一种自动调焦光学系统及调焦方法技术方案

本发明专利技术公开了一种自动调焦光学系统及调焦方法。一种自动对焦光学系统，其特征在于，包括微分干涉光学模块、液态对焦模块、处理模块和驱动模块；微分干涉光学模块用于出射探测光束以对待探测物进行探测并获取探测图像；液态对焦模块设置于微分干涉光学模块的光路中；处理模块分别与微分干涉光学模块和驱动模块电连接，用于根据探测图像确定待探测图像的离焦信息，根据离焦信息确定液态对焦模块的调节信息并发送调节信息至驱动模块；驱动模块与液态对焦模块电连接，用于根据调节信息调节液态对焦模块的屈光度。本发明专利技术通过在自动调焦光学系统中利用液态透镜改变焦距，消除了因机械运动带来的磨损，噪声小，稳定性好，响应速度快。响应速度快。响应速度快。

【技术实现步骤摘要】
一种自动调焦光学系统及调焦方法


[0001]本专利技术涉及光学
，尤其涉及一种自动调焦光学系统及调焦方法。

技术介绍

[0002]微分干涉成像系统由于其结构的特殊性，适用于检测透明物体的结构和缺陷以及检测高度差异极其微小的样本，包括细胞、金相组织、液晶屏导电粒子、电容式触摸屏的线路和磁头检测，广泛应用与生物医疗、液晶面板检测等领域。
[0003]在现有的技术中，微分干涉成像检测系统通常有手动对焦和自动对焦两种方式，现有的自动对焦技术，通常是电机驱动光学系统整体轴向移动，即调整工作距离。
[0004]但现有的自动对焦技术，光学系统机械式的往返运动会造成磨损，且电机驱动的对焦速度并没有特别快，还会引入电机噪声。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种自动调焦光学系统及调焦方法，以解决机械调焦对焦速度慢和引入电机噪声的问题。
[0006]根据本专利技术的一方面，提供了一种自动对焦光学系统，其中包括微分干涉光学模块、液态对焦模块、处理模块和驱动模块；
[0007]所述微分干涉光学模块用于出射探测光束以对待探测物进行探测并获取探测图像；
[0008]所述液态对焦模块设置于所述微分干涉光学模块的光路中；
[0009]所述处理模块分别与所述微分干涉光学模块和所述驱动模块电连接，用于根据所述探测图像确定所述待探测图像的离焦信息，根据所述离焦信息确定所述液态对焦模块的调节信息并发送所述调节信息至所述驱动模块；
[0010]所述驱动模块与所述液态对焦模块电连接，用于根据所述调节信息调节所述液态对焦模块的屈光度。
[0011]可选的，微分干涉光学模块包括光源单元、起偏单元、微分干涉单元、物镜单元、目镜单元、滤波单元、检偏单元、成像位置调节单元和成像单元；
[0012]所述液态对焦模块位于所述微分干涉单元与所述目镜之间的光路中；
[0013]所述光源单元包括第一光源和第二光源，所述第一光源用于出射第一探测光束，所述第二光源用于出射第二探测光束，所述第一探测光束与所述第二探测光束的波长范围不同；
[0014]所述起偏单元分别位于所述第一探测光束和所述第二探测光束的传播路径上，用于调制所述第一探测光束形成第一偏振探测光束，调制所述第二探测光束形成第二偏振探测光束；
[0015]所述微分干涉单元分别位于所述第一偏振探测光束和所述第二探测光束的传播路径上，用于调制所述第一偏振探测光束形成第一微分偏振探测光束，调制所述第二偏振
探测光束形成第二微分偏振探测光束；
[0016]所述物镜单元和所述待探测物依次位于所述第一微分偏振探测光束和所述第二微分偏振探测光束的传输路径上，所述第一微分偏振探测光束经所述待探测物反射后形成第一微分偏振反射光束，所述第一微分偏振反射光束依次经所述物镜和所述微分干涉单元调制后形成第一成像光束，所述第一成像光束携带所述待探测物的探测信号；所述第二微分偏振探测光束经所述待探测物反射后形成第二微分偏振反射光束，所述第二微分偏振反射光束依次经所述物镜单元和所述微分干涉单元调制后形成第二成像光束，所述第二成像光束携带所述待探测物的探测信号；
[0017]所述液态对焦模块分别位于所述第一成像光束和所述第二成像光束的传播路径上，用于调整所述第一成像光束和所述第二成像光束的焦距；
[0018]所述滤波单元包括第一滤波透镜和第二滤波透镜，所述第一滤波透镜和所述第二滤波透镜的滤波范围不同；所述检偏单元包括第一检偏透镜和第二检偏透镜；所述成像单元包括第一成像单元和第二成像单元；所述第一成像光束依次经所述目镜单元、所述第一滤波透镜、所述第一检偏透镜、所述成像位置调节单元后在所述第一成像单元的第一位置和第二位置成像，所述第一位置和所述第二位置对称于与所述第二成像单元共轭的像平面；所述第二成像光束依次经所述目镜、所述第二滤波透镜和所述第二检偏透镜后在所述第二成像单元成像。
[0019]可选的，微分干涉光学模块还包括掩模图案单元；
[0020]所述掩模图案单元位于所述第一探测光束的传播路径上，用于调制所述第一探测光束形成图案探测光束。
[0021]可选的，掩模图案单元包括光栅组件。
[0022]可选的，成像位置调整单元包括第一透反镜片和第一反射镜片；
[0023]所述第一成像光束经所述第一透反镜片透射后入射至所述第一位置，经所述第一透反镜片反射后再经所述第一反射镜片反射后入射至所述第二位置。
[0024]可选的，微分干涉光学模块还包括第二透反镜片和第三透反镜片；
