CN105744166B - 图像扫描时的自动聚焦装置及其自动聚焦方法 - Google Patents

图像扫描时的自动聚焦装置及其自动聚焦方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105744166B
CN105744166B CN201610141231.3A CN201610141231A CN105744166B CN 105744166 B CN105744166 B CN 105744166B CN 201610141231 A CN201610141231 A CN 201610141231A CN 105744166 B CN105744166 B CN 105744166B
Authority
CN
China
Prior art keywords
image
platform
autofocus
camera lens
imaging sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610141231.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105744166A (zh
Inventor
伍祥辰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou Ruiqian Technology Co., Ltd
Original Assignee
Suzhou Rui Qian Medical Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou Rui Qian Medical Technology Co Ltd filed Critical Suzhou Rui Qian Medical Technology Co Ltd
Priority to CN201610141231.3A priority Critical patent/CN105744166B/zh
Publication of CN105744166A publication Critical patent/CN105744166A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105744166B publication Critical patent/CN105744166B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/67—Focus control based on electronic image sensor signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/54—Mounting of pick-up tubes, electronic image sensors, deviation or focusing coils
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/64—Computer-aided capture of images, e.g. transfer from script file into camera, check of taken image quality, advice or proposal for image composition or decision on when to take image
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/95—Computational photography systems, e.g. light-field imaging systems
    • H04N23/951—Computational photography systems, e.g. light-field imaging systems by using two or more images to influence resolution, frame rate or aspect ratio

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)

Abstract

本发明公开了一种图像扫描时的自动聚焦装置，包括平台(1)、镜头(2)、压电陶瓷设备(3)以及图像采集设备(4)，所述的图像采集设备(4)中设置一个成像传感器。本发明还公开了上述装置相关的方法。采用上述技术方案，利用计算机数据处理、压电陶瓷调节装置及一个成像传感器，用三幅聚焦于不同焦平面的图像的清晰度来判定是否已经聚焦，对不平度较大的被检测物体影像进行快速、实时、自动地聚焦，提高其图像的清晰度，其体积很小，成本较低。

