CN104991402B - 一种自动对焦的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自动对焦的装置及方法，其中自动对焦的装置通过第一激光器、第一光纤耦合器、第二激光器、第二光纤耦合器、第三光纤耦合器、单模光纤、准直元件、物镜、半透半反镜、中继镜、CCD/CMOS成像装置、第一光电探测器、第二光电探测器和控制器，来调整物镜的位置。本发明能够快速、精确地实现自动对焦，解决拍摄图片过程中多次操作、对焦速度慢的问题。

Description

一种自动对焦的装置及方法

技术领域

本发明涉及光学检测技术领域，尤其涉及一种自动对焦的装置及方法。

背景技术

在细胞的研究领域，细胞的实时观测是非常重要的环节，其中包括观测细胞的形态、分裂等来研究细胞的生长以及细胞的活动状况。

在实验室中，用来研究的细胞一般生长在培养盒的底面上，并且细胞在不断运动，其中细胞与培养盒的底面有折射率差，外界空气和培养盒底面也有折射率差，二者均容易造成反射，所以在观测细胞对细胞进行拍摄时，拍摄设备进行自动对焦需要准确而快速。

目前，拍摄设备自动对焦的方法主要是两种，一是连续拍摄多张图片，通过图像处理，对比每张图片的锐度、亮度和对比度，选取拍摄效果最好的一张图片；第二种是通过距离传感器，测量物体和镜头之间的距离，多次测距找到最佳位置。然而这两种方法都需要多次操作，对焦速度较慢。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动对焦的装置及方法，能够快速、精确地实现自动对焦，解决拍摄图片过程中多次操作、对焦速度慢的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种自动对焦的装置，包括：

