光學(xué)顯微鏡物鏡成像都源于高斯公式1/ι'－1/ι'＝1/f'。對(duì)于定焦距物鏡來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)一旦確定，焦距f'不變，像距ι'也不變。因此，只有靠調(diào)整物面沿光軸的位置，才能得到清晰的物鏡像（一般稱為物鏡初次像）。物鏡初次像通過(guò)光學(xué)接口（實(shí)質(zhì)上是一個(gè)投影物鏡），把物鏡初次像再次成像到CCD光靶面上?？梢姡^調(diào)焦，是指沿光軸方向改變物面與物鏡的相對(duì)位置，使物像關(guān)系滿足高斯關(guān)系，以獲得清晰的物鏡初次像的工作過(guò)程。

　　如前所述，調(diào)焦技術(shù)手段分手動(dòng)和自動(dòng)兩種。自動(dòng)調(diào)焦按信號(hào)檢測(cè)的方法分為直接調(diào)焦和間接調(diào)焦兩種。圖像處理法自動(dòng)調(diào)焦是一種直接調(diào)焦方法，該方法通過(guò)對(duì)成像質(zhì)量進(jìn)行圖像處理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)焦，這是顯微鏡比較理想的自動(dòng)調(diào)焦方法。研制的自動(dòng)顯微鏡調(diào)焦裝置也是基于圖像處理方法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)焦的，其原理圖如圖所示。

　　圖 自動(dòng)顯微鏡調(diào)焦原理

　　在自動(dòng)顯微鏡中，載物臺(tái)上物體經(jīng)物鏡和光學(xué)接口成像于CCD上，CCD傳感器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成連續(xù)的模擬圖像信號(hào)，由圖像采集卡將模擬圖像信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字圖像信號(hào)在微型計(jì)算機(jī)的CRT上顯示。由微型計(jì)算機(jī)的快速自動(dòng)調(diào)焦單元進(jìn)行圖像的清晰度計(jì)算，并分析圖像的離焦?fàn)顟B(tài)，然后通過(guò)RS－232接口發(fā)送命令和數(shù)據(jù)給單片機(jī)系統(tǒng)來(lái)控制z軸步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距和轉(zhuǎn)向進(jìn)行調(diào)焦。該工作過(guò)程實(shí)質(zhì)上是一個(gè)閉環(huán)控制過(guò)程，不斷地重復(fù)循環(huán)，直到快速找到清晰圖像時(shí)停止。