[發(fā)明專利]一種顯微鏡鎖焦系統(tǒng)的鎖焦控制方法及鎖焦裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111113303.0
• 申請日: 2021-09-22
• 公開（公告）號: CN113885189A
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發(fā)明（設計）人: 趙天野;孫佳音;楊樂寶;王宏達
• 申請（專利權）人: 廣東粵港澳大灣區(qū)黃埔材料研究院
• 主分類號: G02B21/24
• 分類號: G02B21/24
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郭浩輝;許羽冬

本發(fā)明屬于顯微鏡技術領域，公開了一種顯微鏡鎖焦系統(tǒng)的鎖焦控制方法及鎖焦裝置，所述控制方法包括：獲取光電探測器上光斑的線性區(qū)域的線性方程；判斷所述第一光斑是否滿足線性方程，若滿足，則對第一光斑進行高斯擬合，得到第一高斯曲線；判斷第一高斯曲線的第一線性度是否小于預設的第一閾值，若小于第一閾值，則獲取第一高斯曲線的峰值點所對應的第一像素位置；將第一像素位置和起始點進行差值計算得到物鏡的第一補償距離；根據(jù)第一補償距離移動物鏡實現(xiàn)自動鎖焦。有益效果：根據(jù)預先獲取的線性區(qū)域?qū)獍呤欠駷殡x散點，對獲取的光斑進行篩選，避免使用誤差較大的光斑進行鎖焦系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，提高了鎖焦系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度和重復精度。

技術領域

本發(fā)明涉及顯微鏡技術領域，特別是涉及一種顯微鏡鎖焦系統(tǒng)的鎖焦控制方法及鎖焦裝置。

背景技術

自動鎖焦技術通過探測反饋光斑在光電探測器上的移動，來獲取檢測表面位置的變化量；再利用機械控制元件如壓電陶瓷、納米級Z軸控制平臺等對物鏡進行移動，補償外界因素干擾對樣品層位置移動的誤差。光電探測器連接數(shù)據(jù)采集卡對光斑信息進行解讀，在PC端可以實時得到光斑的位置信息，光斑可在一定的像素位置范圍內(nèi)可以發(fā)生移動，即探測量程。一個像素點對應著光斑的一個質(zhì)心位置，當樣品發(fā)生微小的震動時，光斑便會照射在另一個像素點。利用質(zhì)心位置的差值，來計算機械控制元件需要移動的補償量，實時地對物鏡進行Z軸方向的移動。

在利用自動鎖焦技術進行探測時，系統(tǒng)的探測精度和重復精度會受到光學設計和機械加工的限制，無法對更高精度的位置信息進行解析。因此需要對現(xiàn)有計算的鎖焦技術進行改進，提高鎖焦系統(tǒng)的探測精度和重復精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：對現(xiàn)有技術中的鎖焦技術進行改進，提高系統(tǒng)的探測精度和重復精度。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種顯微鏡鎖焦系統(tǒng)的鎖焦控制方法，包括：

獲取光斑在光電探測器上的線性區(qū)域，定義所述線性區(qū)域的起始點，并根據(jù)起始點得到所述線性區(qū)域的線性方程。

獲取第一光斑并判斷所述第一光斑是否滿足線性方程，若所述第一光斑滿足線性方程，則對第一光斑進行高斯擬合，得到第一高斯曲線。

判斷第一高斯曲線的第一線性度是否小于預設的第一閾值，若第一線性度小于預設的第一閾值，則獲取第一高斯曲線的峰值點所對應的第一像素位置。

將所述第一像素位置和起始點進行差值計算得到物鏡的第一補償距離。

根據(jù)所述第一補償距離移動物鏡實現(xiàn)自動鎖焦。

進一步的，所述鎖焦控制方法還包括：

若所述第一線性度大于預設的第一閾值，則重新對第一光斑進行高斯擬合，并判斷重新擬合后的高斯曲線的線性度是否小于預設的第一閾值。

進一步的，所述鎖焦控制方法還包括：

判斷對第一光斑進行高斯擬合的次數(shù)是否大于第二閾值，若大于，則停止高斯擬合，直接讀取第一光斑中灰度值最大的點所對應的第二像素位置。

將所述第二像素位置和起始點進行差值計算得到物鏡的第二補償距離。

根據(jù)所述第二補償距離移動物鏡實現(xiàn)自動鎖焦。

進一步的，所述獲取光斑在光電探測器上的線性區(qū)域，定義所述線性區(qū)域的起始點，并根據(jù)起始點得到所述線性區(qū)域的線性方程，具體為：

移動鎖焦系統(tǒng)中物鏡在Z軸方向的位置，將物鏡移動過程中光斑灰度值發(fā)生變化的區(qū)域記為線性區(qū)域；定義所述線性區(qū)域的中心位置為起始點，根據(jù)所述起始點和線性區(qū)域得到該區(qū)域的線性方程。

進一步的，所述鎖焦系統(tǒng)包括光源、分光鏡、第一透鏡組、二向色鏡、物鏡、第二透鏡組、光電探測器和物鏡移動單元。