第一激光器，用于发射第一探测光束；

第一光纤耦合器，用于对第一探测光束进行耦合处理；

第二激光器，用于发射第二探测光束，其中，第二探测光束与第一探测光束的波长不同；

第二光纤耦合器，用于对第二探测光束进行耦合处理；

第三光纤耦合器，用于对第一探测光束和第二探测光束进行组合；

准直元件，用于将第一探测光束和第二探测光束进行准直处理；

单模光纤，用于对组合后的第一探测光束进行传输；

物镜，用于将第一探测光束和第二探测光束分别会聚在待测细胞培养盒中的固液分界面上；

半透半反镜，用于将固液分界面反射回的第一探测光束分束成为第一返回光束和第二返回光束、以及将固液分界面反射回的第二探测光束分束成为第三返回光束和第四返回光束；

中继镜，用于对第一返回光束和第三返回光束分别进行校正和聚焦处理；

CCD/CMOS成像装置，用于接收第一返回光束和第三返回光束，分别形成第一光斑和第二光斑；

第一光电探测器，用于接收第二返回光束，将光信号转换成第一电信号，并将第一电信号发送给控制器；

第二光电探测器，用于接收第四返回光束，将光信号转换成第二电信号，并将第二电信号发送给控制器；

控制器，用于记录并分析第一电信号和第二电信号，并根据记录的第一电信号、第二电信号以及预设的待测细胞的最佳成像面与固液分界面之间的距离，调整物镜。

第二方面，本发明还提供了一种自动对焦的装置，包括：

第一滤光片，用于对第一探测光束进行过滤；

反射镜，用于对第一探测光束进行反射，以使第一探测光束进入第三滤光片；

第二激光器，用于发射第二探测光束，其中，第二探测光束与第一探测光束的波长不同；

第二滤光片，用于对第二探测光束进行过滤；

第三滤光片，用于第一探测光束和第二探测光束进行组合；

单模光纤，用于对组合后的第一探测光束进行传输；

准直元件，用于将第一探测光束和第二探测光束进行准直处理；

物镜，用于将第一探测光束和第二探测光束分别会聚在待测细胞培养盒中的固液分界面上；

半透半反镜，用于将固液分界面反射回的第一探测光束分束成为第一返回光束和第二返回光束、以及将固液分界面反射回的第二探测光束分束成为第三返回光束和第四返回光束；

中继镜，用于对第一返回光束和第三返回光束分别进行校正和聚焦处理；

CCD/CMOS成像装置，用于接收第一返回光束和第三返回光束，分别形成第一光斑和第二光斑；

第一光电探测器，用于接收第二返回光束，将光信号转换成第一电信号，并将第一电信号发送给控制器；

第二光电探测器，用于接收第四返回光束，将光信号转换成第二电信号，并将第二电信号发送给控制器；

控制器，用于记录并分析第一电信号和第二电信号，并根据记录的第一电信号、第二电信号以及预设的待测细胞的最佳成像面与固液分界面之间的距离，调整物镜。

第三方面，本发明又提供了一种自动对焦的方法，包括：

通过第一激光器和第二激光器分别发射第一探测光束和第二探测光束；

通过第一光纤耦合器和第二光纤耦合器分别将第一探测光束和第二探测光束分别进行耦合处理；

通过第三光纤耦合器对第一探测光束和第二探测光束进行组合；

通过单模光纤，用于对组合后的第一探测光束进行传输；

通过准直元件将第一探测光束和第二探测光束进行准直处理；其中，第一探测光束和第二探测光束的波长不同；

通过物镜将第一探测光束和第二探测光束分别会聚在待测细胞培养盒中的固液分界面上；

通过半透半反镜将固液分界面反射回的第一探测光束分束成为第一返回光束和第二返回光束、以及将固液分界面反射回的第二探测光束分束成为第三返回光束和第四返回光束；

通过中继镜用于对第一返回光束和第三返回光束分别进行校正和聚焦处理；

通过CCD/CMOS成像装置接收第一返回光束和第三返回光束，分别形成第一光斑和第二光斑；

通过第一光电探测器接收第二返回光束，将光信号转换成第一电信号，并将第一电信号发送给控制器；

通过第二光电探测器接收第四返回光束，将光信号转换成第二电信号，并将第二电信号发送给控制器；

通过控制器记录并分析第一电信号和第二电信号，并根据记录的第一电信号、第二电信号以及预设的待测细胞的最佳成像面与固液分界面之间的距离，调整物镜。

第四方面，本发明还提供了一种自动对焦的方法，包括：

通过第一激光器和第二激光器分别发射第一探测光束和第二探测光束；

通过第一滤光片对第一探测光束进行过滤，并通过反射镜对第一探测光束进行反射，以使第一探测光束进入第三滤光片；

通过第二滤光片将第二探测光束进行过滤；

通过第三滤光片对第一探测光束和第二探测光束进行组合；

通过单模光纤，用于对组合后的第一探测光束进行传输；

通过准直元件将第一探测光束和第二探测光束进行准直处理；其中，第一探测光束和第二探测光束的波长不同；

通过物镜将第一探测光束和第二探测光束分别会聚在待测细胞培养盒中的固液分界面上；

通过半透半反镜将固液分界面反射回的第一探测光束分束成为第一返回光束和第二返回光束、以及将固液分界面反射回的第二探测光束分束成为第三返回光束和第四返回光束；

通过中继镜用于对第一返回光束和第三返回光束分别进行校正和聚焦处理；

通过CCD/CMOS成像装置接收第一返回光束和第三返回光束，分别形成第一光斑和第二光斑；

通过第一光电探测器接收第二返回光束，将光信号转换成第一电信号，并将第一电信号发送给控制器；

通过第二光电探测器接收第四返回光束，将光信号转换成第二电信号，并将第二电信号发送给控制器；

通过控制器记录并分析第一电信号和第二电信号，并根据记录的第一电信号、第二电信号以及预设的待测细胞的最佳成像面与固液分界面之间的距离，调整物镜。

本发明的有益效果为：本发明的一种自动对焦的装置通过第一激光器、第一光纤耦合器、第二激光器、第二光纤耦合器、第三光纤耦合器、单模光纤、准直元件、物镜、半透半反镜、中继镜、CCD/CMOS成像装置、第一光电探测器、第二光电探测器和控制器，来调整物镜。本发明实施例能够快速、精确地实现自动对焦，解决拍摄图片过程中多次操作、对焦速度慢的问题。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明实施例一提供的一种自动对焦的装置的结构框图；

图2是本发明实施例一提供的第一探测光束和第二探测光束形成的光强P和物镜的焦点的位置的关系图；

图3是本发明实施例二提供的一种自动对焦的装置的结构框图；

图4是本发明实施例三提供的一种自动对焦的方法的流程图；

图5是本发明实施例四提供的一种自动对焦的方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的一种自动对焦的装置的结构框图；如图1所示，所述装置包括：第一激光器101、第一光纤耦合器102、第二激光器103、第二光纤耦合器104、第三光纤耦合器105、单模光纤106、准直元件107、物镜108、半透半反镜109、中继镜110、CCD/CMOS成像装置111、第一光电探测器112、第二光电探测器113和控制器114。