Description

图像扫描时的自动聚焦装置及其自动聚焦方法
技术领域
本发明属于光学影像的技术领域，涉及数字图像处理技术。更具体地，本发明涉及一种图像扫描时的自动聚焦装置。另外，本发明还涉及该装置的相关方法。
背景技术
一个光学检测系统的景深一般都会随着分辨率的增加而减小。
如图1所示，被检测的物体，如平板显示器、半导体晶圆或者是生物医学的切片本身的弯曲程度大于这个景深的时候，则就需要设计一个自动聚焦系统，在检测扫描时，使每一幅图像都保持清晰。
但是，在现有技术中，还缺乏相关的应用技术。
发明内容
本发明提供一种图像扫描时的自动聚焦装置，其目的是在检测扫描时，快速、实时、自动地实现聚焦。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
本发明的图像扫描时的自动聚焦装置，包括平台、镜头、压电陶瓷设备以及图像采集设备，所述的图像采集设备中设置一个成像传感器。
所述的图像扫描时的自动聚焦装置设置计算机处理系统和平台位置控制器，所述的平台位置控制器通过信号线路分别与所述的平台、计算机处理系统连接。
所述的图像扫描时的自动聚焦装置还设置镜头位置控制器，所述的镜头位置控制器通过信号线路分别与所述的压电陶瓷设备、计算机处理系统连接。
所述的成像传感器通过信号线路与所述的计算机处理系统连接。
为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的图像扫描时的自动聚焦装置的自动聚焦方法，其技术方案是：
在图像扫描过程中，镜头的焦距一直在沿着其轴线方向变动；
成像传感器在平台高速移动的状态下拍摄三张图像，切出平台平面投影上的位置重叠部分；
然后利用每幅图像的焦平面位置以及所对应的清晰度，算出下一幅图的焦平面位置；
通过镜头的位置调整，进行下一幅图片的聚焦；
以此类推，完成对被测物体的自动聚焦，提高图片的清晰度。
所述的镜头由压电陶瓷设备驱动。
所述的平台的扫描运动由所述的平台位置控制器控制。
本发明采用上述技术方案，利用计算机数据处理、压电陶瓷调节装置及一个成像传感器，用三幅聚焦于不同焦平面的图像的清晰度来判定是否已经聚焦，实现对不平度较大的被检测物体影像的快速、实时、自动地聚焦，提高其图像的清晰度，其体积很小，成本较低。
附图说明
附图所示内容及图中标记简要说明如下：
图1为被检测物体弯曲度大于景深的示意图；
图2为本发明的自动聚焦的原理图；
图3为本发明的装置结构示意图；
图4为本发明中各焦平面采图示意图。
图中标记为：
1、平台，2、镜头，3、压电陶瓷设备，4、图像采集设备，5、平台位置控制器，6、镜头位置控制器，7、计算机处理系统。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
如图3所示本发明的结构，为一种图像扫描时的自动聚焦装置，包括平台1(XYstage)、镜头2(lens)、压电陶瓷设备3(lens piezo)以及图像采集设备4。
为了解决现有技术存在的问题并克服其缺陷，实现在检测扫描时，快速、实时、自动地实现聚焦的发明目的，本发明采取的技术方案为：
如图3所示，本发明的图像扫描时的自动聚焦装置，所述的图像采集设备4中设置一个成像传感器，即相机(camera)。只用一个相机，高速串行采图。用三幅聚焦于不同焦平面的图像的清晰度来判定是否已经聚焦。
若没有聚焦，根据推算出来的聚焦位置来移动焦平面，以达到快速聚焦。
所述的图像扫描时的自动聚焦装置设置计算机处理系统7(PC)和平台位置控制器5(X/Y-Pos Controller)，所述的平台位置控制器5通过信号线路分别与所述的平台1、计算机处理系统7连接。平台1的位置按X、Y两个方向扫描。
所述的图像扫描时的自动聚焦装置还设置镜头位置控制器6(Z-PosController)，所述的镜头位置控制器6通过信号线路分别与所述的压电陶瓷设备3、计算机处理系统7连接。镜头2的位置按Z方向调节。
所述的成像传感器通过信号线路与所述的计算机处理系统7连接。
为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的图像扫描时的自动聚焦装置的自动聚焦方法，其技术方案是：
在图像扫描过程中，镜头2的焦距一直在沿着其轴线方向变动；
成像传感器在平台1高速移动的状态下拍摄三张图像，切出平台1平面投影上的位置重叠部分；
利用三幅不同焦平面的图像的z位置和图像对比度来算出理想聚焦位置。实现一步到位的自动聚焦。
然后利用每幅图像的焦平面位置以及所对应的清晰度，算出下一幅图的焦平面位置；
通过镜头2的位置调整，进行下一幅图片的聚焦；
以此类推，完成对被测物体的自动聚焦，提高图片的清晰度。
所述的镜头2由压电陶瓷设备3驱动。
所述的平台1的扫描运动由所述的平台位置控制器5控制。
具体地说：
如图4所示，在系统扫描时，单个镜头的焦距一直在上下变动(Z-1，Z0，Z+1)。相机在高速移动中状态下拍摄三张图像，切出X/Y位置重叠部分(图4中的两条竖直虚线划定部分)。然后利用每幅图像的焦平面位置Z--1(n)，Z0(n)，Z+1(n)以及所对应的清晰度，算出下一幅图的Z0(n+1)的位置。
通过机头(镜头)的上下调整，进行下一幅图片的聚焦。以此类推，完成对被测物体进行自动聚焦，提高图片的清晰度。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种应用图像扫描时的自动聚焦装置的自动聚焦方法,其特征在于：
图像扫描时的自动聚焦装置，包括平台(1)、镜头(2)、压电陶瓷设备(3)以及图像采集设备(4)；所述的图像采集设备(4)中设置一个成像传感器；所述的图像扫描时的自动聚焦装置设置计算机处理系统(7)、平台位置控制器(5)和镜头位置控制器(6)；所述的平台位置控制器(5)通过信号线路分别与所述的平台(1)、计算机处理系统(7)连接；所述的镜头位置控制器(6)通过信号线路分别与所述的压电陶瓷设备(3)、计算机处理系统(7)连接；所述的成像传感器通过信号线路与所述的计算机处理系统(7)连接；
在图像扫描过程中，镜头(2)的焦距一直在沿着其轴线方向变动；
成像传感器在平台(1)高速移动的状态下拍摄三张图像，切出平台(1)平面投影上的位置重叠部分；
然后利用每幅图像的焦平面位置以及所对应的清晰度，算出下一幅图的焦平面位置；
通过镜头(2)的位置调整,进行下一幅图片的聚焦；
以此类推，完成对被测物体的自动聚焦,提高图片的清晰度。
2.按照权利要求1所述的应用图像扫描时的自动聚焦装置的自动聚焦方法，其特征在于：所述的镜头(2)由压电陶瓷设备(3)驱动。
3.按照权利要求1所述的应用图像扫描时的自动聚焦装置的自动聚焦方法，其特征在于：所述的平台(1)的扫描运动由所述的平台位置控制器(5)控制。
CN201610141231.3A 2016-03-11 2016-03-11 图像扫描时的自动聚焦装置及其自动聚焦方法 Active CN105744166B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610141231.3A CN105744166B (zh) 2016-03-11 2016-03-11 图像扫描时的自动聚焦装置及其自动聚焦方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610141231.3A CN105744166B (zh) 2016-03-11 2016-03-11 图像扫描时的自动聚焦装置及其自动聚焦方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105744166A CN105744166A (zh) 2016-07-06
CN105744166B true CN105744166B (zh) 2019-05-10

