自動調(diào)焦技術(shù)在光學(xué)顯微鏡中的應(yīng)用

      自動調(diào)焦技術(shù)主要應(yīng)用于實驗室和研究型（或特殊類型）光學(xué)顯微鏡中。光學(xué)顯微鏡光電自動調(diào)焦技術(shù)的實質(zhì)是光電子學(xué)技術(shù)、激光技術(shù)、計算機(jī)圖像處理技術(shù)、自動控制與傳動技術(shù)的集成，也是光學(xué)顯微鏡智能化、自動化要求的結(jié)果，它具有快速響應(yīng)，準(zhǔn)確無誤的優(yōu)點；能動態(tài)實時地提高顯微鏡圖像的清晰度，為信息儲存和處理創(chuàng)造有利的前提，伴隨著自動調(diào)焦技術(shù)的發(fā)展與普及，將促進(jìn)光學(xué)顯微鏡的產(chǎn)品質(zhì)量與水平。

　　1.光電自動調(diào)焦原理

　　自動調(diào)焦技術(shù)包括軸向定位（調(diào)焦）和伺服運動兩大部分，而軸向定位是核心。離焦的實質(zhì)是顯微鏡物距沒有找正或在活體觀測時因活體被觀測面的抖動產(chǎn)生物距的變化。要實施自動調(diào)焦，先要利用離焦檢測，快速、動態(tài)地進(jìn)行離焦識別，通過離焦信號控制伺服系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)動態(tài)實時快速響應(yīng)，自動補(bǔ)償其離焦量。現(xiàn)代光學(xué)儀器實現(xiàn)離焦常用檢測方法有二：一是用計算機(jī)處理視頻圖像，獲取離焦信息；二是用光電法測量物距，提取離焦信號。執(zhí)行機(jī)構(gòu)選用壓電陶瓷或步進(jìn)電動機(jī)。當(dāng)然還出現(xiàn)了不少特殊類型的自動調(diào)焦方式，正所謂“八仙過海，各顯其能”。

　　2.有限筒長顯微鏡的自動調(diào)焦

　　顯微圖像邊緣信號計算機(jī)檢測自動調(diào)焦方式（“CCD＋PC”）。本裝置利用視頻信號，根據(jù)圖像灰度梯度變化判別其離焦，離焦信號反饋到步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動電路上，步進(jìn)電動機(jī)使顯微鏡本體連同CCD移動（也可驅(qū)動載物臺），從而實現(xiàn)自動調(diào)焦。

　　該裝置如圖1所示，它源于“手動粗調(diào)＋CCD、計算機(jī)自動微調(diào)”的思路。本裝置有意識地使顯微圖像沒有*充滿CCD光靶，這樣就可以把整個圖像邊緣的清晰程度按離焦判別函數(shù)進(jìn)行計算。它的特點是直接從圖像信｀患判斷離焦信號，而采用邊緣像檢測的信息處理量較少，因而調(diào)焦迅速，且自動調(diào)焦范圍較小。