[发明专利]一种基于光强梯度数的自动对焦测量方法

说明书

本发明提出了一种基于光强梯度数的自动对焦测量方法，利用了PSF函数的图像特性并用拟合函数进行了拟合，对不同离焦量下的光点图像利用拟合函数进行拟合，并求一阶导函数；将一阶导函数的极值做差，可得到离焦量—导函数极值差的函数曲线；将离焦量—导函数极值差的函数曲线，利用拟合函数进行拟合；得到标定好的离焦量—导函数极值差函数，通过找寻不同离焦量下所拟合高斯函数存在一阶导函数极值差存在差异的特性，绘制出离焦量—一阶导函数极值差的函数曲线，提高了对焦的精准性，并实现了快速对焦，同时也提高了普适性。

技术领域

本发明涉及对焦领域领域，特别是指一种基于光强梯度数的自动对焦测量方法。

背景技术

目前，现有的显微对焦方法多从图像模糊度出发，通过判断图像的边缘模糊程度或图像光斑的边缘大小，确定相机是否对焦。该类方法在需要高精度测量的场景下具有很大的局限性，其中模糊程度没有明确的定义会降低测量系统的精准度，其次光斑边缘大小会受到人为主观阈值分割的影响。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种基于光强梯度数的自动对焦测量方法，通过找寻不同离焦量下所拟合高斯函数存在一阶导函数极值差存在差异的特性，绘制出离焦量—一阶导函数极值差的函数曲线，提高了对焦的精准性，并实现了快速对焦。

本发明采用如下技术方案：

一种基于光强梯度数的自动对焦测量方法，包括：基于光强梯度数的自动对焦测量系统，包括：

光源用于发射激光；矫直透镜组将发射激光矫平，使呈现水平平行光射出；半透半反透镜将水平平行光中的入射光反射、测量光透射；物镜用于测量被测物体，汇聚透镜用于将测量光汇聚，感光器件用于成像；

测量方法包括校准阶段和测量阶段；

其中校准阶段包括：

将与被测样品材料属性一致的标定样品放置在物镜的载物台上，载物台在焦面阈值距离内进行焦前和焦后的光点图像采集，得到不同离焦量下的光点图像；

对不同离焦量下的光点图像利用拟合函数进行拟合，并求一阶导函数；

将一阶导函数的极值做差，可得到离焦量—导函数极值差的函数曲线；

将离焦量—导函数极值差的函数曲线，利用拟合函数进行拟合；得到标定好的离焦量—导函数极值差函数；其中，离焦量—导函数极值差函数自变量为离焦距离，因变量为离焦量—导函数极值差；

测量阶段包括：

将被测物体放置在物镜的载物台上，载物台驱动被测物体进行移动，感光器件对移动过程中的移动前后两个位置进行拍照，并记录载物台移动方向和坐标位置；

对所采集的移动前后两个位置的两幅光点图片进行高斯函数拟合，并求取一阶导数；

根据所得的两个一阶导函数极值差代入标定好的离焦量—导函数极值差函数，并根据载物台移动方向和坐标位置，计算离焦量，即移动载物台完成自动对焦。

具体地，所述光源为点光源或平行光源。

具体地，感光器件为相机。

具体地，拟合函数包括但不限于高斯函数、柯西函数或高斯—柯西函数。

由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明提出了一种基于光强梯度数的自动对焦测量方法，通过找寻不同离焦量下所拟合高斯函数存在一阶导函数极值差存在差异的特性，绘制出离焦量—一阶导函数极值差的函数曲线，提高了对焦的精准性，并实现了快速对焦，同时也提高了普适性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的系统光路架构图；