一种自动对焦的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种自动对焦的装置及方法，该装置通过激光器、光纤耦合器、斜端面光纤、准直元件、物镜、第一半透半反镜、第一中继镜、CCD/CMOS成像装置和控制器，来调整物镜的位置，以使物镜的焦点能快速的调整至待测细胞成像的最佳位置上。本发明专利技术实施例能够快速、精确地实现自动对焦，解决拍摄图片过程中多次操作、对焦速度慢的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学检测
，尤其涉及。
技术介绍
在细胞的研宄领域，细胞的实时观测是非常重要的环节，其中包括观测细胞的形态、分裂等来研宄细胞的生长以及细胞的活动状况。在实验室中，用来研宄的细胞一般生长在培养盒的底面上，并且细胞在不断运动，其中细胞与培养盒的底面有折射率差，外界空气和培养盒底面也有折射率差，二者均容易造成反射，所以在观测细胞对细胞进行拍摄时，拍摄设备进行自动对焦需要准确而快速。目前，拍摄设备自动对焦的方法主要是两种，一是连续拍摄多张图片，通过图像处理，对比每张图片的锐度、亮度和对比度，选取拍摄效果最好的一张图片；第二种是通过距离传感器，测量物体和镜头之间的距离，多次测距找到最佳位置。然而这两种方法都需要多次操作，对焦速度较慢。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，能够快速、精确地实现自动对焦，解决拍摄图片过程中多次操作、对焦速度慢的问题。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案:第一方面，本专利技术提供了一种自动对焦的装置，包括:激光器，用于发射探测光束；光纤耦合器，用于对从激光器发射出的探测光束进行耦合处理；斜端面光纤，用于传输探测光束以及将探测光束分成沿光轴不对称的第一探测光束和第二探测光束；准直元件，用于将第一探测光束和第二探测光束进行准直处理；物镜，用于接收探测光束，使第一探测光束和第二探测光束会聚在待测细胞培养盒中的固液分界面上；第一半透半反镜，用于对固液分界面反射回来的光束分束为第一返回光束和第二返回光束；第一中继镜，用于对第一返回光束进行校正以及聚焦处理；(XD/CMOS成像装置，用于接收第一返回光束以形成光斑，并将光斑图像信息发送给控制器；控制器，用于根据培养盒中待测细胞成像的最佳位置与固液分界面之间的距离以及CCD/CMOS成像装置发送的光斑图像信息，调整物镜的位置，以使物镜的焦点在待测细胞成像的最佳位置上。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种自动对焦的方法，包括:通过激光器发射探测光束，并通过光纤耦合器对从激光器发射出的探测光束进行耦合处理；通过斜端面光纤传输探测光束以及将探测光束分成沿光轴不对称的第一探测光束和第二探测光束；通过准直元件将第一探测光束和第二探测光束进行准直处理；通过物镜接收探测光束，使第一探测光束和第二探测光束会聚在待测细胞培养盒中的固液分界面上；通过第一半透半反镜对固液分界面反射回来的光束分束为第一返回光束和第二返回光束；通过第一中继镜对第一返回光束进行校正以及聚焦处理；通过CCD/CMOS成像装置接收第一返回光束以形成光斑，并将光斑图像信息发送给控制器；通过控制器根据培养盒中待测细胞成像的最佳位置与固液分界面之间的距离以及CCD/CMOS成像装置发送的光斑图像信息，调整物镜的位置，以使物镜的焦点在待测细胞成像的最佳位置上。本专利技术的有益效果为:本专利技术的，通过斜面光纤将探测光束分成沿光轴不对称的第一探测光束和第二探测光束；通过准直元件对第一探测光束和第二探测光束进行准直处理；通过物镜将第一探测光束和第二探测光束会聚在待测的细胞培养盒中的固液分界面上；通过第一半透半反镜将固液分界面反射回来的光束分束为第一返回光束和第二返回光束；通过CCD/CMOS成像装置接收第一返回光束以形成光斑，并将光斑图像信息发送给控制器，控制器根据培养盒中待测细胞成像的最佳位置与固液分界面之间的距离以及CCD/CMOS成像装置发送的光斑图像信息，调整物镜的位置，以使物镜的焦点在待测细胞成像的最佳位置上。