[發(fā)明專利]一種數(shù)字顯微鏡及其聚焦方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410803622.8
• 申請(qǐng)日: 2014-12-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105785561B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐加軍;樓品琪;龔曄
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州舜立光電科技有限公司
• 主分類號(hào): G02B21/24
• 分類號(hào): G02B21/24;G02B7/36
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11201
• 代理人: 黃德海

1.一種數(shù)字顯微鏡聚焦方法，其特征在于，

保持被測(cè)目標(biāo)與顯微鏡主體的位置相對(duì)固定；

由主控單元控制顯微鏡主體內(nèi)部的聚焦鏡片組移動(dòng)，通過(guò)調(diào)整像距使顯微鏡自動(dòng)聚焦，具體包括：

由主控單元執(zhí)行聚焦搜索算法，通過(guò)聚焦搜索算法獲得最佳聚焦值，所述聚焦搜索算法通過(guò)控制顯微鏡主體內(nèi)部的聚焦馬達(dá)，由聚焦馬達(dá)驅(qū)動(dòng)顯微鏡主體內(nèi)部的聚焦鏡片組移動(dòng)，使聚焦鏡片組在所述聚焦搜索算法的控制下移動(dòng)到所述最佳聚焦值對(duì)應(yīng)的位置；

所述聚焦搜索算法包括如下確定聚焦搜索算法所使用的聚焦值的步驟：

當(dāng)顯微鏡主體內(nèi)部的聚焦鏡片組在聚焦搜索算法的控制下移動(dòng)到某一搜索位置后，主控單元采集被測(cè)目標(biāo)在顯微鏡主體內(nèi)部的Sensor板上的圖像數(shù)據(jù)；

將采集獲得的圖像數(shù)據(jù)分成多個(gè)子區(qū)域，分別對(duì)每個(gè)子區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得每個(gè)子區(qū)域?qū)?yīng)的高頻分量聚焦值和低頻分量聚焦值；

通過(guò)預(yù)設(shè)的聚焦值選擇算法對(duì)各子區(qū)域?qū)?yīng)的高頻分量聚焦值和低頻分量聚焦值進(jìn)行分析，確定出當(dāng)前聚焦搜索算法選擇高頻分量聚焦值還是選擇低頻分量聚焦值進(jìn)行聚焦搜索，以確定最佳聚焦值；

被測(cè)目標(biāo)的圖像數(shù)據(jù)通過(guò)顯微鏡主體內(nèi)部的接口單元輸出顯示。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的調(diào)整像距，是指顯微鏡工作距固定不變，通過(guò)主控單元控制顯微鏡主體內(nèi)部的聚焦鏡片組移動(dòng)，尋找像距，使顯微鏡自動(dòng)聚焦。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的調(diào)整像距，是指顯微鏡工作距相對(duì)可變，通過(guò)主控單元控制顯微鏡主體內(nèi)部的聚焦鏡片組移動(dòng)，改變像距，使顯微鏡自動(dòng)聚焦。

4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的調(diào)整像距，是指顯微鏡 工作距相對(duì)可變，在連續(xù)變倍過(guò)程中，通過(guò)主控單元控制顯微鏡主體內(nèi)部的鏡片組移動(dòng)，改變像距，使顯微鏡自動(dòng)聚焦，所述顯微鏡主體內(nèi)部的鏡片組包括聚焦鏡片組、變焦鏡片組。

5.如權(quán)利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述聚焦搜索算法包括粗聚焦搜索算法和細(xì)聚焦搜索算法：

所述粗聚焦搜索算法采用自適應(yīng)步長(zhǎng)，以大于細(xì)聚焦搜索算法所用步長(zhǎng)的步長(zhǎng)，搜尋最佳聚焦值所在區(qū)域范圍，并驅(qū)動(dòng)聚焦鏡片組移動(dòng)到所述最佳聚焦值所在區(qū)域范圍內(nèi)；

所述細(xì)聚焦搜索算法采用固定步長(zhǎng)，在所述粗聚焦搜索算法所確定的最佳聚焦值所在區(qū)域范圍內(nèi)搜尋最佳聚焦值所在位置，并驅(qū)動(dòng)聚焦鏡片組移動(dòng)到最佳聚焦值對(duì)應(yīng)的位置。

6.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：由主控單元控制顯微鏡主體內(nèi)部的變焦鏡片組和聚焦鏡片組移動(dòng)，通過(guò)改變焦距使顯微鏡變倍的步驟，具體為：

通過(guò)所述接口單元接收外部變焦控制信號(hào)；

主控單元根據(jù)外部變焦控制信號(hào)執(zhí)行變焦跟蹤算法，所述變焦跟蹤算法通過(guò)控制顯微鏡主體內(nèi)部的變焦馬達(dá)和聚焦馬達(dá)，由變焦馬達(dá)和聚焦馬達(dá)驅(qū)動(dòng)顯微鏡主體內(nèi)部的變焦鏡片組和聚焦鏡片組移動(dòng)實(shí)現(xiàn)變焦，通過(guò)變焦跟蹤算法保證變焦過(guò)程中圖像始終保持清晰。

7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述變焦完成后，所述方法還包括：在所述變倍的步驟之后，所述主控單元再次執(zhí)行聚焦搜索算法，再一次實(shí)施更精確的自動(dòng)聚焦。

8.如權(quán)利要求1、2、3、4、6或7所述的方法，其特征在于，所述方法還包括自動(dòng)調(diào)節(jié)光源亮度的步驟：

主控單元對(duì)采集的被測(cè)目標(biāo)在顯微鏡主體內(nèi)部的Sensor板上的成像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后得到圖像的亮度信息；

將得到的圖像亮度信息與預(yù)設(shè)圖像亮度信息進(jìn)行比較，計(jì)算光源亮度調(diào) 整信息；

所述主控單元依據(jù)所述光源亮度調(diào)整信息調(diào)整位于顯微鏡主體頭部的輔助光源的亮度。