本申請(qǐng)涉及顯微成像，特別涉及一種顯微物鏡的優(yōu)化方法及電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、科勒照明顯微成像系統(tǒng)作為一種重要的精密檢測(cè)與成像手段，已廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、機(jī)器視覺、精密制造與工業(yè)質(zhì)檢等領(lǐng)域。然而，在該光學(xué)系統(tǒng)中，光源光線在顯微物鏡鏡片上的反射無法避免，如果反射的光線在像面附近匯集，則會(huì)在像面上產(chǎn)生額外的光斑，形成鬼像，影響對(duì)目標(biāo)的拍攝與檢測(cè)。

2、現(xiàn)有鬼像消除方法中主要是優(yōu)化人員根據(jù)優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)通過進(jìn)行多次試驗(yàn)優(yōu)化，但由于沒有統(tǒng)一的優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)，因此，往往存在顯微物鏡優(yōu)化效率較低的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)的目的在于，針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種顯微物鏡的優(yōu)化方法及電子設(shè)備，可以提高優(yōu)化效率、保證優(yōu)化效果。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)實(shí)施例采用的技術(shù)方案如下：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種顯微物鏡的優(yōu)化方法，所述方法包括：

4、獲取顯微物鏡的初始設(shè)計(jì)參數(shù)；

5、根據(jù)所述顯微物鏡的初始設(shè)計(jì)參數(shù)，分別計(jì)算顯微物鏡的成像質(zhì)量和基于科勒照明系統(tǒng)下顯微物鏡的總鬼像強(qiáng)度，所述顯微物鏡包括m個(gè)目標(biāo)透鏡，所述m個(gè)目標(biāo)透鏡包括n個(gè)鏡面，所述m為大于1的整數(shù)，n＞m；

6、根據(jù)所述顯微物鏡的成像質(zhì)量和總鬼像強(qiáng)度，構(gòu)建預(yù)設(shè)鏡頭評(píng)價(jià)函數(shù)，迭代計(jì)算成像質(zhì)量符合第一預(yù)設(shè)要求且總鬼像強(qiáng)度符合第二預(yù)設(shè)要求時(shí)各目標(biāo)透鏡的目標(biāo)設(shè)計(jì)參數(shù)，各目標(biāo)透鏡的目標(biāo)設(shè)計(jì)參數(shù)包括下述至少一種：曲率半徑、折射率、阿貝數(shù)、厚度、各目標(biāo)透鏡在顯微物鏡中的相對(duì)設(shè)置位置。

7、在可選的實(shí)施方式中，所述根據(jù)所述顯微物鏡的初始設(shè)計(jì)參數(shù)，計(jì)算顯微物鏡的成像質(zhì)量，包括：

8、根據(jù)所述顯微物鏡的初始設(shè)計(jì)參數(shù)，獲取所述顯微物鏡的初始技術(shù)指標(biāo)參數(shù)；

9、根據(jù)所述顯微物鏡的初始技術(shù)指標(biāo)參數(shù)和預(yù)設(shè)權(quán)重因子，計(jì)算顯微物鏡的成像質(zhì)量。

10、在可選的實(shí)施方式中，所述根據(jù)所述顯微物鏡的初始設(shè)計(jì)參數(shù)，計(jì)算基于科勒照明系統(tǒng)下顯微物鏡的總鬼像強(qiáng)度，包括：

11、根據(jù)所述顯微物鏡的初始設(shè)計(jì)參數(shù)，計(jì)算所述顯微物鏡中各鏡面對(duì)應(yīng)的鬼像強(qiáng)度；

12、根據(jù)所述顯微物鏡中各鏡面對(duì)應(yīng)的鬼像強(qiáng)度和各鏡面對(duì)應(yīng)的鬼像權(quán)重因子，計(jì)算所述顯微物鏡的總鬼像強(qiáng)度。

13、在可選的實(shí)施方式中，所述根據(jù)所述顯微物鏡的初始設(shè)計(jì)參數(shù)，計(jì)算所述顯微物鏡中各鏡面對(duì)應(yīng)的鬼像強(qiáng)度，包括：

14、根據(jù)所述顯微物鏡的初始設(shè)計(jì)參數(shù)，分別獲取基于所述科勒照明系統(tǒng)下同軸科勒照明光束中形成鬼像的光通量比例的因子和同軸科勒照明光束在各鏡面引入鬼像的最大像高；

15、根據(jù)透鏡的預(yù)設(shè)透過率、所述光通量比例的因子以及所述最大像高，計(jì)算所述顯微物鏡中各鏡面對(duì)應(yīng)的鬼像強(qiáng)度。

16、在可選的實(shí)施方式中，所述根據(jù)所述顯微物鏡的初始設(shè)計(jì)參數(shù)，獲取所述顯微物鏡基于同軸科勒照明光束中形成鬼像的光通量比例的因子，包括：

