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自动对焦显微镜对焦的原理和方法

来源:  发布时间:2018-11-22   点击量:373

光学成像的基本原理

上图显示了光学成像的基本原理。自动对焦显微镜理想成像时,在聚焦时,物体上的一个点在成像平面上聚成一个点,此时的成像平面又称为聚焦平面。若成像平面距镜头的距离不是v而是s,那么该物体点在成像平面上不是聚成一个点,而是扩散成具有半径为舶勺圆形光斑,这样图像就变得模糊。成像平面距聚焦平面的距离:一v越大,散焦程度越大,R也就越大,图像就越模糊。可用式表示:

自动对焦显微镜的理想成像系统的点扩展函数PSF(Point Spread Function)h(x,y)可以用以下公式表示:

自动对焦显微镜对焦的原理和方法

自动对焦显微镜的光学传递函数反映成像系统对物体不同频率成分的传递能力。其传递效果是频率不变但对比度下降,相位发生推移,并在某一频率处截止,即对比度为零。

根据以上分析可知,光学成像系统等价于一个低通滤波器,不同的离焦情况下滤波器对应的截止频率不同。对焦愈准确,截止频率愈高;离焦量愈大,则截止频率愈低。此时空域上表现为点光源成像后形成的一定大小的模糊圆,相邻的像素相互影像,频域上表现为高频分量流失造成的图像细节模糊。

所谓自动对焦,就是用某种手段使光学成像系统成像时进行自动调节使图像探测器位于理想成像位置上。随着现代成像系统逐渐向智能化的方向发展,自动对焦技术已成为成像系统中必不可少的一个部分。


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