(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211204389.2 (22)申请日 2022.09.29 (71)申请人 苏州灵猴机 器人有限公司 地址 215104 江苏省苏州市苏州吴中经济 开发区越 溪街道苏旺路328号12幢 (72)发明人 李航宇　吴学生　蒋姣　林睿　 (74)专利代理 机构 北京品源专利代理有限公司 11332 专利代理师 岳晓萍 (51)Int.Cl. G02B 7/09(2021.01) G02B 26/00(2006.01) G02B 3/14(2006.01) G01N 21/01(2006.01) G01N 21/88(2006.01) (54)发明名称 一种自动调焦光学系统及调焦方法 (57)摘要 本发明公开了一种自动调焦光学系统及调 焦方法。 一种自动对焦光学系统， 其特征在于， 包 括微分干涉光学模块、 液态对焦模块、 处理模块 和驱动模块； 微分干涉光学模块用于出射探测光 束以对待探测物进行探测并获取探测图像； 液态 对焦模块设置于微分干涉光学模块的光路中； 处 理模块分别与微分干涉光学模块和驱动模块电 连接， 用于根据探测图像确定待探测图像的离焦 信息， 根据离焦信息确定液态对焦模块的调节信 息并发送调节信息至驱动模块； 驱动模块与液态 对焦模块电连接， 用于根据调节信息调节液态对 焦模块的屈光度。 本发明通过在自动调焦光学系 统中利用液态透镜改变焦距， 消除了因机械运动 带来的磨损， 噪声 小， 稳定性 好， 响应速度快。 权利要求书2页 说明书9页 附图4页 CN 115437099 A 2022.12.06 CN 115437099 A 1.一种自动对焦光学系统， 其特征在于， 包括微分干涉光学模块、 液态对焦模块、 处理 模块和驱动模块； 所述微分干涉光学模块用于出射探测光束以对待探测物进行探测并获取探测图像； 所述液态对焦模块设置 于所述微分干涉光学模块的光路中； 所述处理模块分别与 所述微分干涉光学模块和所述驱动模块电连接， 用于根据 所述探 测图像确定所述待探测图像的离焦信息， 根据所述离焦信息确定所述液态对焦 模块的调节 信息并发送所述调节信息 至所述驱动模块； 所述驱动模块与所述液态对焦模块电连接， 用于根据所述调节信 息调节所述液态对焦 模块的屈光度。 2.根据权利要求1所述的自动对焦光学系统， 其特征在于， 所述微分干涉光学模块包括 光源单元、 起偏单元、 微分干涉单元、 物镜单元、 目镜单元、 滤波 单元、 检偏单元、 成像位置调 节单元和成像单 元； 所述液态对焦模块 位于所述 微分干涉 单元与所述目镜之间的光路中； 所述光源单元包括第一光源和第二光源， 所述第一光源用于出射第一探测光束， 所述 第二光源用于出射第二探测光束， 所述第一探测光束与所述第二探测光束的波长范围不 同； 所述起偏单元分别位于所述第 一探测光束和所述第 二探测光束的传播路径上， 用于调 制所述第一探测光束 形成第一偏振探测光束， 调制所述第二探测光束 形成第二偏振探测光 束； 所述微分干涉单元分别位于所述第一偏振探测光束和所述第二探测光束的传播路径 上， 用于调制所述第一偏振探测光束形成第一微分偏振探测光束， 调制所述第二偏振探测 光束形成第二 微分偏振探测光束； 所述物镜单元和所述待探测物依次位于所述第一微分偏振探测光束和所述第二微分 偏振探测光束的传输路径上， 所述第一微分偏振探测光束 经所述待探测物反射后形成第一 微分偏振反射光束， 所述第一微分偏振反射光束依次经所述物镜和所述微分干涉单元调制 后形成第一成像光束， 所述第一成像光束携带所述待探测物的探测信号； 所述第二微分偏 振探测光束经所述待探测物反射后形成第二微分偏振反射光束， 所述第二微分偏振反射光 束依次经所述物镜单元和所述微分干涉单元调制后形成第二成像光束， 