本申请公布了一种显微影像检测仪器及其自动调焦方法，该显微影像检测仪器包括显微镜、摄像装置、驱动装置、与被测物具有预定相对位置的标记图案，所述标记图案可被置于检测区域和控制装置，显微镜包括用于承载被测物的载物台和用于放大被测物的物镜摄像装置设置在显微镜物镜的上方，可控的拍摄被测物经物镜放大后的图像，并输出图像数据给控制装置；驱动装置能够驱动载物台和物镜中的至少一者移动到预定位置；控制装置用于对外部或内部数据进行处理和生成控制信息，分别耦合到摄像装置和驱动装置。本申请的显微影像检测仪器在保证被测物的拍照图像清晰度的同时实现自动调焦。
显微镜，所述显微镜包括用于承载被测物的载物台和用于放大被测物的物镜；
摄像装置，设置在物镜上方，用于可控的拍摄经物镜放大后的图像，并输出图像数据；
驱动装置，用于驱动载物台和物镜中的至少一者移动到预定位置；
与被测物具有预定相对位置的标记图案，所述标记图案可被置于检测区域；
用于对外部或内部数据进行处理和生成控制信息的控制装置，所述控制装置分别耦合到所述摄像装置和驱动装置，所述控制装置接收检测命令，获取初始目标位置信息，根据所述初始目标位置信息控制显微镜的载物台和物镜中的至少一者在垂直于所述标记图案的方向上移动到初始目标位置，在移动过程中控制所述摄像装置对位于检测区域内的标记图案拍摄照片，所述控制装置接收摄像装置输出的图像数据，通过清晰度分析软件计算拍摄照片的清晰度，将拍摄照片的清晰度和预存的清晰度标定曲线进行比对，得到补偿值，根据所述补偿值和标记图案至被测物之间的距离差的和，计算用于确定被测物实际焦距的目标位置信息；所述清晰度是在摄像装置分辨率不变的情况下，表示拍摄照片上图案轮廓清晰性的参数；所述清晰度标定曲线为通过预先获取的标记图案照片的清晰度及其对应位置信息生成的曲线。
显微镜，所述显微镜包括用于承载被测物的载物台和用于放大被测物的物镜；
摄像装置，设置在物镜上方，用于可控的拍摄经物镜放大后的图像，并输出图像数据；
驱动装置，用于驱动载物台和物镜中的至少一者移动到预定位置；
与被测物具有预定相对位置的标记图案，所述标记图案可被置于检测区域；
用于对外部或内部数据进行处理和生成控制信息的控制装置，所述控制装置分别耦合到所述摄像装置和驱动装置，所述控制装置接收检测命令，获取初始目标位置信息，根据所述初始目标位置信息控制显微镜的载物台和物镜中的至少一者在垂直于所述标记图案的方向上移动到初始目标位置，在移动过程中控制摄像装置对位于检测区域内的标记图案拍摄照片，所述控制装置接收摄像装置输出的图像数据，通过清晰度分析软件计算拍摄照片的清晰度，判断拍摄照片的清晰度是否符合预定的清晰度范围，如果是，则根据初始目标位置信息和标记图案至被测物之间的距离差计算用于确定被测物实际焦距的目标位置信 息，否则将拍摄照片的清晰度和清晰度标定曲线进行比对，得到补偿值，根据补偿值和标记图案至被测物之间的距离差计算用于确定被测物实际焦距的目标位置信息；所述清晰度是在摄像装置分辨率不变的情况下，表示照片上图案轮廓清晰性的参数；所述清晰度标定曲线为通过预先获取的标记图案照片的清晰度及其对应位置信息生成的曲线。
3.如权利要求1或2所述的显微影像检测仪器，其特征在于，还包括：
4.如权利要求1或2所述的显微影像检测仪器，其特征在于，所述显微影像检测仪器还包括设置在显微镜机体内和机体外的温度传感器，所述控制装置接收来自于所述温度传感器的温度信息,根据所述温度信息从预先存储的温度-位置信息曲线上得到对应的第一位置信息，将所述第一位置信息作为初始目标位置信息。
5.如权利要求4所述的显微影像检测仪器，其特征在于，所述温度传感器包括设置在显微镜弯臂处的第一温度传感器、设置在载物台下方的第二温度传感器和放置在显微影像检测仪器所处环境中的第三温度传感器，所述控制装置接收来自于所述第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器输出的温度信息，计算当量温度，从预先存储的温度-位置信息曲线上读取与该当量温度对应的第一位置信息，所述当量温度为与显微影像检测仪器所处环境的环境温度和显微影像检测仪器内部温度对显微影像检测仪器综合作用等效的温度。