Family

ID=56251645

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610141231.3A Active CN105744166B (zh) 2016-03-11 2016-03-11 图像扫描时的自动聚焦装置及其自动聚焦方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105744166B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106131431A (zh) * 2016-08-05 2016-11-16 畅索软件科技（上海）有限公司 一种自动对焦装置和拍摄装置
CN108989676B (zh) * 2018-07-27 2021-04-13 苏州睿仟科技有限公司 一种增加反射元件提高景深的自动聚焦装置及自动聚焦方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101710224A (zh) * 2009-12-10 2010-05-19 浙江大学 一种用于空间光学相机在轨自适应调焦的方法
CN102854615A (zh) * 2012-04-27 2013-01-02 麦克奥迪实业集团有限公司 一种对显微切片的全自动扫描系统及方法
CN202854052U (zh) * 2012-09-29 2013-04-03 肇庆中导光电设备有限公司 动态拍照装置及检测设备
EP2749993A2 (en) * 2012-12-28 2014-07-02 Samsung Electronics Co., Ltd Method of obtaining depth information and display apparatus
CN205622737U (zh) * 2016-03-11 2016-10-05 伍祥辰 一种图像扫描时的自动聚焦装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101710224A (zh) * 2009-12-10 2010-05-19 浙江大学 一种用于空间光学相机在轨自适应调焦的方法
CN102854615A (zh) * 2012-04-27 2013-01-02 麦克奥迪实业集团有限公司 一种对显微切片的全自动扫描系统及方法
CN202854052U (zh) * 2012-09-29 2013-04-03 肇庆中导光电设备有限公司 动态拍照装置及检测设备
EP2749993A2 (en) * 2012-12-28 2014-07-02 Samsung Electronics Co., Ltd Method of obtaining depth information and display apparatus
CN205622737U (zh) * 2016-03-11 2016-10-05 伍祥辰 一种图像扫描时的自动聚焦装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN105744166A (zh) 2016-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105744163B (zh) 一种基于深度信息跟踪对焦的摄像机及摄像方法
CN105791691B (zh) 一种自动聚焦装置及其实时自动聚焦方法
CN104181685B (zh) 基于显微镜的数字切片自动聚焦装置及其方法
CN211669428U (zh) 基于内同轴视觉的自动对焦装置
WO2017088469A1 (zh) 一种基于机械手臂的高精度自动光学检测系统和方法
CN102360079B (zh) 一种激光测距仪及工作方法
CN103674977B (zh) 大口径光学元件表面损伤检测装置和相应的检测方法
CN103033919B (zh) 一种在自动扫描过程中自动补偿对焦的系统及方法与应用
CN106405826B (zh) 一种双光路成像的振镜扫描系统及扫描方法
US20130176617A1 (en) Microscope system and autofocus method
CN109286751B (zh) 一种线阵相机对焦方法、装置、设备和存储介质
CN102752511B (zh) 线阵扫描系统焦点的获取方法、装置和线阵扫描系统
CN105744166B (zh) 图像扫描时的自动聚焦装置及其自动聚焦方法
US20180196237A1 (en) Image capturing apparatus and focusing method thereof
CN105301279B (zh) 一种基于摄像头的速度测量方法、装置及移动终端
CN102944693A (zh) 基于面阵快速场同步ccd图像传感器的测速系统及测速方法
CN103529544A (zh) 一种可自动调位和聚焦的纳米膜厚测量仪
CN205622736U (zh) 一种自动聚焦装置
CN106412436B (zh) 对焦方法
JP2006145793A (ja) 顕微鏡画像撮像システム
CN205622737U (zh) 一种图像扫描时的自动聚焦装置
CN115278072B (zh) 一种用于Micro LED检测的自动对焦方法及系统
CN105651699A (zh) 一种基于面阵相机的动态跟焦方法
JP2012168135A (ja) 画像測定装置、オートフォーカス制御方法及びオートフォーカス制御プログラム
EP2947489A1 (en) Image acquisition device and focus method for image acquisition device

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20180906

Address after: 215000 room 411-1, 2 building, 8 Jinfeng Road, Suzhou High-tech Zone, Jiangsu.

Applicant after: Suzhou Rui Qian Medical Technology Co., Ltd.

Address before: Small and medium enterprises Park in Jiangbei industrial concentrated area

Applicant before: Wu Xiangchen

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: 215000 3rd floor, building 1, No. 6, Yuping Road, science and Technology City, Suzhou high tech Zone, Jiangsu Province

Patentee after: Suzhou Ruiqian Technology Co., Ltd

Address before: 215000 room 411-1, 2 building, 8 Jinfeng Road, Suzhou High-tech Zone, Jiangsu.

Patentee before: SUZHOU RUIQIAN MEDICAL TECHNOLOGY Co.,Ltd.