[发明专利]一种CCD生物芯片荧光扫描仪的自动调焦方法

权利要求书

1.一种CCD生物芯片荧光扫描仪的自动调焦方法，提供一CCD生物芯片荧光扫描仪的自动调焦装置，其特征在于：所述CCD生物芯片荧光扫描仪的自动调焦装置包括光源、CCD相机、成像镜头、电机、单片机、上位机，所述方法：首先，利用光源对生物芯片进行荧光激发，经由单片机控制电机调整成像镜头的焦距至初始位置，而后利用上位机对CCD相机经成像镜头采集的生物芯片的荧光图像进行粗调焦图像清晰度评价及细调焦图像清晰度评价，实现对成像镜头的焦距进行粗调及细调，从而完成成像镜头焦距的调整。

2.根据权利要求1所述的一种CCD生物芯片荧光扫描仪的自动调焦方法，其特征在于：所述所述电机通过传动皮带带动成像镜头旋转，以实现成像镜头焦距的调整。

3.根据权利要求1所述的一种CCD生物芯片荧光扫描仪的自动调焦方法，其特征在于：该方法具体实现步骤如下：

S1、放置生物芯片，并利用光源对其进行荧光激发，通过单片机控制电机将成像镜头的焦距调整至初始位置；

S2、粗调焦距：通过单片机控制电机将成像镜头进行焦距的粗调，在每次粗调结束时利用CCD相机通过成像镜头采集生物芯片荧光图像，并将荧光图像传输到上位机；上位机接收到荧光图像后，采用每幅图中单个荧光点的荧光像素比例p作为粗调焦图像清晰度评价函数，并对所有荧光图像进行清晰度计算，而后将成像镜头的焦距调整到p值最大的图像所对应的焦距位置；

S3、细调焦距：在粗调焦距完成后，在粗调焦距结果焦距的周围范围，通过单片机控制电机将成像镜头进行焦距的细调，在每次细调结束时利用CCD相机通过成像镜头采集生物芯片荧光图像，并将荧光图像传输到上位机，上位机采用每幅图像的荧光点阵总信噪比SNR_T作为细调焦图像清晰度评价函数对图像进行清晰度计算，最终将成像镜头的焦距调整到SNR_T值最大的图像所对应的焦距位置。

4.根据权利要求3所述的一种CCD生物芯片荧光扫描仪的自动调焦方法，其特征在于：所述步骤S2中，荧光点的荧光像素比例p可表示为：

其中，y表示图中红色圆圈内荧光像素点的个数，T则表示整张图片的总像素个数。

5.根据权利要求3所述的一种CCD生物芯片荧光扫描仪的自动调焦方法，其特征在于：所述步骤S3中，光点阵总信噪比SNR_T的公式为：

其中，S为荧光像素点区域的平均像素值，B为环形背景像素点区域的平均像素值，N为环形背景像素点的方差。