采集图像，及被测件位于对焦位置时的参考图像；根据采集图像计算得到第一总强度值，并根据参考图像计算得到第二总强度值；比较第一总强度值和第二总强度值的大小，基于比较结果和照明光强在预设最大离焦范围内单调变化的趋势，确定被测件的离焦方向；获取被测件的离焦深度；离焦方向和离焦深度用于对被测件进行对焦。本发明能够在提高对焦效率的同时，避免人工对焦一致性不够的问题，保证多帧采集图像的对焦稳定性，提高基于光热反射进行测温时测量结果的准确性。

技术领域

本发明涉及显微温度成像技术领域，尤其涉及一种用于光热反射显微热成像的自动对焦方法及控制装置。

背景技术

光热反射测温技术是一种非接触测温技术，其基础是光热反射现象，光热反射现象基本的特征是物体的反射率会随物体的温度变化而变化。

基于光热反射进行测温时，为了实现高空间分辨力的显微热成像，通常基于高性能的光学显微镜来组建光热反射显微成像装置。利用光学显微镜的照明光路系统提供探测光，使用高性能相机记录显微成像，输出的相机读数作为测量值。

但是测温过程中，为了保证测量精度，参考温度下的相机读数和待测温度下的相机读数通常需要多帧图像取均值。这就要求整个测量过程中相机各像素上的数据与被测件表面空间位置要有稳定的对应关系，若对应关系受到干扰则会影响温度测量结果的准确性。然而测试过程中会有若干次温度变化，相应被测件的热膨胀会引起采集图像离焦导致画面模糊，进而需要多次对焦。但现有的人工对焦方法重复性差、对焦的一致性不够，进而影响多帧采集图像的对焦稳定性，导致引入额外测量误差，影响测量结果的准确性。

发明内容

本发明实施例提供了一种用于光热反射显微热成像的自动对焦方法及控制装置，以解决现有的人工对焦方法一致性不够，影响多帧采集图像的对焦稳定性，导致测量结果不准确的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种用于光热反射显微热成像的自动对焦方法，包括：

获取光热反射显微热成像装置采集的被测件位于待对焦位置时的采集图像；其中，所述光热反射显微热成像装置的照明光强在预设最大离焦范围内单调变化；

根据所述采集图像计算得到所述采集图像的第一总强度值，并根据参考图像计算得到所述参考图像的第二总强度值；其中，所述参考图像为所述光热反射显微热成像装置采集的所述被测件位于对焦位置时的图像；

比较所述第一总强度值和所述第二总强度值的大小，基于比较结果和所述照明光强在预设最大离焦范围内单调变化的趋势，确定所述被测件的离焦方向；

获取所述被测件的离焦深度；其中，所述离焦方向和所述离焦深度用于对所述被测件进行对焦。

在一种可能的实现方式中，所述基于比较结果和所述照明光强在预设最大离焦范围内单调变化的趋势，确定所述被测件的离焦方向，包括：

当所述照明光强在预设最大离焦范围内单调变化的趋势为所述照明光强在预设最大离焦范围内随物距增大单调增大时，若所述第一总强度值大于所述第二总强度值，则确定所述被测件的离焦方向为物距增大的方向；若所述第一总强度值小于所述第二总强度值，则确定所述被测件的离焦方向为物距减小的方向；

当所述照明光强在预设最大离焦范围内单调变化的趋势为所述照明光强在预设最大离焦范围内随物距增大单调减小时，若所述第一总强度值大于所述第二总强度值，则确定所述被测件的离焦方向为物距减小的方向；若所述第一总强度值小于所述第二总强度值，则确定所述被测件的离焦方向为物距增大的方向。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述采集图像计算得到所述采集图像的第一总强度值，并根据所述参考图像计算得到所述参考图像的第二总强度值，包括：