6.如权利要求1或2所述的显微影像检测仪器，其特征在于，根据被测物实际焦距的目标位置信息控制载物台和物镜中的至少一者在垂直于被测物的方向上移动到最终目标位置。
7.如权利要求1或2所述的显微影像检测仪器，其特征在于，所述控制装置在检测到载物台和物镜中的至少一者移动到初始目标位置时控制摄像装置对标记图案拍摄一张照片，接收摄像装置输出的图像数据，计算拍摄照片的清晰度，查找预先获取的清晰度标定曲线上的最佳清晰度，计算拍摄照片的清晰度对应的第四位置信息和最佳清晰度对应的第二位置信息之间的差值，如果差值小于设定阈值，则补偿值为零，如果差值大于或等于设定阈值，则补偿值为所述初始目标位置信息与最佳清晰度对应的第二位置信息之间的差值。
8.如权利要求1或2所述的显微影像检测仪器，其特征在于，所述控制装置在控制载物台和物镜中的至少一者移动的过程中控制摄像装置每移动一段距离即对标记图案拍摄至少一张照片，得到与位置对应的多张照片，接收摄像 装置输出的多张照片的图像数据，计算每张照片的清晰度，将多张照片的清晰度按照位置顺序生成的曲线段和清晰度标定曲线进行曲线形状相似性匹配，在清晰度标定曲线上找到最佳匹配位置对应的第三位置信息，计算第三位置信息和清晰度标定曲线上最佳清晰度对应的第二位置信息之间的差值，将差值作为补偿值，所述第三位置信息为最后一张照片的清晰度在最佳匹配位置处对应的点在清晰度标定曲线上的位置信息。
9.一种用于显微影像检测仪器的自动调焦方法，其特征在于，包括：
根据初始目标位置信息控制显微镜的载物台和物镜中的至少一者在垂直于标记图案的方向上移动到初始目标位置；
在移动过程中控制显微影像检测仪器的摄像装置对位于检测区域的标记图案拍摄照片；
计算拍摄照片的清晰度，所述清晰度是在摄像装置分辨率不变的情况下，表示照片上图案轮廓清晰性的参数；
将拍摄照片的清晰度和清晰度标定曲线进行比对，得到补偿值，所述清晰度标定曲线为通过预先获取的标记图案照片的清晰度及其对应位置信息生成的曲线；
根据补偿值和标记图案至被测物之间的距离差的和，计算用于确定被测物实际焦距的目标位置信息。
10.一种用于显微影像检测仪器的自动调焦方法，其特征在于，包括：
根据初始目标位置信息控制显微镜的载物台和物镜中的至少一者在垂直于标记图案的方向上移动到初始目标位置；
在移动过程中控制显微影像检测仪器的摄像装置对位于检测区域内的标记图案拍摄照片；
计算拍摄照片的清晰度，所述清晰度是在摄像装置分辨率不变的情况下，表示照片上图案轮廓的清晰性的参数；
判断拍摄照片的清晰度是否符合预定的清晰度范围，如果是，则根据初始目标位置信息和标记图案至被测物之间的距离差计算用于确定被测物实际焦距的目标位置信息，否则将拍摄照片的清晰度和清晰度标定曲线进行比对，得到补偿值，根据补偿值和标记图案至被测物之间的距离差计算用于确定被测物实际焦距的目标位置信息，所述清晰度标定曲线为通过预先获取的标记图案照片的清晰度及其对应位置信息生成的曲线。
11.如权利要求9或10所述方法，其特征在于，所述获取初始目标位置信息包括：
接收来自于设置在显微镜机体内和机体外的温度传感器的温度信息；
根据所述温度信息从预先存储的温度-位置信息曲线上得到对应的第一位置信息，将所述第一位置信息作为初始目标位置信息。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，根据来自于设置在显微镜机体内和机体外的温度传感器的温度信息计算当量温度，从预先存储的温度-位置信息曲线上读取与该当量温度对应的第一位置信息，所述当量温度为与显微影像检测仪器所处环境的环境温度和显微影像检测仪器内部温度对显微影像检测仪器综合作用等效的温度。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，在得到补偿值后还包括以下步骤，根据接收到的实时温度信息和补偿值更新所述温度-位置信息曲线。
14.如权利要求9或10所述方法，其特征在于，在得到被测物实际焦距的目标位置信息后还包括：根据被测物实际焦距的目标位置信息控制载物台和物镜中的至少一者在垂直于被测物的方向上移动到最终目标位置。
