[發(fā)明專利]一種顯微鏡鎖焦方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111112969.4
• 申請(qǐng)日: 2021-09-22
• 公開（公告）號(hào): CN113885188A
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙天野;孫佳音;楊樂寶;王宏達(dá)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東粵港澳大灣區(qū)黃埔材料研究院
• 主分類號(hào): G02B21/24
• 分類號(hào): G02B21/24
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 郭浩輝;許羽冬

本發(fā)明屬于顯微鏡技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種顯微鏡鎖焦方法及系統(tǒng)，所述方法包括：獲取光電探測(cè)器上形成的第一光斑的第一質(zhì)心位置，獲取光電探測(cè)器上形成的第二光斑的第二質(zhì)心位置，所述第二光斑為所述載玻片發(fā)生位移偏差時(shí)，載玻片反射入射光束所形成的第二反射光束在光電探測(cè)器上形成的光斑；對(duì)第一質(zhì)心位置和第二質(zhì)心位置進(jìn)行差值處理得到物鏡所需的補(bǔ)償距離；控制物鏡移動(dòng)單元根據(jù)所述補(bǔ)償距離移動(dòng)物鏡。有益效果：本發(fā)明的鎖焦方法和系統(tǒng)，簡(jiǎn)化了光學(xué)結(jié)構(gòu)，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的鎖焦系統(tǒng)，本發(fā)明的鎖焦方法和系統(tǒng)無(wú)需多組鏡片去進(jìn)行光學(xué)放大和成像聚焦，降低了鎖焦系統(tǒng)的加工難度和生產(chǎn)成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及顯微鏡技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種顯微鏡鎖焦方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

對(duì)于需要較長(zhǎng)采樣時(shí)間的成像系統(tǒng)，其分辨率越高，成像系統(tǒng)的抗干擾能力便越低，即某一固定的對(duì)焦區(qū)域會(huì)因外界的各種擾動(dòng)而發(fā)生漂移，采樣圖片的清晰度會(huì)受到影響。為了在連續(xù)成像時(shí)始終獲得高品質(zhì)圖像，需要使用自動(dòng)鎖焦技術(shù)。

現(xiàn)有的自動(dòng)鎖焦技術(shù)一般利用光線在載玻片上的反射光在光電探測(cè)器上形成的光斑來(lái)計(jì)算物鏡的補(bǔ)償距離。但是現(xiàn)有的鎖焦系統(tǒng)在獲取光斑的過程中需要使用復(fù)雜的光路結(jié)構(gòu)對(duì)反射光進(jìn)行放大和矯正，使得鎖焦系統(tǒng)需要設(shè)置多組光學(xué)鏡片并以高精度的加工保證鎖焦系統(tǒng)的多組光學(xué)鏡片不會(huì)將誤差逐級(jí)放大。同時(shí)，數(shù)量較多的光學(xué)鏡片提高了裝調(diào)精度，增加了調(diào)試步驟，不利于產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。

因此需要對(duì)現(xiàn)有鎖焦方法和系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，使鎖焦方法和系統(tǒng)使用更少數(shù)量的光學(xué)鏡片，降低鎖焦系統(tǒng)的加工成本并提高裝調(diào)和調(diào)試的效率，使產(chǎn)品能夠標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：對(duì)現(xiàn)有鎖焦方法和系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，使鎖焦方法和系統(tǒng)使用更少數(shù)量的光學(xué)鏡片，降低鎖焦系統(tǒng)的加工成本并提高裝調(diào)和調(diào)試的效率，使產(chǎn)品能夠標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種顯微鏡鎖焦方法，包括：

獲取光電探測(cè)器上形成的第一光斑的第一質(zhì)心位置，其中，所述第一光斑由載玻片反射入射光束所形成的第一反射光束依次經(jīng)過物鏡、二向色鏡、第一透鏡組、分光鏡、第二透鏡組后在光電探測(cè)器上形成的光斑；所述入射光束由光源發(fā)出后依次經(jīng)過分光鏡、第一透鏡組、二向色鏡和物鏡，所述入射光束經(jīng)過物鏡后匯聚于物鏡下方的載玻片的下表面；所述第一透鏡組用于矯正光斑的位置和放大載玻片的位移偏差，所述第二透鏡組用于矯正光斑的形狀和大小。

獲取光電探測(cè)器上形成的第二光斑的第二質(zhì)心位置，其中，所述第二光斑為所述載玻片發(fā)生位移偏差時(shí)，載玻片反射入射光束所形成的第二反射光束在光電探測(cè)器上形成的光斑。

對(duì)第一質(zhì)心位置和第二質(zhì)心位置進(jìn)行差值處理得到物鏡所需的補(bǔ)償距離。

控制物鏡移動(dòng)單元根據(jù)所述補(bǔ)償距離移動(dòng)物鏡。

進(jìn)一步的，所述入射光束和分光鏡的夾角為四十五度。

進(jìn)一步的，所述入射光束和二向色鏡的夾角為四十五度。

進(jìn)一步的，所述第一透鏡組按照入射光線的傳播方向依次設(shè)置有第一負(fù)焦距透鏡、第一正焦距透鏡、第二負(fù)焦距透鏡；所述第一負(fù)焦距透鏡和第二負(fù)焦距透鏡用于放大載玻片的位移偏差，所述第一正焦距透鏡用于矯正光斑的位置。

進(jìn)一步的，所述第二透鏡按照第一反射光束的傳播方向依次設(shè)置有第二正焦距透鏡和第三負(fù)焦距透鏡，所述第二正焦距透鏡用于矯正光斑的形狀，所述第三負(fù)焦距透鏡用于調(diào)整光斑的大小。

進(jìn)一步的，所述光電探測(cè)器包括但不限于線陣CCD、面陣CCD或PSD位置探測(cè)器中的一種。

本發(fā)明還公開了一種顯微鏡鎖焦系統(tǒng)，包括光源、分光鏡、第一透鏡組、二向色鏡、物鏡、第二透鏡組、光電探測(cè)器和物鏡移動(dòng)單元。