17、根據(jù)所述顯微物鏡的初始設(shè)計(jì)參數(shù)，獲取各鏡面引入鬼像的同軸科勒照明光束在顯微物鏡的入瞳面上的最大張角；

18、根據(jù)所述最大張角和所述顯微物鏡基于同軸科勒照明光束在物鏡瞳孔平面上的發(fā)散角，計(jì)算顯微物鏡基于同軸科勒照明光束中形成鬼像的光通量比例的因子。

19、在可選的實(shí)施方式中，所述根據(jù)所述顯微物鏡的初始設(shè)計(jì)參數(shù)，獲取同軸科勒照明光束在各鏡面引入鬼像的最大像高，包括：

20、在所述顯微物鏡的成像路徑中為預(yù)設(shè)理想透鏡時(shí)，獲取光線經(jīng)過所述預(yù)設(shè)理想透鏡時(shí)的第一光線傳輸矩陣，并根據(jù)所述顯微物鏡的初始設(shè)計(jì)參數(shù)，分別獲取光線經(jīng)過所述顯微物鏡中各鏡面時(shí)的第二光線傳輸矩陣、光線從所述顯微物鏡中各鏡面經(jīng)過預(yù)設(shè)均勻介質(zhì)傳輸至下一鏡面時(shí)的第三光線傳輸矩陣；

21、根據(jù)所述第一光線傳輸矩陣、所述第二光線傳輸矩陣以及所述第三光線傳輸矩陣，計(jì)算所述同軸科勒照明光束在各鏡面引入鬼像的最大像高；

22、所述根據(jù)所述顯微物鏡的初始設(shè)計(jì)參數(shù)，獲取各鏡面引入鬼像的同軸科勒照明光束在顯微物鏡的入瞳面上的最大張角，包括：

23、根據(jù)所述第一光線傳輸矩陣、所述第二光線傳輸矩陣以及所述第三光線傳輸矩陣，計(jì)算鏡面引入鬼像的同軸科勒照明光束在顯微物鏡的入瞳面上的最大張角。

24、在可選的實(shí)施方式中，所述獲取光線經(jīng)過所述預(yù)設(shè)理想透鏡時(shí)的第一光線傳輸矩陣，包括：

25、獲取所述預(yù)設(shè)理想透鏡的焦距和光線入射位置到所述預(yù)設(shè)理想透鏡的距離；

26、根據(jù)所述焦距和所述距離，計(jì)算所述第一光線傳輸矩陣。

27、在可選的實(shí)施方式中，所述根據(jù)所述顯微物鏡的初始設(shè)計(jì)參數(shù)，獲取光線經(jīng)過所述顯微物鏡中各鏡面時(shí)的第二光線傳輸矩陣，包括：

28、根據(jù)所述顯微物鏡的初始設(shè)計(jì)參數(shù)，獲取所述顯微物鏡中各鏡面表面的初始曲率半徑和各鏡面前后介質(zhì)的初始折射率；

29、根據(jù)所述顯微物鏡中各鏡面表面的初始曲率半徑和各鏡面前后介質(zhì)的初始折射率，計(jì)算所述第二光線傳輸矩陣。

30、在可選的實(shí)施方式中，所述根據(jù)所述顯微物鏡的初始設(shè)計(jì)參數(shù)，獲取光線從所述顯微物鏡中各鏡面經(jīng)過預(yù)設(shè)均勻介質(zhì)傳輸至下一鏡面時(shí)的第三光線傳輸矩陣，包括：

31、根據(jù)所述顯微物鏡的初始設(shè)計(jì)參數(shù)，獲取所述顯微物鏡中光線從各鏡面經(jīng)過預(yù)設(shè)均勻介質(zhì)傳輸至下一鏡面的初始厚度；

32、根據(jù)所述初始厚度，計(jì)算所述第三光線傳輸矩陣。

33、第二方面，本發(fā)明提供一種電子設(shè)備，包括：處理器、存儲(chǔ)介質(zhì)和總線，所述存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有所述處理器可執(zhí)行的機(jī)器可讀指令，當(dāng)電子設(shè)備運(yùn)行時(shí)，所述處理器與所述存儲(chǔ)介質(zhì)之間通過總線通信，所述處理器執(zhí)行所述機(jī)器可讀指令，以執(zhí)行如前述實(shí)施方式任一所述顯微物鏡的優(yōu)化方法的步驟。