15.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，当检测到移动到初始目标位置时控制摄像装置对标记图案拍摄一张照片，所述将拍摄照片的清晰度和预先获取的清晰度标定曲线进行比对得到补偿值包括：查找预先获取的清晰度标定曲线上的最佳清晰度；
计算拍摄照片的清晰度和最佳清晰度的差值，如果差值小于设定阈值，则补偿值为零，如果差值大于或等于设定阈值，则补偿值为所述初始目标位置信息与最佳清晰度对应的第二位置信息之间的差值。
16.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，在移动过程中控制摄像装置每移动一段距离即对标记图案拍摄至少一张照片，得到与位置对应的多张照片；
所述将拍摄照片的清晰度和清晰度标定曲线进行比对得到补偿值包括：
将多张照片的清晰度按照位置顺序生成的清晰度曲线段和清晰度标定曲线进行曲线形状相似性匹配，在清晰度标定曲线上找到最佳匹配位置；
计算第三位置信息和清晰度标定曲线上最佳清晰度对应的第二位置信息之间的差值，将差值作为补偿值，所述第三位置信息为最后一张照片的清晰度在最佳匹配位置处对应的点在清晰度标定曲线上的位置信息。
17.一种用于显微影像检测仪器的自动调焦装置，其特征在于包括：
第一控制单元，用于根据初始目标位置信息控制显微镜的载物台和物镜中的至少一者在垂直于标记图案的方向上移动到初始目标位置；
第二控制单元，用于在移动过程中控制显微影像检测仪器的摄像装置对位于检测区域内的标记图案拍摄照片；
第一计算单元，用于计算拍摄照片的清晰度，所述清晰度是在摄像装置分辨率不变的情况下，表示照片上图案轮廓清晰性的参数；
第二计算单元，用于判断拍摄照片的清晰度是否符合预定的清晰度范围，如果是，则根据初始目标位置信息和标记图案至被测物之间的距离差计算用于确定被测物实际焦距的目标位置信息，否则将拍摄照片的清晰度和清晰度标定曲线进行比对，得到补偿值，根据补偿值和标记图案至被测物之间的距离差计算用于确定被测物实际焦距的目标位置信息，所述清晰度标定曲线为通过预先获取的标记图案照片的清晰度及其对应位置信息生成的曲线。
一种显微影像检测仪器及其自动调焦方法
技术领域
[0001] 本申请涉及医疗设备领域，尤其涉及一种显微影像检测仪器及其自动调焦方法。
背景技术
[0002] 目前，公知的尿液有形成分分析仪的显微影像系统都是定焦距形式的，都是从一个固定的复位光耦位置开始，使步进电机运行固定的步数到显微镜物镜焦平面位置来实现，其图像的清晰稳定性主要依靠机械运动的高精度和结构不变形来保证的。
[0003] 但是，由于机械加工误差、装配误差、运输、振动等因素，显微镜载物台在运动中会出现间隙、空回等非线性环节，这些环节对载物台的定位精度影响很大，导致物距发生变化。另外，环境温度的变化引起的显微镜结构热变形也会导致物距发生变化和漂移。这使得显微镜物镜在进行切换和载物台运动的过程中，由于检测池与物镜之间的距离发生变化而导致图像变得模糊或图像清晰度不稳定。而良好的图像质量对数字图像分析与识别又非常重要，为获得质量良好的图像就需要反复调焦，目前主要依靠仪器使用者手动修改焦距控制参数来重新使图像变得清晰，这样就增加了使用者的难度，不能够满足全自动分析仪器的使用需求。
发明内容
[0004] 本申请要解决的主要技术问题是，提供一种可自动调焦的显微影像检测仪器及其自动调焦方法。
[0005] 本申请一方面提供一种显微影像检测仪器，包括：显微镜，显微镜包括用于承载被测物的载物台和用于放大被测物的物镜；摄像装置，设置在物镜上方，用于可控的拍摄经物镜放大后的图像，并输出图像数据；驱动装置，用于驱动载物台和物镜中的至少一者移动到预定位置；与被测物具有预定相对位置的标记图案，所述标记图案可被置于检测区域；用于对外部或内部数据进行处理和生成控制信息的控制装置，控制装置分别耦合到摄像装置和驱动装置，控制装置接收检测命令，获取初始目标位置信息，根据初始目标位置信息控制显微镜的载物台和物镜中的至少一者在垂直于标记图案的方向上移动到初始目标位置，在移动过程中控制摄像装置对位于检测区域内的标记图案拍摄照片，控制 装置接收摄像装置输出的图像数据，通过清晰度分析软件计算拍摄照片的清晰度，将拍摄照片的清晰度和预存的清晰度标定曲线进行比对，得到补偿值，根据补偿值和标记图案至被测物之间的距离差的和，计算用于确定被测物实际焦距的目标位置信息；清晰度是在摄像装置分辨率不变的情况下，表示拍摄照片上图案轮廓清晰性的参数；清晰度标定曲线为通过预先获取的标记图案照片的清晰度及其对应位置信息生成的曲线。
