作为现代成像系统中必不可少的一项关键技术,自动对焦技术得到了越来越广泛的应用,涉及到日常生活、科学研究和军事应用等各个领域。尽管近年来自动对焦技术的理论和方法发展得很快,但在某些成像系统中的应用还不够成熟,仍需进行大量的研究。显微镜是一种应用非常广泛的光学仪器,然而,能实现自动对焦功能的显微镜并不多见。本文在对自动对焦技术探讨的基础上,设计并优化了一种基于CCD视频信号模拟滤波和单片机控制的显微镜自动对焦系统。系统先对模拟视频信号进行滤波,对其中的高频成分进行放大和积分,并以此为对焦评价标准,A/D变换后,由单片机实施控制,并驱动执行机构实现自动对焦。 在文中,首先对自动对焦技术的现状、基本理论和方法做了介绍,并对本显微镜自动对焦系统所涉及的理论作了探讨,确定本系统是基于视频信号模拟滤波的。另外,文中还对系统的总体框架结构做了简要论述。 本文的重点内容是系统在硬件和软件方面采取了一些优化措施。在硬件上,主要有:多路反馈带通有源滤波器通带的选择和滤波方案的优化、信号的分路放大、解决视频行与单片机周期间的漂移问题、电机驱动方式的优化.在软件上,主要是搜索算法的优化,还有对焦评价函数和对焦窗口的选择,以及相对于硬件上优化后所采取的一些改进。这些优化措施都是经过实验验证的,并被证明对系统性能的提高是有成效的。 最后,本文对该显微镜自动对焦系统的进一步优化做了展望和分析。 通过以上几方面的工作,设计的显微镜自动对焦系统基本完成了项目初期设定的指标。经过优化,系统能够更快更精确且稳定地实现自动对焦,并且,该系统进一步地适应了生产的需求。