本专利技术的自动对焦的装置能够快速、精确地实现自动对焦，解决拍摄图片过程中多次操作、对焦速度慢的问题。【附图说明】通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显:图1为本专利技术实施例一提供的一种自动对焦的装置结构框图；图2为本专利技术实施例二提供的一种自动对焦的装置结构框图；图3为本专利技术实施例二提供的第一光电探测器上形成的PZ轴曲线图；图4为本专利技术实施例三提供的一种自动对焦的装置结构框图；图5为本专利技术实施例三提供的另一种自动对焦的装置结构框图；图6为本专利技术实施例四提供的第一种自动对焦的方法流程图；图7为本专利技术实施例四提供的第二种自动对焦的方法流程图；图8为本专利技术实施例四提供的第三种自动对焦的方法流程图；图9为本专利技术实施例四提供的第四种自动对焦的方法流程图。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部内容。实施例一图1为本专利技术实施例一提供的一种自动对焦的装置结构框图，如图1所示，所述装置包括:激光器101、光纤耦合器102、斜端面光纤103，准直元件104、物镜105、第一半透半反镜106、第一中继镜107、(XD/CM0S成像装置108和控制器109。其中，激光器101，用于发射探测光束；光纤耦合器102，用于对从激光器101发射出的探测光束进行耦合处理。斜端面光纤103，用于传输探测光束以及将探测光束分成沿光轴不对称的第一探测光束和第二探测光束；其中，斜端面光纤103为单模光纤，采用FC/APC光纤连接头，使单模光纤的出光面为斜面。由斜端面光纤103的出光面出来的第一探测光束和第二探测光束沿光轴是不对称的(第一探测光束和第二探测光束的光线的数量是不同的)。准直元件104，用于将第一探测光束和第二探测光束进行准直处理；其中，准直元件优选为准直镜或扩束镜。物镜105，用于接收探测光束，使第一探测光束和第二探测光束会聚在待测细胞100培养盒中的固液分界面上；第一半透半反镜106，用于对固液分界面反射回来的光束分束为第一返回光束和第二返回光束。其中，所述第一半透半反镜106还可以优选为滤光片、偏正分光片或分光镜等；第一返回光束和第二返回光束中均分别包含了被反射的一半的第一探测光束和一半的第二探测光束。第一中继镜107，用于对第一返回光束进行校正以及聚焦处理；(XD/CMOS成像装置108，用于接收第一返回光束以形成光斑，并将光斑图像信息发送给控制器109 ;控制器109，用于根据预设的培养盒中待测细胞成像的最佳位置与固液分界面之间的距离以及CCD/CMOS成像装置108发送的光斑图像信息，调整物镜105的位置，以使物镜105的焦点在待测细胞100成像的最佳位置上。其中，培养盒中固液分界面能够反射第一探测光束和第二探测光束，待测细胞100成像的最佳位置当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动对焦的装置，其特征在于，包括：激光器，用于发射探测光束；光纤耦合器，用于对从激光器发射出的探测光束进行耦合处理；斜端面光纤，用于传输探测光束以及将探测光束分成沿光轴不对称的第一探测光束和第二探测光束；准直元件，用于将第一探测光束和第二探测光束进行准直处理；物镜，用于接收探测光束，使第一探测光束和第二探测光束会聚在待测细胞培养盒中的固液分界面上；第一半透半反镜，用于对固液分界面反射回来的光束分束为第一返回光束和第二返回光束；第一中继镜，用于对第一返回光束进行校正以及聚焦处理；CCD/CMOS成像装置，用于接收第一返回光束以形成光斑，并将光斑图像信息发送给控制器；控制器，用于根据培养盒中待测细胞成像的最佳位置与固液分界面之间的距离以及CCD/CMOS成像装置发送的光斑图像信息，调整物镜的位置，以使物镜的焦点在待测细胞成像的最佳位置上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：裴端卿，张骁，骆健忠，秦季生，董建华，卢俊，宋研，刘念，张凤香，麦仕文，
申请(专利权)人：中国科学院广州生物医药与健康研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44