[0006] 本申请又一方面提供一种显微影像检测仪器，包括：显微镜，显微镜包括用于承载被测物的载物台和用于放大被测物的物镜；摄像装置，设置在物镜上方，用于可控的拍摄经物镜放大后的图像，并输出图像数据；驱动装置，用于驱动载物台和物镜中的至少一者移动到预定位置；与被测物具有预定相对位置的标记图案，所述标记图案可被置于检测区域；用于对外部或内部数据进行处理和生成控制信息的控制装置，控制装置分别耦合到摄像装置和驱动装置，控制装置接收检测命令，获取初始目标位置信息，根据初始目标位置信息控制显微镜的载物台和物镜中的至少一者在垂直于标记图案的方向上移动到初始目标位置，在移动过程中控制摄像装置对位于检测区域内的标记图案拍摄照片，控制装置接收摄像装置输出的图像数据，通过清晰度分析软件计算拍摄照片的清晰度，判断拍摄照片的清晰度是否符合预定的清晰度范围，如果是，则根据初始目标位置信息和标记图案至被测物之间的距离差计算用于确定被测物实际焦距的目标位置信息，否则将拍摄照片的清晰度和清晰度标定曲线进行比对，得到补偿值，根据补偿值和标记图案至被测物之间的距离差计算用于确定被测物实际焦距的目标位置信息;清晰度是在摄像装置分辨率不变的情况下，表示照片上图案轮廓清晰性的参数；清晰度标定曲线为通过预先获取的标记图案照片的清晰度及其对应位置信息生成的曲线。
[0007] 本申请又一方面还提供的一种用于显微影像检测仪器的自动调焦方法，包括：
[0008] 获取初始目标位置信息；
[0009] 根据初始目标位置信息控制显微镜的载物台和物镜中的至少一者在垂直于标记图案的方向上移动到初始目标位置；
[0010] 在移动过程中控制显微影像检测仪器的摄像装置对位于检测区域的标记图案拍摄照片；
[0011] 计算拍摄照片的清晰度，所述清晰度是在摄像装置分辨率不变的情况下，表示照片上图案轮廓清晰性的参数；
[0012] 将拍摄照片的清晰度和清晰度标定曲线进行比对，得到补偿值，所述清晰 度标定曲线为通过预先获取的标记图案照片的清晰度及其对应位置信息生成的曲线；
[0013] 根据补偿值和标记图案至被测物之间的距离差的和，计算用于确定被测物实际焦距的目标位置信息。
[0014] 本申请提供的另一种用于显微影像检测仪器的自动调焦方法，包括：
[0015] 获取初始目标位置信息；
[0016] 根据初始目标位置信息控制显微镜的载物台和物镜中的至少一者在垂直于标记图案的方向上移动到初始目标位置；
[0017] 在移动过程中控制显微影像检测仪器的摄像装置对位于检测区域内的标记图案拍摄照片；
[0018] 计算拍摄照片的清晰度，所述清晰度是在摄像装置分辨率不变的情况下，表示照片上图案轮廓的清晰性的参数；
[0019] 判断拍摄照片的清晰度是否符合预定的清晰度范围，如果是，则根据初始目标位置信息和标记图案至被测物之间的距离差计算用于确定被测物实际焦距的目标位置信息，否则将拍摄照片的清晰度和清晰度标定曲线进行比对，得到补偿值，根据补偿值和标记图案至被测物之间的距离差计算用于确定被测物实际焦距的目标位置信息，所述清晰度标定曲线为通过预先获取的标记图案照片的清晰度及其对应位置信息生成的曲线。
[0020] 本申请又一方面提供一种用于显微影像检测仪器的自动调焦装置，包括：
[0021] 信息获取单元，用于获取初始目标位置信息；
[0022] 第一控制单元，用于根据初始目标位置信息控制显微镜的载物台和物镜中的至少一者在垂直于标记图案的方向上移动到初始目标位置；
[0023] 第二控制单元，用于在移动过程中控制显微影像检测仪器的摄像装置对位于检测区域内的标记图案拍摄照片；
[0024] 第一计算单元，用于计算拍摄照片的清晰度，所述清晰度是在摄像装置分辨率不变的情况下，表示照片上图案轮廓清晰性的参数；
