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自動調(diào)焦技術(shù)在光學顯微鏡中的應用

更新時間:2014-02-13 點擊量:1248

      自動調(diào)焦技術(shù)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(diào)焦技術(shù)的實質(zhì)是光電子學技術(shù)、激光技術(shù)、計算機圖像處理技術(shù)、自動控制與傳動技術(shù)的集成,也是光學顯微鏡智能化、自動化要求的結(jié)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(diào)焦技術(shù)的發(fā)展與普及,將促進光學顯微鏡的產(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)地進行離焦識別,通過離焦信號控制伺服系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)動態(tài)實時快速響應,自動補償其離焦量?,F(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(gòu)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(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電動機驅(qū)動電路上,步進電動機使顯微鏡本體連同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。

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