[0025]所述第二透反镜片位于所述起偏单元与所述微分干涉单元之间的光路中以及所述微分干涉单元与所述液态对焦模块之间的光路中，用于反射所述第一偏振探测光束和所述第二偏振探测光束至所述微分干涉单元，透射所述第一成像光束和所述第二成像光束至所述液态对焦模块；
[0026]所述第三透反镜片位于所述目镜单元与所述滤波单元之间的光路中，用于反射所述第一成像光束和所述第二成像光束至所述第一滤波透镜，透射所述第一成像光束和所述第二成像光束至所述第二滤波透镜。
[0027]可选的，微分干涉光学模块还包括第二反射镜片和第四透反镜片；
[0028]所述第二反射镜片位于所述第一光源与所述第四透反镜片之间的光路中，用于反射所述第一探测光束至所述第四透反镜片；
[0029]所述第四透反镜位于所述第二反射镜片与所述起偏单元之间光路中以及所述第二光源与所述起偏单元之间光路中，用于透射所述第一探测光束至所述起偏单元，反射所述第二探测光束至所述起偏单元。
[0030]可选的，液态对焦模块包括相对设置的第一外壳和第二外界；
[0031]设置于所述第一外壳和所述第二外壳限定空间内的第一保护层和第二保护层，所述第一保护层和所述第二保护层相对设置；
[0032]设置于所述第一保护层和所述第二保护层限定空间内的液态透镜。
[0033]可选的，第一光源包括红外光光源，所述第二光源包括白光光源。
[0034]根据本专利技术的另一方面，提供了一种自动调焦光线系统的调焦方法，应用于本专利技术第一方面所述的自动对焦光学系，其中包括：
[0035]基于微分干涉光学模块获取待探测物的探测图像；
[0036]根据所述探测图像确定所述待探测图像的离焦信息；
[0037]根据所述离焦信息确定液态对焦模块的调节信息并发送所述调节信息至所述驱动模块，以使所述驱动模块根据所述调节信息调节所述液态对焦模块的屈光度。
[0038]本专利技术实施例的技术方案，通过在自动调焦光学系统中，利用液态透镜实现光学系统的变焦过程，液态透镜的屈光度响应时间在毫秒量级，大大提高了自动对焦光学系统的对焦速度，且整个光学系统在对焦过程中没有机械运动，是通过液态透镜改变焦距，这也就消除了因机械运动带来的磨损，并且整个光学系统体积小，结构紧凑，噪声小，稳定性好。
[0039]应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本专利技术的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动对焦光学系统，其特征在于，包括微分干涉光学模块、液态对焦模块、处理模块和驱动模块；所述微分干涉光学模块用于出射探测光束以对待探测物进行探测并获取探测图像；所述液态对焦模块设置于所述微分干涉光学模块的光路中；所述处理模块分别与所述微分干涉光学模块和所述驱动模块电连接，用于根据所述探测图像确定所述待探测图像的离焦信息，根据所述离焦信息确定所述液态对焦模块的调节信息并发送所述调节信息至所述驱动模块；所述驱动模块与所述液态对焦模块电连接，用于根据所述调节信息调节所述液态对焦模块的屈光度。2.根据权利要求1所述的自动对焦光学系统，其特征在于，所述微分干涉光学模块包括光源单元、起偏单元、微分干涉单元、物镜单元、目镜单元、滤波单元、检偏单元、成像位置调节单元和成像单元；所述液态对焦模块位于所述微分干涉单元与所述目镜之间的光路中；所述光源单元包括第一光源和第二光源，所述第一光源用于出射第一探测光束，所述第二光源用于出射第二探测光束，所述第一探测光束与所述第二探测光束的波长范围不同；所述起偏单元分别位于所述第一探测光束和所述第二探测光束的传播路径上，用于调制所述第一探测光束形成第一偏振探测光束，调制所述第二探测光束形成第二偏振探测光束；所述微分干涉单元分别位于所述第一偏振探测光束和所述第二探测光束的传播路径上，用于调制所述第一偏振探测光束形成第一微分偏振探测光束，调制所述第二偏振探测光束形成第二微分偏振探测光束；所述物镜单元和所述待探测物依次位于所述第一微分偏振探测光束和所述第二微分偏振探测光束的传输路径上，所述第一微分偏振探测光束经所述待探测物反射后形成第一微分偏振反射光束，所述第一微分偏振反射光束依次经所述物镜和所述微分干涉单元调制后形成第一成像光束，所述第一成像光束携带所述待探测物的探测信号；所述第二微分偏振探测光束经所述待探测物反射后形成第二微分偏振反射光束，所述第二微分偏振反射光束依次经所述物镜单元和所述微分干涉单元调制后形成第二成像光束，所述第二成像光束携带所述待探测物的探测信号；所述液态对焦模块分别位于所述第一成像光束和所述第二成像光束的传播路径上，用于调整所述第一成像光束和所述第二成像光束的焦距；所述滤波单元包括第一滤波透镜和第二滤波透镜，所述第一滤波透镜和所述第二滤波透镜的滤波范围不同；所述检偏单元包括第一检偏透镜和第二检偏透镜；所述成像单元包括第一成像单元和第二成像单元；所述第一成像光束依次经所述目镜单元、所述第一滤波透镜、所述第一检偏透镜、所述成像位置调节单元后在所述第一成像单元的第一位置和第二位置成像，所述第一位置和所述第二位置对称于与所述第二成像单元共轭的像平面；所述第二成像光束依次经所述目镜、...

【专利技术属性】
技术研发人员：李航宇，吴学生，蒋姣，林睿，
申请(专利权)人：苏州灵猴机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：