其中，第一激光器101，用于发射第一探测光束。

第一光纤耦合器102，用于对第一探测光束进行耦合处理。

第二激光器103，用于发射第二探测光束，其中，第二探测光束与第一探测光束的波长不同。

第二光纤耦合器104，用于对第二探测光束进行耦合处理。

第三光纤耦合器105，用于对第一探测光束和第二探测光束进行组合。

单模光纤106，用于对组合后的第一探测光束进行传输；其中单模光纤可采用FC/PC或FC/APC的连接头；FC/PC连接头的光纤出光面为平面，FC/APC连接头的光纤出光面为斜面。

准直元件107，用于将第一探测光束和第二探测光束进行准直处理；其中，所述准直元件为有色差的准直镜或扩束镜。

物镜108，用于将第一探测光束和第二探测光束分别会聚在待测细胞培养盒中的固液分界面上。

半透半反镜109，用于将固液分界面反射回的第一探测光束分束成为第一返回光束和第二返回光束、以及将固液分界面反射回的第二探测光束分束成为第三返回光束和第四返回光束；其中，半透半反镜还可以为滤光片、偏振片、分光片或分光镜。

中继镜110，用于对第一返回光束和第三返回光束分别进行校正和聚焦处理。

CCD/CMOS成像装置111，用于接收第一返回光束和第三返回光束，分别形成第一光斑和第二光斑。

第一光电探测器112，用于接收第二返回光束，将光信号转换成第一电信号，并将第一电信号发送给控制器114。

第二光电探测器113，用于接收第四返回光束，将光信号转换成第二电信号，并将第二电信号发送给控制器114。

控制器114，用于记录并分析第一电信号和第二电信号；并根据记录的第一电信号、第二电信号以及预设的待测细胞100的最佳成像面与固液分界面之间的距离，调整物镜108。

在上述实施例的基础上，所述的半透半反镜109，还用于对第一探测光束和第二探测光束进行反射，使第一探测光束和第二探测光束进入物镜108。

上述装置工作的过程如下：如图1所示，第一激光器101和第二激光器103同时分别发射出第一探测光束和第二探测光束，其中，第一探测光束和第二探测光束的波长不同，分别经第一光纤耦合器102和第二光纤耦合器耦合104处理，经第三光纤耦合器105进行组合后，通过单模光纤106传输，经准直元件107，将第一探测光束和第二探测光束进行准直处理。

然后，第一探测光束和第二探测光束经过半透半反镜109的反射进入物镜108，通过物镜108将第一探测光束和第二探测光束分别会聚在待测细胞培养盒的固液分界面上：具体的，通过物镜108使第一探测光束首先会聚在固液分界面上，固液分界面将第一探测光束进行反射，经过半透半反镜109后，反射回来的第一探测光束分束成第一返回光束和第二返回光束，第一返回光束经中继镜110，在CCD/CMOS成像装置111上形成第一光斑；第二返回光束被第一光电探测器112接收；第一光电探测器112将光信号转换成第一电信号发送给控制器114；控制器114对第一电信号进行记录和分析，调整物镜108的位置，使第二探测光束会聚在固液分界面上。

固液分界面反射回的第二探测光束经半透半反镜109分束成为第三返回光束和第四返回光束，第三返回光束经中继镜110在CCD/CMOS成像装置111上形成第二光斑；第四返回光束被第二光电探测器113接收，并将光信号转换成第二电信号发送给控制器114，控制器114第二电信号进行记录和分析，并根据记录的第一电信号和第二电信号，调整物镜108，使物镜108的焦点在固液分界面上，再根据预设的待测细胞100的最佳成像面与固液分界面之间的距离，调整物镜108，使物镜108的焦点在待测细胞最佳成像面上。

