[發明專利]熒光顯微鏡系統的對焦方法及裝置

有效

• 申請號: 201810371435.5
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108398775B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 戴瓊海;謝浩;孔令杰;范靜濤
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G02B21/24
• 分類號: G02B21/24
• 代理公司: 11201 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 張潤<國際申請>=<國際公布>=<進入國

1.一種熒光顯微鏡系統的對焦方法，其特征在于，包括以下步驟：

對焦區域選取步驟：在軸向掃描熒光樣本過程中選取多個清晰對焦的特征區域，并記錄每個特征區域的清晰圖像和位置；

角度-軸向位置迭代調節優化步驟：根據每個對焦區域的中心坐標獲取角度和軸向位置的移動量，以移動后進行圖像匹配對準，并測量所述每對焦區域的中心坐標后再次迭代優化，以實現對焦。

2.根據權利要求1所述的熒光顯微鏡系統的對焦方法，其特征在于，還包括：

圖像匹配對準步驟：利用記錄的所述清晰圖像對移動后采集的樣本圖像進行匹配，并更新各個子區域的中心坐標。

3.根據權利要求1所述的熒光顯微鏡系統的對焦方法，其特征在于，所述對焦區域選取步驟包括：

移動所述熒光樣本至視場中心范圍；

軸向移動所述熒光樣本位置，直到顯微鏡視場中出現一個清晰對焦的子區域，并記第n次選取的區域為I_n，記錄該區域的軸向位置Z_n⁰和中心坐標(X_n⁰,Y_n⁰)；

檢測清晰視場的個數；

如果所述個數大于預設值，則停止選取。

4.根據權利要求3所述的熒光顯微鏡系統的對焦方法，其特征在于，所述角度-軸向位置迭代調節優化步驟包括：

根據各子圖中心的水平坐標(X_nⁱ,Y_nⁱ)和軸向位置Z_nⁱ得到俯仰臺旋轉角θ，和軸向位移臺移動距離z；

根據所述俯仰臺旋轉角θ，和軸向位移臺移動距離z依次驅動俯仰臺和軸向平移臺移動。

5.根據權利要求2所述的熒光顯微鏡系統的對焦方法，其特征在于，所述圖像匹配對準步驟包括：

軸向移動所述熒光樣本，對子圖I_n采用圖像匹配算法以尋找到最新的水平坐標(X_nⁱ,Y_nⁱ)和軸向位置Z_nⁱ；

判斷不同子區域的軸向位置Z_nⁱ是否滿足預設條件；

如果滿足，則將軸向位移臺移動到平均位置，對焦完成。

6.一種熒光顯微鏡系統的對焦裝置，其特征在于，包括：

對焦區域選取模塊，用于在軸向掃描熒光樣本過程中選取多個清晰對焦的特征區域，并記錄每個特征區域的清晰圖像和位置；

角度-軸向位置迭代調節優化模塊，用于根據每個對焦區域的中心坐標獲取角度和軸向位置的移動量，以移動后進行圖像匹配對準，并測量所述每對焦區域的中心坐標后再次迭代優化，以實現對焦。

7.根據權利要求6所述的熒光顯微鏡系統的對焦裝置，其特征在于，還包括：

圖像匹配對準模塊，用于利用記錄的所述清晰圖像對移動后采集的樣本圖像進行匹配，并更新各個子區域的中心坐標。

8.根據權利要求6所述的熒光顯微鏡系統的對焦裝置，其特征在于，所述焦區域選取模塊進一步用于移動所述熒光樣本至視場中心范圍，軸向移動所述熒光樣本位置，直到顯微鏡視場中出現一個清晰對焦的子區域，并記第n次選取的區域為I_n，記錄該區域的軸向位置Z_n⁰和中心坐標(X_n⁰,Y_n⁰)，檢測清晰視場的個數，并在所述個數大于預設值時，停止選取。