[0025] 第二计算单元，用于判断拍摄照片的清晰度是否符合预定的清晰度范围，如果是，则根据初始目标位置信息和标记图案至被测物之间的距离差计算用于确定被测物实际焦距的目标位置信息，否则将拍摄照片的清晰度和清晰度标定曲线进行比对，得到补偿值，根据补偿值和标记图案至被测物之间的距离差计算用于确定被测物实际焦距的目标位置信息，所述清晰度标定曲线为通过预先获取的标记图案照片的清晰度及其对应位置信息生成的曲线。
附图说明
[0026] 图1是本申请的一种显微影像检测仪器结构示意图；
[0027] 图2是本申请的一种用于显微影像检测仪器的自动调焦方法流程图；
[0028] 图3是本申请的一种用于显微影像检测仪器的自动调焦方法流程图；
[0029] 图4是本申请用于显微影像检测仪器的自动调焦方法中曲线匹配定位法原理图；
[0030] 图5是本申请的一种用于显微影像检测仪器的自动调焦装置结构示意图。
具体实施方式
[0031] 下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。在本申请实施例中，通过在显微影像检测仪器的载物台上或检测池上设置一标记图案，标记图案可以是图形、符号、文字或其组合。在每个样本拍照前，先根据默认焦距对标记图案进行拍照，根据图像清晰度值和已经标定的清晰度标定曲线比较，计算出焦距变化量。根据标记图案和被测物之间的距离是稳定的这一关系，再间接计算被测物的实际焦距，然后在该实际焦距上进行拍照。本申请增加了一个对图像清晰度进行评价的环节，参与显微镜调焦的控制，形成闭环控制，实现了显微镜的自动调焦。
[0032] 下面以显微影像检测仪器为尿液有形成分分析仪为例进行说明。
[0033] 实施例一
[0034] 如图1所示，一种尿液有形成分分析仪包括：
[0035] 显微镜1、摄像装置2、驱动装置3和控制装置4，显微镜1包括用于承载被测物的载物台12和用于放大被测物的物镜11，载物台12上设有与被测物具有预定相对位置的标记图案；摄像装置2设置在物镜11的上方，可控的拍摄被测物经物镜11放大后的图像，并输出图像数据给控制装置4；驱动装置3能够驱动载物台12和物镜11中的至少一者移动到预定位置；控制装置4用于对外部或内部数据进行处理和生成控制信息，分别耦合到摄像装置2和驱动装置3。其中，摄像装置2可为CCD摄像头，当然也可为其它具有摄像或拍照等功能的摄像头，驱动装置3包括步进电机31和驱动电路32，控制装置4可以为计算机，计算机安装有清晰度分析软件，清晰度分析软件用于分析摄像装置2所拍摄照片的清晰度，本申请实施例中，清晰度是指在摄像装置分辨率不变的情况下，表示照片上图案轮廓清晰性的参数。清晰度分析软件可以采用现有的或将来出现的软件来分析照片的清晰度。
[0036] 控制装置4接收到检测命令后，获取初始目标位置信息，初始目标位置信息为根据理论上的焦距而得出的数值，其可以是坐标信息，也可以是步进电机31的移动步数，根据该初始目标位置信息控制驱动装置3驱动显微镜1的载物台12和物镜11中的至少一者在垂直于标记图案的方向上移动到初始目标位置，即理论上的焦平面。理论上认为载物台12和物镜11中的至少一者在该初始目标位置时，拍摄到的被测物的照片的清晰度最好，但是由于存在种种原因，例如机械结构的变形和温度等，可能会导致最佳焦距处发生偏移，故需要计算得到补偿值，根据该补偿值和标记图案至被测物之间的距离差的和，得到用于确定被测物实际焦距的目标位置信息。控制装置4在得到被测物实际焦距的目标位置信息后控制载物台12和物镜11中的至少一者移动，使被测物位于检测区域，并根据被测物实际焦距的目标位置信息控制载物台12和物镜11中的至少一者在垂直于被测物的方向上移动到最终目标位置。检测区域是相对于物镜而言，在需要拍照时，位于物镜的拍摄范围内的区域即为检测区域。
[0037] 通常情况下，检测池5放置在载物台12上，因此本实施例中，标记图案可以设置在检测池5上，例如检测池的玻片上或池底或贴在底部的外侧，标记图案也可以设置在载物台上，例如设置在检测池附近或设置在载物台上被检测池覆盖的区域。当然，本领域技术人员根据本申请公开的内容，也可以将标记图案设置在摄像装置2能够拍摄照片的其它位置，无论哪种设置方式，标记图案和被测物之间都应具有一定的距离关系，从而使两者的焦距也存在该距离关系。
