【技术实现步骤摘要】
自动对焦方法和相关的光学成像系统
[0001]本专利技术涉及一种自动对焦方法、即一种用于自动找出瞬时最佳焦平面的方法。在该方法中，通过光学成像系统的聚焦透镜的失调(Verstimmen)，使该光学成像系统的焦平面的位置在扫描区域之内沿着光学z轴线移动。焦平面的这种移动也被称为z扫描。聚焦透镜的失调例如可以通过聚焦透镜的移动和/或通过聚焦透镜的调谐(只要所述聚焦透镜被设计成可调谐的)来实现。
[0002]此外，本专利技术还涉及一种相关的光学成像系统，利用该光学成像系统可以实现这种自动对焦方法。所述成像系统特别是可以用于在医疗手术期间可视化物体。为此，该成像系统包括变焦光学器件，所述变焦光学器件能够借助于变焦致动器调节，以便调整光学变焦水平；该成像系统包括还包括聚焦透镜，所述聚焦透镜能够借助于聚焦致动器失调(即可移动和/或可调谐)，以便沿着光学z轴线调整焦平面的位置；该成像系统包括用于记录图像数据的图像传感器；最后该成像系统还包括用于控制聚焦致动器和/或变焦致动器的控制器。
技术介绍
[0003]自动对焦(AF)一般是指...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于自动找出瞬时最佳焦平面(13)的自动对焦方法，
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其中，为此通过使光学成像系统(1)的聚焦透镜(6)失调来在z扫描(17)中使光学成像系统(1)的焦平面(12)的位置在扫描区域(14)之内沿着光学z轴线(8)移动，其特征在于，根据：
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成像系统(1)的当前设定的光学变焦水平，和/或
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针对在成像系统(1)与以所述成像系统(1)可视化的物体(3)之间的工作距离(11)的当前估计值自动地调整所述z扫描(17)的至少一个参数，
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特别是以便加速找出所述最佳焦平面(13)。2.根据权利要求1所述的自动对焦方法，其中，所述至少一个参数包括：
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扫描区域(14)的长度(16)，和/或
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以z扫描(17)光学探测的焦平面(12)的数量，和/或
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z扫描(17)的空间探测频率，和/或
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聚焦透镜(6)的调节速度，和/或
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成像系统(1)的在z扫描(17)期间使用的光学变焦水平。3.根据前述权利要求之一所述的自动对焦方法，其中，当缩短所述z扫描(17)的扫描区域(14)的长度时，提高所述z扫描(17)的空间探测频率，
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特别是以便使得用于执行z扫描(17)所需的总时间保持恒定。4.根据前述权利要求之一所述的自动对焦方法，其中，通过调整所述至少一个参数
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来主动调整景深、特别是通过改变成像系统(1)的变焦水平来主动调整景深，和/或
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来补偿景深的瞬时改变、特别是通过调整z扫描(17)的空间探测频率和/或长度(16)来补偿景深的瞬时改变。5.根据前述权利要求之一所述的自动对焦方法，其中，
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借助于附加的传感器、例如非接触式距离传感器、特别是超声波传感器，和/或
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基于关于成像系统(1)的瞬时空间位置的附加的位置信息，和/或
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借助于附加的摄像机来确定针对工作距离(11)的估计值。6.根据前述权利要求之一所述的自动对焦方法，其中，在所述光学变焦水平增加时：
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缩小扫描区域(14)的长度(16)，和/或
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减少在扫描区域(14)之内探测的焦平面(12)的数量。7.根据前述权利要求之一所述的自动对焦方法，其中，在针对所述工作距离(11)的估计值减小时：
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缩小扫描区域(14)的长度(16)，和/或
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减少在扫描区域(14)之内探测的焦平面(12)的数量。8.根据前述权利要求之一所述的自动对焦方法，其中，
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通过以步距(15)逐步移动所述焦平面(12)的位置来逐步穿过所述扫描区域(14)，并且
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根据瞬时设定的光学变焦水平和/或针对工作距离(11)的估计值来调整所述步距(15)，
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其中优选地：
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在变焦水平增加和伴随变焦水平增加而来的图像放大率增加时，和/或
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在针对工作距离(11)的估计值减小时，减小所述步距(15)。9.根据前述权利要求1至7之一所述的自动对焦方法，其中，通过在所述扫描区域(14)之内连续移动焦平面(12)的位置来连续地穿过所述扫描区域(14)，
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特别是为此：
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聚焦透镜(6)以恒定的位移速度位移和/或连续地位移，和/或
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沿着z轴连续移动焦平面(12)的位置、例如通过聚焦透镜的连续失调来移动，
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并且调整焦平面(12)的位置沿着z轴(8)移动的平均扫描速度、优选根据瞬时设定的光学变焦水平和/或针对工作距离(11)的估计值来调整，
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特别优选地：
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在变焦水平增加和伴随变焦水平增加而来的图像放大率增加时，和/或
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在针对工作距离(11)的估计值减小时，降低所述扫描速度。10....
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