具体的，第一电信号和第二电信号分别反应了第一探测光束和第二探测光束的光强与物镜焦点位置之间的关系。图2示出了第一探测光束和第二探测光束形成的光强P和物镜的焦点的位置的关系图；其中，P轴为光强，Z轴为物镜的高度。如图2所示，当第一探测光束和第二探测通过物镜后分别会聚在固液分界面上时，控制器上分别记录了对应第一探测光束和第二探测光束的光强的峰值，峰值分别为P1和P2。移动物镜，使第一探测光束的光强P1和第二探测光束的光强P2相等时，物镜的焦点在固液分界面上(当物镜的焦点位于Z0的位置时，物镜的焦点在固液分界面上)。最后，控制器控制调整物镜的位置，根据预设的待测细胞的最佳成像面与固液分界面之间的距离，使物镜的焦点在最佳成像面上。

在上述实施例的基础上，第一探测光束的光强P1和第二探测光束的光强P2还可以成其他比例，通过判断P1和P2的比例关系，来调整物镜的位置。如图2所示，当P1小于P2的时候，物镜的高度需要增加。

在上述实施例的基础上，还可以通过调整第一探测光束和第二探测光束的波长和色差的参数，可以使Z0的参数就是最佳成像面的位置，即预先将Z0的位置加入了固液分界面和最佳成像面之间的距离，使Z0的位置是物镜的焦点在最佳成像面的位置。

在本实施例中，所述最佳成像面指细胞上的最佳成像的平面；固液分界面是指放置细胞的培养盒的底部与液体的分界面。

本发明实施例提供了一种自动对焦的装置，该装置通过第一激光器、第一光纤耦合器、第二激光器、第二光纤耦合器、第三光纤耦合器、单模光纤、准直元件、物镜、半透半反镜、中继镜、CCD/CMOS成像装置、第一光电探测器、第二光电探测器和控制器，来调整物镜的位置，能够快速、精确地实现自动对焦，解决拍摄图片过程中多次操作、对焦速度慢的问题。

实施例二

图3是本发明实施例二提供的一种自动对焦的装置的结构框图；如图3所示，在上述实施例的基础上，所述第一光纤耦合器、第二光纤耦合器以及第三光纤耦合器分别替换成第一滤光片、第二滤光片以及第三滤光片。

在上述实施例的基础上，所述的装置还包括：反射镜，用于对第一探测光束进行反射，以使第一探测光束进入第三滤光片。

相应的，如图3所示，上述的装置包括：第一激光器301、第一滤光片302、反射镜303、第二激光器304、第二滤光片305、第三滤光片306、单模光纤307、准直元件308、物镜309、半透半反镜310、中继镜311、CCD/CMOS成像装置312、第一光电探测器313、第二光电探测器314和控制器315。

其中，第一激光器301，用于发射第一探测光束；

第一滤光片302，用于对第一探测光束进行过滤；

反射镜303，用于对第一探测光束进行反射，以使第一探测光束进入第三滤光片306；

第二激光器304，用于发射第二探测光束，其中，第二探测光束与第一探测光束的波长不同；

第二滤光片305，用于对第二探测光束进行过滤；

第三滤光片306，用于对第一探测光束和第二探测光束进行组合；

单模光纤307，用于对组合后的第一探测光束进行传输；

准直元件308，用于将第一探测光束和第二探测光束进行准直处理；所述准直元件为有色差的准直镜或扩束镜；

物镜309，用于将第一探测光束和第二探测光束分别会聚在待测细胞培养盒中的固液分界面上；

半透半反镜310，用于将固液分界面反射回的第一探测光束分束成为第一返回光束和第二返回光束、以及将固液分界面反射回的第二探测光束分束成为第三返回光束和第四返回光束；所述半透半反镜可以为滤光片、偏振片、分光片或分光镜；

中继镜311，用于对第一返回光束和第三返回光束分别进行校正和聚焦处理；

CCD/CMOS成像装置312，用于接收第一返回光束和第三返回光束，分别形成第一光斑和第二光斑；

第一光电探测器313，用于接收第二返回光束，将光信号转换成第一电信号，并将第一电信号发送给控制器315；

第二光电探测器314，用于接收第四返回光束，将光信号转换成第二电信号，并将第二电信号发送给控制器315；

控制器315，用于记录并分析第一电信号和第二电信号，并根据记录的第一电信号、第二电信号以及预设的待测细胞300的最佳成像面与固液分界面之间的距离，调整物镜309。