[0038] 基于本实施例中的尿液有形成分分析仪，需要先生成清晰度标定曲线、然后根据初始目标位置信息对标记图案进行拍摄照片，计算标记图案照片的清晰度，根据标记图案的照片的清晰度和清晰度标定曲线确定位置补偿值，根据标记图案和被测物之间的距离关系和补偿值确定被测物的实际焦距位置。
[0039] 清晰度标定曲线可以是出厂时预先存储在仪器内部的，也可以由用户在使用时生成，例如在仪器开机初始化时自动对标记图案进行清晰度曲线标定，得到清晰度标定曲线，清晰度标定曲线为通过预先获取的标记图案照片的清晰度及其对应位置信息生成的曲线。其生成过程为：在控制载物台和物镜中的至少一者移动，使标记图案位于检测区域，然后控制载物台和物镜中的至少一者在垂直于标记图案的方向上（例如Z向）移动，每移动设定距离即拍摄至少一张标记图像的照片，计算与拍摄位置对应的照片的清晰度，生成清晰度及其对应位置信息的曲线，即清晰度标定曲线。
[0040] 如图2所示，一种用于显微影像检测仪器的自动调焦方法包括以下步骤：
[0041] 步骤100，使标记图案位于检测区域。
[0042] 控制设置在显微镜的载物台或检测池上的标记图案位于检测区域。如果标记图案已经位于检测区域，则不再移动，如果标记图案不在检测区域，则控制装置控制驱动装置驱动显微镜载物台或物镜中的至少一者移动，使载物台或检测池上的标记图案位于检测区域，该检测区域即摄像装置能够对标记图案进行拍照的区域。
[0043] 步骤101，获取初始目标位置信息。
[0044] 控制装置接收到检测命令后，获取初始目标位置信息，该初始目标位置信息可以是坐标信息，也可以是步进电机移动的步数。获取初始目标位置信息一种方式为：直接将初始目标信息设置为预设的固定值；另一种方式为：从清晰度标定曲线上查找出清晰度值最大的位置，该最大清晰度值对应的位置信息（例如Z向坐标）即为初始目标位置信息。
[0045] 步骤102，将载物台和物镜中的至少一者移动到初始目标位置。
[0046] 根据初始目标位置信息控制显微镜的载物台和物镜中的至少一者在垂直于标记图案的方向上移动到初始目标位置。
[0047] 在一种具体实例中，控制装置获取到初始目标位置信息后，将Z向的坐标信息转换为驱动装置中的步进电机的运行步数，通过控制驱动装置驱动物镜在垂直于标记图案的方向上（例如Z向）移动到该初始目标位置。
[0048] 步骤103，对标记图案拍照。
[0049] 在移动过程中控制显微影像检测仪器的摄像装置对标记图案拍摄照片。
[0050] 载物台和物镜中的至少一者在移动到初始目标位置时，控制装置控制摄像装置对标记图案拍摄一张照片。
[0051] 为了避免图像噪声和标记物偏移等影响，也可在移动的过程中控制摄像装置每移动一段距离即对标记图案拍摄至少一张照片，得到与位置对应的多张照片。例如等间隔拍摄多张照片（例如照片的数量可取10帧到20帧之间）并在后续步骤中对多张照片进行分析计算图像清晰度。对于多张照片的拍摄，可以是在移动到距离初始目标位置还有一定距离时开始拍摄，直到移动到初始目标位置，即在初始目标位置处拍摄的是最后一张照片。也可以是移动到初始目标位置后，再通过向上或向下移动等间隔拍摄多张照片。步骤104，计算照片的清晰度。
[0052] 控制装置通过在其内设置的清晰度软件对拍摄照片进行清晰度计算。
[0053] 步骤105，获取补偿值。
[0054] 将拍摄照片的清晰度和清晰度标定曲线进行比对，得到补偿值。
[0055] 在控制装置控制摄像装置对标记图案拍摄一张照片的情况下，控制装置接 收摄像装置输出的图像数据，计算这一张拍摄照片的清晰度，查找预先获取的清晰度标定曲线上的最佳清晰度，计算这一张拍摄照片的清晰度对应的第四位置信息和最佳清晰度对应的第二位置信息之间的差值，如果差值小于设定阈值，则补偿值为零，如果差值大于或等于设定阈值，则补偿值为初始目标位置信息与最佳清晰度对应的第二位置信息之间的差值。
