【自动聚焦】显微镜的景深
1 显微镜介绍
图1 显微镜
镜座：支持、稳定作用
镜柱：支持作用
镜臂：连接作用（可以手握旋转，便于观察）
细准焦螺旋：升降镜筒
粗准焦螺旋：升降镜筒
镜筒：连接目镜与物镜
转换器：调换物镜
目镜：放大图像
图2 目镜
物镜：放大图像
图3 物镜
载物台：放置玻片
通光孔：光线通过
压片夹：固定玻片
遮光器：调节光线强弱
图4 通光孔
反光镜：反射光线（光线较强时，用平面镜，较弱时，用凹面镜）
2 景深
当镜头对准某一物体平面准确调焦后，在物平面前后一定距离内的景物也能结成清晰影像，这物平面前后一定距离上结像清晰的纵深范围，称为景深。物平面 OP 上点 A 能在焦平面上汇聚为一点,而在 OP 前后两平面上的点 B、C 则会在 FP（Focus Plane） 平面上形成一定大小的弥散斑(Blur)，从而点 B、C 在 FP 上的成像将变模糊，但当这样的弥散斑足够小，超出限定的某个分辨等级，可仍然认为点 B、C 在 FP 上的成像是清晰的，点 B 与点 C 能保持在 FP 上清晰成像时的两点之间沿着光轴的最大距离即对应景深的大小。景深是光学成像系统中一个重要的概念，对成像系统的成像质量具有重要影响。
图5 景深和弥散斑
图中，OP是（Object Plane），FP是（Focus Plane），景深公式如下：
D ：光圈直径
σ ：允许的弥散斑直径
f ：镜头焦距
u ：物距
由景深计算公式可以看出，景深与镜头使用光圈、镜头焦距、拍摄距离以及对像质的要求(表现为对容许弥散圆的大小)有关。这些主要因素对景深的影响如下(假定其他的条件都不改变)：
①镜头光圈：光圈越大，景深越小；光圈越小，景深越大；
②镜头焦距：镜头焦距越长，景深越小；焦距越短，景深越大；
③拍摄距离：距离越远，景深越大；距离越近，景深越小。
根据景深的定义，大景深的成像系统具有更大的纵深调焦范围，其可在相当大的误差范围内保证调焦结果的准确性，而在基于图像处理的自动聚焦过程中，通过搜索峰值确定最佳成像位置也要求搜索步长小于景深，所以，大景深的成像系统是容易实现基于图像处理的自动聚焦的，但小景深的成像系统由于对空间深度信息敏感，在通过基于图像处理的自动聚焦法聚焦的过程中，不同空间深度上的信息将会互相干扰，自动聚焦的可靠性无法保证。