在本实施例中，控制器调整物镜的过程与实施例一相同，不再累述。

本实施例二在实施例一的基础上，将所述第一光纤耦合器、第二光纤耦合器以及第三光纤耦合器分别替换成第一滤光片、第二滤光片以及第三滤光片，并增加了反射镜光学元件，能够快速、精确地实现自动对焦，解决拍摄图片过程中多次操作、对焦速度慢的问题。

实施例三

图4是本发明实施例三提供的一种自动对焦的方法流程图，该方法通过上述实施例一中的自动对焦的装置来执行，在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤，在一些替换实现方式中，所提到的功能/动作可以按照不同于附图中标示的顺序发生。举例来说，取决于所涉及的功能/动作，相继示出的各幅图实际上可以基本上同时执行或者有时可以按照相反的顺序来执行。如图4所示，所述的方法包括：

S401：通过第一激光器和第二激光器分别发射第一探测光束和第二探测光束。

S402：通过第一光纤耦合器和第二光纤耦合器分别将第一探测光束和第二探测光束分别进行耦合处理，并通过第三光纤耦合器对第一探测光束和第二探测光束进行组合。

S403：通过单模光纤，用于对组合后的第一探测光束进行传输。

S404：通过准直元件将第一探测光束和第二探测光束进行准直处理；其中，第一探测光束和第二探测光束的波长不同。

S405：通过半透半反镜将第一探测光束和第二探测光束进行反射，使第一探测光束和第二探测光束，分别进入物镜。

S406：通过物镜将第一探测光束和第二探测光束分别会聚在待测细胞培养盒中的固液分界面上。

S407：通过半透半反镜将固液分界面反射回的第一探测光束分束成为第一返回光束和第二返回光束、以及将固液分界面反射回的第二探测光束分束成为第三返回光束和第四返回光束。

S408：通过中继镜用于对第一返回光束和第三返回光束分别进行校正和聚焦处理。

S409：通过CCD/CMOS成像装置接收第一返回光束和第三返回光束，分别形成第一光斑和第二光斑。

S410：通过第一光电探测器接收第二返回光束，将光信号转换成第一电信号，并将第一电信号发送给控制器。

S411：通过第二光电探测器接收第四返回光束，将光信号转换成第二电信号，并将第二电信号发送给控制器。

S412：通过控制器记录并分析第一电信号和第二电信号，并根据记录的第一电信号、第二电信号以及预设的待测细胞的最佳成像面与固液分界面之间的距离，调整物镜。

本发明实施例一提供了一种自动对焦的方法，该方法能够通过第一激光器、第一光纤耦合器、第二激光器、第二光纤耦合器、第三光纤耦合器、单模光纤、准直元件、物镜、半透半反镜、中继镜、CCD/CMOS成像装置、第一光电探测器、第二光电探测器和控制器，调整物镜的位置。本发明实施例能够快速、精确地实现自动对焦，解决拍摄图片过程中多次操作、对焦速度慢的问题。

实施例四

图5是本发明实施例四提供的一种自动对焦的方法流程图，该方法通过上述实施例二中的自动对焦的装置来执行。如图5所示，所述方法包括：

S501：通过第一激光器和第二激光器分别发射第一探测光束和第二探测光束。

S502：通过第一滤光片对第一探测光束进行过滤，并通过反射镜对第一探测光束进行反射，以使第一探测光束进入第三滤光片。

S503：通过第二滤光片将第二探测光束进行过滤；并通过第三滤光片对第一探测光束和第二探测光束进行组合。

S504：通过单模光纤，用于对组合后的第一探测光束进行传输。

S505：通过准直元件将第一探测光束和第二探测光束进行准直处理；其中，第一探测光束和第二探测光束的波长不同。

S506：通过半透半反镜将第一探测光束和第二探测光束进行反射，使第一探测光束和第二探测光束，分别进入物镜。

S507：通过物镜将第一探测光束和第二探测光束分别会聚在待测细胞培养盒中的固液分界面上。

S508：通过半透半反镜将固液分界面反射回的第一探测光束分束成为第一返回光束和第二返回光束、以及将固液分界面反射回的第二探测光束分束成为第三返回光束和第四返回光束。