[0056] 在拍摄了与位置对应的多张照片的情况下，控制装置接收摄像装置输出的多张照片的图像数据，计算每张照片的清晰度，将多张照片的清晰度按照位置顺序生成的清晰度曲线段和清晰度标定曲线进行曲线形状相似性匹配，在清晰度标定曲线上找到最佳匹配位置，在一种具体实例中，可通过Pearson相关系数法进行相关性匹配，寻找到最佳匹配位置。然后计算最佳匹配位置对应的第三位置信息和清晰度标定曲线上最佳清晰度对应的第二位置信息之间的差值，将差值作为补偿值，其中第三位置信息为最后一张照片的清晰度在最佳匹配位置处对应的点在清晰度标定曲线上的位置信息。请参考图4，图中所示为曲线匹配定位法原理图，纵坐标为清晰度，横坐标为载物台沿垂直于标记图案的Z向移动的坐标，实线代表清晰度标定曲线，虚线代表多点形成的清晰度曲线段，其中，c点为清晰度标定曲线上最佳清晰度对应的第二位置，a-b之间的曲线段为最佳匹配位置，a点为载物台沿Z向移动时拍摄第一张照片所对应的点，b点为拍摄最后一张照片所对应的点，最后一张照片也是载物台在当前位置拍摄的照片，b点即为第三位置。b点坐标和c点坐标之间的差值即为补偿值。
[0057] 步骤106，计算被测物实际焦距的目标位置信息。
[0058] 根据补偿值和标记图案至被测物之间的距离差的和，计算用于确定被测物实际焦距的目标位置信息。在控制载物台移动的具体实例中，被测物实际焦距的目标位置等于载物台的当前位置加上补偿值再加上标记图案至被测物之间的距离差，其中补偿值和标记图案至被测物之间的距离差根据移动的方向可以是正值或负值。
[0059] 另外，当控制装置得到被测物实际焦距的目标位置信息后，根据被测物实际焦距的目标位置信息控制载物台和物镜中的至少一者在垂直于被测物的方向上移动到最终目标位置，即移动到被测物的实际焦平面上，然后控制装置控制摄像装置对被测物进行拍照。如果被测物不在检测区域内，则需要控制载物台和物镜中的至少一者移动，使被测物位于检测区域，然后再进行拍照。
[0060] 根据本申请公开的内容，本领域技术人员应当理解，上述步骤100也可以在步骤102之后执行，即在拍照时标记图案位于检测区域即可。
[0061] 实施例二
[0062] 本实施例与实施例一不同的是，在根据初始目标位置信息对标记图案进行拍摄照片后先判断照片的清晰度是否符合要求，如果符合则不需要计算焦距的补偿值，如果不符合要求，再计算焦距的补偿值，从而可避免不必要的运算。
[0063] 如图3所示，包括以下步骤：
[0064] 步骤200，使标记图案位于检测区域。
[0065] 步骤201，获取初始目标位置信息。
[0066] 步骤202，将载物台和物镜中的至少一者移动到初始目标位置。
[0067] 步骤203，对标记图案拍照。
[0068] 步骤204，计算照片的清晰度。
[0069] 步骤205，判断清晰度是否符合预定的范围。
[0070] 判断拍摄照片的清晰度是否符合预定的清晰度范围。如果是，则执行步骤206，根据初始目标位置信息和标记图案至被测物之间的距离差计算用于确定被测物实际焦距的目标位置信息，否则执行步骤207，将拍摄照片的清晰度和清晰度标定曲线进行比对，得到补偿值，根据补偿值和标记图案至被测物之间的距离差计算用于确定被测物实际焦距的目标位置信息。
[0071] 上述实施例通过图像清晰度作为调焦控制系统的闭环反馈环节，控制步进电机运行，不仅减少了反复调焦的次数，不影响检测速度，而且保证了图像的清晰度和稳定性。同时，该方法不受检测池污染程度、尿液透明度、运行时间、磨损情况等因素影响，实现了真正的自动调焦。
[0072] 另外，通过多点清晰度与标定的清晰度曲线匹配算法，不仅可快速确定最佳清晰度的载物台坐标或者步进电机的运行步数，而且可改善标记图案、图像噪声或载物台运动误差导致的清晰度曲线具有毛刺和多峰的问题。
[0073] 实施例三
[0074] 本实施例与上述实施例不同的是，尿液有形成分分析仪中的显微镜机体内和机体外的设置有温度传感器，尿液有形成分分析仪器内存储有温度-位置信息曲线。温度传感器检测实时温度信息，控制装置接收来自于温度传感器的温度信息,根据温度信息从预先存储的温度-位置信息曲线上得到对应的第一位置信息，将第一位置信息作为初始目标位置信息，在对被测物拍照之前，根据该初始目标位置信息控制显微镜的载物台和物镜中的至少一者在垂直于标记图案的方向上移动到初始目标位置，先对标记图案进行拍照，然后采用上述实施例中的方案对焦距进行补偿。