34、本申請(qǐng)的有益效果是：

35、本申請(qǐng)實(shí)施例提供的顯微物鏡的優(yōu)化方法及電子設(shè)備中，包括：獲取顯微物鏡的初始設(shè)計(jì)參數(shù)；根據(jù)顯微物鏡的初始設(shè)計(jì)參數(shù)，分別計(jì)算顯微物鏡的成像質(zhì)量和基于科勒照明系統(tǒng)下顯微物鏡的總鬼像強(qiáng)度，顯微物鏡包括m個(gè)目標(biāo)透鏡，m個(gè)目標(biāo)透鏡包括n個(gè)鏡面，m為大于1的整數(shù)，n＞m；根據(jù)顯微物鏡的成像質(zhì)量和總鬼像強(qiáng)度，構(gòu)建預(yù)設(shè)鏡頭評(píng)價(jià)函數(shù)，迭代計(jì)算成像質(zhì)量符合第一預(yù)設(shè)要求且總鬼像強(qiáng)度符合第二預(yù)設(shè)要求時(shí)各目標(biāo)透鏡的目標(biāo)設(shè)計(jì)參數(shù)，各目標(biāo)透鏡的目標(biāo)設(shè)計(jì)參數(shù)包括下述至少一種：曲率半徑、折射率、阿貝數(shù)、厚度、各目標(biāo)透鏡在顯微物鏡中的相對(duì)設(shè)置位置，相較于現(xiàn)有通過多次試驗(yàn)確定的方式，可以提高優(yōu)化效率，且通過預(yù)設(shè)鏡頭評(píng)價(jià)函數(shù)的引入，可以實(shí)現(xiàn)綜合評(píng)價(jià)，保證優(yōu)化效果。

技術(shù)特征：

1.一種顯微物鏡的優(yōu)化方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述顯微物鏡的初始設(shè)計(jì)參數(shù)，計(jì)算顯微物鏡的成像質(zhì)量，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述顯微物鏡的初始設(shè)計(jì)參數(shù)，計(jì)算基于科勒照明系統(tǒng)下顯微物鏡的總鬼像強(qiáng)度，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述顯微物鏡的初始設(shè)計(jì)參數(shù)，計(jì)算所述顯微物鏡中各鏡面對(duì)應(yīng)的鬼像強(qiáng)度，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述顯微物鏡的初始設(shè)計(jì)參數(shù)，獲取所述顯微物鏡基于同軸科勒照明光束中形成鬼像的光通量比例的因子，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述顯微物鏡的初始設(shè)計(jì)參數(shù)，獲取同軸科勒照明光束在各鏡面引入鬼像的最大像高，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述獲取光線經(jīng)過所述預(yù)設(shè)理想透鏡時(shí)的第一光線傳輸矩陣，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述顯微物鏡的初始設(shè)計(jì)參數(shù)，獲取光線經(jīng)過所述顯微物鏡中各鏡面時(shí)的第二光線傳輸矩陣，包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述顯微物鏡的初始設(shè)計(jì)參數(shù)，獲取光線從所述顯微物鏡中各鏡面經(jīng)過預(yù)設(shè)均勻介質(zhì)傳輸至下一鏡面時(shí)的第三光線傳輸矩陣，包括：

10.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：處理器、存儲(chǔ)介質(zhì)和總線，所述存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有所述處理器可執(zhí)行的機(jī)器可讀指令，當(dāng)電子設(shè)備運(yùn)行時(shí)，所述處理器與所述存儲(chǔ)介質(zhì)之間通過總線通信，所述處理器執(zhí)行所述機(jī)器可讀指令，以執(zhí)行如權(quán)利要求1-9任一所述顯微物鏡的優(yōu)化方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N顯微物鏡的優(yōu)化方法及電子設(shè)備，涉及顯微成像技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括：獲取顯微物鏡的初始設(shè)計(jì)參數(shù)；根據(jù)顯微物鏡的初始設(shè)計(jì)參數(shù)，分別計(jì)算顯微物鏡的成像質(zhì)量和基于科勒照明系統(tǒng)下顯微物鏡的總鬼像強(qiáng)度；根據(jù)顯微物鏡的成像質(zhì)量和總鬼像強(qiáng)度，構(gòu)建預(yù)設(shè)鏡頭評(píng)價(jià)函數(shù)，迭代計(jì)算成像質(zhì)量符合第一預(yù)設(shè)要求且總鬼像強(qiáng)度符合第二預(yù)設(shè)要求時(shí)各目標(biāo)透鏡的目標(biāo)設(shè)計(jì)參數(shù)，相較于現(xiàn)有通過多次試驗(yàn)確定的方式，可以提高優(yōu)化效率，且通過預(yù)設(shè)鏡頭評(píng)價(jià)函數(shù)的引入，可以實(shí)現(xiàn)綜合評(píng)價(jià)，保證優(yōu)化效果。

技術(shù)研發(fā)人員：楊佳苗,鄭朝暉,沈陽(yáng),楊小明
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海季豐電子股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8