S509：通过中继镜用于对第一返回光束和第三返回光束分别进行校正和聚焦处理。

S510：通过CCD/CMOS成像装置接收第一返回光束和第三返回光束，分别形成第一光斑和第二光斑。

S511：通过第一光电探测器接收第二返回光束，将光信号转换成第一电信号，并将第一电信号发送给控制器；

S512：通过第二光电探测器接收第四返回光束，将光信号转换成第二电信号，并将第二电信号发送给控制器；

S513：通过控制器记录并分析第一电信号和第二电信号，并根据记录的第一电信号、第二电信号以及预设的待测细胞的最佳成像面与固液分界面之间的距离，调整物镜。

本实施例四提供的一种自动对焦的方法，该方法能够通过第一激光器、第一滤光片、反射镜、第二激光器、第二滤光片、第三滤光片、单模光纤、准直元件、物镜、半透半反镜、中继镜、CCD/CMOS成像装置、第一光电探测器、第二光电探测器和控制器，调整物镜的位置。本发明实施例能够快速、精确地实现自动对焦，解决拍摄图片过程中多次操作、对焦速度慢的问题。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (7)

1.一种自动对焦的装置，其特征在于，包括：

第一激光器，用于发射第一探测光束；

第一光纤耦合器，用于对第一探测光束进行耦合处理；

第二激光器，用于发射第二探测光束，其中，第二探测光束与第一探测光束的波长不同；

第二光纤耦合器，用于对第二探测光束进行耦合处理；

第三光纤耦合器，用于对第一探测光束和第二探测光束进行组合；

单模光纤，用于对组合后的第一探测光束进行传输；

准直元件，用于将第一探测光束和第二探测光束进行准直处理；

物镜，用于将第一探测光束和第二探测光束分别会聚在待测细胞培养盒中的固液分界面上；

半透半反镜，用于将固液分界面反射回的第一探测光束分束成为第一返回光束和第二返回光束、以及将固液分界面反射回的第二探测光束分束成为第三返回光束和第四返回光束；

中继镜，用于对第一返回光束和第三返回光束分别进行校正和聚焦处理；

CCD/CMOS成像装置，用于接收第一返回光束和第三返回光束，分别形成第一光斑和第二光斑；

第一光电探测器，用于接收第二返回光束，将光信号转换成第一电信号，并将第一电信号发送给控制器；

第二光电探测器，用于接收第四返回光束，将光信号转换成第二电信号，并将第二电信号发送给控制器；

控制器,用于记录以及分析第一电信号和第二电信号，根据第一电信号的强度以及第二电信号的强度调节物镜位置，以使物镜的焦点在固液分界面上，并根据预设的待测细胞的最佳成像面与固液分界面之间的距离，调节物镜的位置以使物镜的焦点在待测细胞的最佳成像面上；

其中，第一电信号和第二电信号反应了第一探测光束和第二探测光束的光强与物镜焦点位置之间的关系。

2.一种自动对焦的装置，其特征在于，包括：

第一激光器，用于发射第一探测光束；

第一滤光片，用于对第一探测光束进行过滤；

反射镜，用于对第一探测光束进行反射，以使第一探测光束进入第三滤光片；

第二激光器，用于发射第二探测光束，其中，第二探测光束与第一探测光束的波长不同；

第二滤光片，用于对第二探测光束进行过滤；

第三滤光片，用于对第一探测光束和第二探测光束进行组合；

单模光纤，用于对组合后的第一探测光束进行传输；

准直元件，用于将第一探测光束和第二探测光束进行准直处理；

物镜，用于将第一探测光束和第二探测光束分别会聚在待测细胞培养盒中的固液分界面上；

半透半反镜，用于将固液分界面反射回的第一探测光束分束成为第一返回光束和第二返回光束、以及将固液分界面反射回的第二探测光束分束成为第三返回光束和第四返回光束；

中继镜，用于对第一返回光束和第三返回光束分别进行校正和聚焦处理；

CCD/CMOS成像装置，用于接收第一返回光束和第三返回光束，分别形成第一光斑和第二光斑；

第一光电探测器，用于接收第二返回光束，将光信号转换成第一电信号，并将第一电信号发送给控制器；

第二光电探测器，用于接收第四返回光束，将光信号转换成第二电信号，并将第二电信号发送给控制器；

控制器,用于记录以及分析第一电信号和第二电信号，根据第一电信号的强度以及第二电信号的强度调节物镜位置，以使物镜的焦点在固液分界面上，并根据预设的待测细胞的最佳成像面与固液分界面之间的距离，调节物镜的位置以使物镜的焦点在待测细胞的最佳成像面上；

