自動調焦技術在光學顯微鏡中的應用

      自動調焦技術主要應用于實驗室和研究型（或特殊類型）光學顯微鏡中。光學顯微鏡光電自動調焦技術的實質是光電子學技術、激光技術、計算機圖像處理技術、自動控制與傳動技術的集成，也是光學顯微鏡智能化、自動化要求的結果，它具有快速響應，準確無誤的優(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，伴隨著自動調焦技術的發(fā)展與普及，將促進光學顯微鏡的產(chǎn)品質量與水平。

　　1.光電自動調焦原理

　　自動調焦技術包括軸向定位（調焦）和伺服運動兩大部分，而軸向定位是核心。離焦的實質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。要實施自動調焦，先要利用離焦檢測，快速、動態(tài)地進行離焦識別，通過離焦信號控制伺服系統(tǒng)的執(zhí)行機構動態(tài)實時快速響應，自動補償其離焦量。現(xiàn)代光學儀器實現(xiàn)離焦常用檢測方法有二：一是用計算機處理視頻圖像，獲取離焦信息；二是用光電法測量物距，提取離焦信號。執(zhí)行機構選用壓電陶瓷或步進電動機。當然還出現(xiàn)了不少特殊類型的自動調焦方式，正所謂“八仙過海，各顯其能”。

　　2.有限筒長顯微鏡的自動調焦

　　顯微圖像邊緣信號計算機檢測自動調焦方式（“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電動機驅動電路上，步進電動機使顯微鏡本體連同CCD移動（也可驅動載物臺），從而實現(xiàn)自動調焦。

　　該裝置如圖1所示，它源于“手動粗調＋CCD、計算機自動微調”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，因而調焦迅速，且自動調焦范圍較小。