所述第二成像光束 携带所述待探测物的探测信号； 所述液态对焦模块分别位于所述第 一成像光束和所述第 二成像光束的传播路径上， 用 于调整所述第一成像光束和所述第二成像光束的焦距； 所述滤波单元包括第 一滤波透镜和第 二滤波透镜， 所述第 一滤波透镜和所述第 二滤波 透镜的滤波范围不同； 所述检偏单元包括第一检偏透镜和第二检偏透镜； 所述成像单元包 括第一成像单元和第二成像单元； 所述第一成像光束依 次经所述 目镜单元、 所述第一滤波 透镜、 所述第一检偏透镜、 所述成像位置调节单元后在所述第一成像单元 的第一位置和第 二位置成像， 所述第一位置和所述第二位置对称于与所述第二成像单元共轭的像平面； 所 述第二成像光束依次经所述目镜、 所述第二滤波透镜和所述第二检偏透镜后在所述第二成 像单元成像。 3.根据权利要求2所述的自动对焦光学系统， 其特征在于， 所述微分干涉光学模块还包权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115437099 A 2括掩模图案单 元； 所述掩模图案单元位于所述第 一探测光束的传播路径上， 用于调制所述第 一探测光束 形成图案 探测光束。 4.根据权利要求3所述的自动对焦光学系统， 其特征在于， 所述掩模图案单元包括光栅 组件。 5.根据权利要求2所述的自动对焦光学系统， 其特征在于， 所述成像位置调 整单元包括 第一透反镜片和第一反射镜片； 所述第一成像光束经所述第 一透反镜片透射后入射至所述第 一位置， 经所述第 一透反 镜片反射后再 经所述第一反射镜片反射后入射至所述第二 位置。 6.根据权利要求2所述的自动对焦光学系统， 其特征在于， 所述微分干涉光学模块还包 括第二透反镜片和第三透反镜片； 所述第二透反镜片位于所述起偏单元与所述微分干涉单元之间的光路中以及所述微 分干涉单元与所述液态对焦 模块之间的光路中， 用于反射所述第一偏振探测光束和所述第 二偏振探测光束至所述微分干涉单元， 透射所述第一成像光束和所述第二成像光束至所述 液态对焦模块； 所述第三透反镜片位于所述目镜单元与 所述滤波单元之间的光路中， 用于反射所述第 一成像光束和所述第二 成像光束至所述第一滤波透镜， 透射所述第一成像光束和所述第二 成像光束至所述第二滤波透 镜。 7.根据权利要求2所述的自动对焦光学系统， 其特征在于， 所述微分干涉光学模块还包 括第二反射镜片和第四透反镜片； 所述第二反射镜片位于所述第 一光源与 所述第四透反镜片之间的光路中， 用于反射所 述第一探测光束至所述第四透反镜片； 所述第四透反镜位于所述第二反射镜片与所述起偏单元之间光路中以及所述第二光 源与所述起偏单元之间光路中， 用于透射所述第一探测光束至所述起偏单元， 反射所述第 二探测光束至所述 起偏单元。 8.根据权利要求1所述的自动对焦光学系统， 其特征在于， 所述液态对焦模块包括相对 设置的第一外壳和第二外壳； 设置于所述第 一外壳和所述第 二外壳限定空间内的第 一保护层和第 二保护层， 所述第 一保护层和所述第二保护层相对设置； 设置于所述第一保护层和所述第二保护层限定空间内的液态透 镜。 9.根据权利要求2所述的自动对焦光学系统， 其特征在于， 所述第 一光源包括红外光光 源， 所述第二 光源包括白光 光源。 10.一种自动调焦光学系统 的调焦方法， 应用于权利要求1 ‑9任一项所述自动对焦光学 系统， 其特 征在于， 包括： 基于微分干涉光学模块获取待探测物的探测图像； 根据所述探测图像确定所述待探测图像的离焦信息； 根据所述离焦信息确定液态对焦模块的调节信息并发送所述调节信息至所述驱动模 块， 以使所述驱动模块 根据所述调节信息调节所述液态对焦模块的屈光度。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115437099 A 3