其中，第一电信号和第二电信号反应了第一探测光束和第二探测光束的光强与物镜焦点位置之间的关系。

3.根据权利要求1或2所述装置，其特征在于，所述半透半反镜，还用于将第一探测光束和第二探测光束进行反射，使第一探测光束和第二探测光束，分别进入物镜。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述准直元件为有色差的准直镜或扩束镜。

5.一种自动对焦的方法，其特征在于，包括：

通过第一激光器和第二激光器分别发射第一探测光束和第二探测光束；

通过第一光纤耦合器和第二光纤耦合器分别将第一探测光束和第二探测光束分别进行耦合处理；

通过第三光纤耦合器对第一探测光束和第二探测光束进行组合；

通过单模光纤，用于对组合后的第一探测光束进行传输；

通过准直元件将第一探测光束和第二探测光束进行准直处理；其中，第二探测光束和第一探测光束的波长不同；

通过物镜将第一探测光束和第二探测光束分别会聚在待测细胞培养盒中的固液分界面上；

通过半透半反镜将固液分界面反射回的第一探测光束分束成为第一返回光束和第二返回光束、以及将固液分界面反射回的第二探测光束分束成为第三返回光束和第四返回光束；

通过中继镜用于对第一返回光束和第三返回光束分别进行校正和聚焦处理；

通过CCD/CMOS成像装置接收第一返回光束和第三返回光束，分别形成第一光斑和第二光斑；

通过第一光电探测器接收第二返回光束，将光信号转换成第一电信号，并将第一电信号发送给控制器；

通过第二光电探测器接收第四返回光束，将光信号转换成第二电信号，并将第二电信号发送给控制器；

通过控制器记录以及分析第一电信号和第二电信号，根据第一电信号的强度以及第二电信号的强度调节物镜位置，以使物镜的焦点在固液分界面上，并根据预设的待测细胞的最佳成像面与固液分界面之间的距离，调节物镜的位置以使物镜的焦点在待测细胞的最佳成像面上；

其中，第一电信号和第二电信号反应了第一探测光束和第二探测光束的光强与物镜焦点位置之间的关系。

6.一种自动对焦的方法，其特征在于，包括：

通过第一激光器和第二激光器分别发射第一探测光束和第二探测光束；

通过第一滤光片对第一探测光束进行过滤，并通过反射镜对第一探测光束进行反射，以使第一探测光束进入第三滤光片；

通过第二滤光片将第二探测光束进行过滤；

通过第三滤光片对第一探测光束和第二探测光束进行组合；

通过单模光纤，用于对组合后的第一探测光束进行传输；

通过准直元件将第一探测光束和第二探测光束进行准直处理；其中，第一探测光束和第二探测光束的波长不同；

通过物镜将第一探测光束和第二探测光束分别会聚在待测细胞培养盒中的固液分界面上；

通过半透半反镜将固液分界面反射回的第一探测光束分束成为第一返回光束和第二返回光束、以及将固液分界面反射回的第二探测光束分束成为第三返回光束和第四返回光束；

通过中继镜用于对第一返回光束和第三返回光束分别进行校正和聚焦处理；

通过CCD/CMOS成像装置接收第一返回光束和第三返回光束，分别形成第一光斑和第二光斑；

通过第一光电探测器接收第二返回光束，将光信号转换成第一电信号，并将第一电信号发送给控制器；

通过第二光电探测器接收第四返回光束，将光信号转换成第二电信号，并将第二电信号发送给控制器；

通过控制器记录以及分析第一电信号和第二电信号，根据第一电信号的强度以及第二电信号的强度调节物镜位置，以使物镜的焦点在固液分界面上，并根据预设的待测细胞的最佳成像面与固液分界面之间的距离，调节物镜的位置以使物镜的焦点在待测细胞的最佳成像面上；

其中，第一电信号和第二电信号反应了第一探测光束和第二探测光束的光强与物镜焦点位置之间的关系。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，通过物镜将第一探测光束和第二探测光束分别会聚在待测细胞培养盒中的固液分界面上之前，包括：

通过半透半反镜将第一探测光束和第二探测光束进行反射，使第一探测光束和第二探测光束，分别进入物镜。