[發明專利]一種用于顯微操作系統微執行器的追焦方法和系統

在審

• 申請號: 202310176308.0
• 申請日: 2023-02-28
• 公開（公告）號: CN116203712A
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 張永興;王慧泉;史振興
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G02B21/32
• 分類號: G02B21/32;G01C11/02;G02B21/24;G02B7/09;G02B7/28;G03B30/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

1.一種用于顯微操作系統微執行器的追焦方法，其特征在于，在微執行器運動過程中基于離焦檢測獲取的反饋信息，進行離焦補償，并最終實現追焦；具體步驟如下：

步驟1、離焦檢測：結合機器視覺獲取的微執行器位置信息和光柵傳感器反饋的位置信息，計算微執行器因離焦導致的平面位移，基于該平面位移信息，獲取微執行器離焦的方向與距離；

步驟2、離焦補償：基于步驟1獲得的微執行器離焦的方向與距離，改變顯微鏡對焦軸的運動速度，將焦平面移動至微執行器所在平面，從而完成離焦補償；并使顯微鏡對焦軸的運動速度與微執行器在成像光路上的運動速度一致，從而保證微執行器始終處于焦平面內，實現追焦。

2.根據權利要求1所述的一種用于顯微操作系統微執行器的追焦方法，其特征在于，通過微執行器的平面位移信息，獲取微執行器的離焦方向和距離。

3.根據權利要求1所述的一種用于顯微操作系統微執行器的追焦方法，其特征在于，利用利用光柵傳感器獲取微執行器的平面位移信息，從而保證即使微執行器同時沿平面和Z軸方向運動時，仍能進行離焦檢測。

4.根據權利要求1所述的一種用于顯微操作系統微執行器的追焦方法，其特征在于，通過改變顯微鏡對焦軸的運動速度，實現微執行器始終處于焦平面內，保證運動過程中的微執行器清晰可見。

5.根據權利要求1所述的一種用于顯微操作系統微執行器的追焦方法，其特征在于，基于離焦導致的平面位移，通過PID控制器，計算出顯微鏡對焦軸的運動速度變化量和變化大小，從而減小顯微鏡焦平面與微執行器所在平面的距離和運動速度差，最終使得顯微鏡焦平面與微執行器所在平面重合。

6.一種用于顯微操作系統微執行器的追焦系統，其特征在于，該系統包含離焦檢測系統、離焦分析系統以及離焦補償系統；所述離焦檢測系統通過CCD相機采集顯微鏡成像信息，通過光柵傳感器采集機械手平面內位移信息；所述離焦分析系統，結合CCD相機采集的圖像信息和光柵傳感器采集的位移信息，輸出顯微鏡對焦軸的速度變化大小以及速度變化方向；所述離焦補償系統，基于離焦分析系統輸出的速度變化大小以及變化方向，改變顯微鏡對焦軸的運動速度，使得顯微鏡焦平面不斷向微執行器所在平面靠近。