[發明專利]熒光顯微鏡的自動聚焦方法、裝置、存儲介質及電子設備

有效

• 申請號: 202210677012.2
• 申請日: 2022-06-16
• 公開（公告）號: CN114785959B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 莊雷;徐清平;明漢洲;張立勝;潘為民;周曉衛;郭愛成;葉青
• 申請（專利權）人: 江蘇美克醫學技術有限公司
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232;G02B21/00;G02B21/36
• 代理公司: 無錫市匯誠永信專利代理事務所(普通合伙) 32260
• 代理人: 曹慧萍

本發明提供的一種熒光顯微鏡的自動聚焦方法、裝置、存儲介質及電子設備，包括首次聚焦、微調聚焦，通過兩輪聚焦實現了較好的聚焦效果，而且還具有：1.采用兩輪聚焦的方法，具體為首輪進行大范圍快速聚焦，微調聚焦為小范圍精細聚焦，聚焦速度快，而且聚焦路程更短；2.本申請通過動態采集圖像，有效解決了因電機的不斷啟動、停止等原因造成的耗時多等問題，為快速而精確的聚焦提供了基礎保證；3.本申請的首次聚焦及微調聚焦均在同一視野中完成，有效避免了多視野聚焦過程中，下一視野的聚焦需依賴上一視野聚焦結果等優點。

技術領域

本發明涉及一種熒光顯微鏡的自動聚焦方法、裝置、存儲介質及電子設備，屬于醫學檢測技術領域。

背景技術

光學顯微鏡作為一種精密的光學儀器，以精度高、穩定性好、抗干擾能力強等優點，在醫學等行業發揮著非常重要的作用。熒光顯微鏡是在普通光學顯微鏡的基礎上發展而來，成像靈敏度高，是觀察和檢測熒光現象的專用顯微鏡，為醫學診斷提供了非常有效的手段。

對熒光顯微鏡調焦過程中，通常把通過顯微鏡調焦后，物體能夠最清晰成像時所處的平面稱之為對準平面，以對準平面為中心的一定范圍內，物體同樣可以清晰的成像。因此，把能夠清晰成像的最遠平面和最近平面之間的距離稱為顯微鏡的景深。如果待觀測的物體在景深外，則顯微鏡無法獲取清晰的圖像。對顯微鏡而言，調焦是為了獲取清晰圖像而調節物鏡與被測物體的距離。

一般的顯微檢測是基于人工調節顯微鏡的對焦系統，手動聚焦，反復的手工操作，直到調到被測對象的正焦位置，這樣一個過程花費時間較長，效率低，且長期觀測，人的眼睛容易疲勞，容易帶來一定的人為誤差。因此，對光學顯微鏡進行自動控制，實現聚焦過程的全自動化，可以提高檢測的速度，降低人為操作對顯微成像質量的影響。

一般的自動對焦技術多采用靜止狀態采集圖像，即每隔一段距離，電機暫停，采集完圖像后繼續運行，反復此過程。這種方法雖然能夠實現自動聚焦，但是速度慢，效率低，因為電機的不斷啟動、停止過程十分耗時。中國專利CN110996002B公開了一種顯微鏡聚焦方法，具體Z軸電機將載物臺沿對焦軸的第一方向(此時第一方向為向上)移動至點o，在點o處，X軸電機和Y軸電機將載物臺水平移動至點p，切換到視野B。在視野B處，以點p為起始位置，Z軸電機將載物臺沿對焦軸的第二方向(此時第二方向為向下)移動第二距離L2至點q；找到了視野B的焦點B的位置之后，判斷當前位置q與焦點B之間的距離是否為第一距離L1；在點r處，X軸電機和Y軸電機可以再將載物臺水平移動至點s，切換到視野C。由此可知，該專利雖然實現了動態采集圖像的目的，但其在聚焦過程中，需要不停的變換視野，不但過程繁瑣，而且下一個視野聚焦的準確度需依賴于上一個視野的聚焦情況，聚焦精確度無法保證。

發明內容

本發明為了解決現有技術中存在的上述缺陷和不足，提供了一種熒光顯微鏡的自動聚焦方法、裝置、存儲介質及電子設備。

為解決上述技術問題，本發明提供一種熒光顯微鏡的自動聚焦方法，包括：

S1.首次聚焦：控制X軸電機和Y軸電機驅動載物臺移動，使物鏡位于掃描的初始位置；控制Z軸電機驅動物鏡以初始位置為起點沿Z軸第一方向移動第一聚焦距離，移動過程中采集多張第一目標圖像；計算每張第一目標圖像的清晰度值；獲取清晰度值最高的第一目標圖像所在世界坐標系中的坐標位置信息，該坐標信息即為首次聚焦的初始焦點位置；

S2.微調聚焦：控制Z軸電機驅動物鏡以微調聚焦的初始位置為起點沿Z軸第二方向移動第二聚焦距離，移動過程中采集多張第二目標圖像；計算每張第二目標圖像的清晰度值；獲取清晰度值最高的第二目標圖像所在世界坐標系中的坐標信息即為目標焦點位置；其中，微調聚焦的初始位置與初始焦點位置之間的距離為第二聚焦距離的1/2；第二聚焦距離小于第一聚焦距離；

S3.聚焦結束。