[0075] 显微镜机体内的温度传感器可设置多个，在本实施例中，在显微镜弯臂处设置第一温度传感器，在载物台下方设置第二温度传感器，同时在尿液有形成分分析仪所处环境中放置第三温度传感器，控制装置接收来自于温度传感器的温度信息,根据温度信息从预先存储的温度-位置信息曲线上得到对应的第一位置信息，将第一位置信息作为初始目标位置信息。在本实施例中，控制装置接收来自于第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器输出的温度信息，计算出当量温度，从预先存储的温度-位置信息曲线上读取与该当量温度对应的第一位置信息。当量温度为与尿液有形成分分析仪所处环境的环境温度和尿液有形成分分析仪器内部温度对尿液有形成分分析仪综合作用等效的温度，因此当量温度为环境温度和仪器内部温度的函数。
[0076] 当环境温度和机体内温度差别较大时，由于显微镜内部的密封性和金属导热快的特点，显微镜镜架温升快，变形大。当环境温度缓慢上升，和显微镜温度趋于平衡和稳定的时候，显微镜变形反而减小。为方便当量温度的计算，在一种具体实例中，规定当量温度Tv的计算公式为：
[0077] Tv=w1(T1-T3)+w2(T2-T3)+T3
[0078] w1+w2=1
[0079] 其中w1、w2为权重因子反应该处的温度变化对显微镜变形影响的程度，T1为显微镜机体内第一测温点的温度T2为显微镜机体内第二测温点的温度，T3为尿液有形成分分析仪周围环境温度。
[0080] 当然，该当量温度的计算公式还可有其他计算公式。
[0081] 控制装置在得到补偿值后，会根据接收到的实时温度信息和补偿值更新温度-位置信息曲线，为以后的使用提供更适合的初始目标位置信息。
[0082] 仪器在温度稳定的情况下焦距是稳定的，不同的温度有不同的变形量，即不同的焦距，为了减少调焦的次数，进一步提高样本分析的速度，预先将该温度和对应的清晰图像的焦距（例如步进电机的运行步数）记忆下来，并在分析仪器的显微镜支座的温度变形敏感点和周围环境增加若干测温点，反应仪器内部和外部的温度变化情况。在以后的仪器运行过程中根据实时的温度情况决定初始焦距（即初始目标位置信息），该初始焦距使得拍摄图像的位置在最佳清晰图像的位置附近，因而可减少载物台或物镜的移动量，尽快调整到最终目标位置。
[0083] 实施例四
[0084] 基于上述自动调焦方法，一种用于尿液有形成分分析仪的自动调焦装置如 图5所示，包括信息获取单元50、第一控制单元51、第二控制单元52、第一计算单元53和第二计算单元54。
[0085] 信息获取单元50用于获取初始目标位置信息；第一控制单元51用于根据初始目标位置信息控制驱动装置55驱动显微镜的载物台和物镜中的至少一者在垂直于标记图案的方向上移动到初始目标位置；第二控制单元52用于在移动过程中控制尿液有形成分分析仪的摄像装置56对位于检测区域内的标记图案拍摄照片；第一计算单元53用于计算拍摄照片的清晰度，清晰度是在摄像装置分辨率不变的情况下，表示照片上图案轮廓清晰性的参数；第二计算单元54用于判断拍摄照片的清晰度是否符合预定的清晰度范围，如果是，则根据初始目标位置信息和标记图案至被测物之间的距离差计算用于确定被测物实际焦距的目标位置信息，否则将拍摄照片的清晰度和清晰度标定曲线进行比对，得到补偿值，根据补偿值和标记图案至被测物之间的距离差计算用于确定被测物实际焦距的目标位置信息，清晰度标定曲线为通过预先获取的标记图案照片的清晰度及其对应位置信息生成的曲线。第一控制单元51根据被测物实际焦距的目标位置信息控制载物台和物镜中的至少一者在垂直于被测物的方向上移动到最终目标位置。
[0086] 显微影像检测仪器还可以为其他仪器。
[0087] 以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。
