本发明涉及一种激光对焦传感器，属于光学自动对焦。
背景技术：
1、显微镜在生物、医疗、材料环境、半导体及其他工业领域的应用越来越广泛。但显微镜的视场和景深均较小，对样品的检测往往需要大量重复的调焦工作，极大影响了检测效率，难以满足现代科学研究和工业生产的需求。因此显微系统的自动对焦技术应运而生，并逐渐成为显微镜自动对焦领域的研究热点。
2、现有的自动对焦技术包括图像计算对焦、激光对焦、相位法对焦等。其中由于激光对焦技术对焦速度快，对焦精度高和适用性广泛等特点，是显微镜自动对焦中最主要的应用技术。激光自动对焦传感器一般集成在显微系统的光路中，并配合伺服运动机构实现自动对焦过程。激光自动对焦所应用的原理一般是激光光源经过镜片和特殊形状光阑整形并准直后，在显微镜焦面上形成固定形状的光斑，该光斑通过自准直成像在相机上，并根据相机上光斑的形状和位置计算出显微镜的离焦状态。光斑的形状一般有单点、多点、直线和环形等形式，不同的光斑形状有不同的应用特点和适用范围。但离焦量检测依赖于光斑在图像传感器上的绝对位置，因此容易受振动、气流、热漂移等环境扰动和电气噪声的影响，从而限制了系统的分辨率和稳定性。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种激光对焦传感器，本发明通过将光斑在图像传感器上的相对位置检测离焦量，解决了现有技术中采用绝对位置检测离焦量时容易受外界干扰的问题，提升了显微系统对焦稳定性。
2、为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
3、第一方面，本发明提供了一种激光对焦传感器，包括激光光源，所述激光光源发射的光线束经过光束整形元件整形为两束平行光束后，经过显微系统组件聚焦在样品表面，所述样品表面反射的两束光束经过光束偏折元件向不同方向偏折后分别汇聚到图像传感器的不同位置；所述激光对焦传感器通过图像传感器上两束光束的相对距离确定离焦量后，传递给运动控制器，所述运动控制器基于离焦量控制运动组件调整显微系统组件和样品的距离，将显微系统组件调整为正焦状态。
4、进一步的，所述光束偏折元件为楔形镜组，所述楔形镜组由两个对称放置的楔形镜组成。
5、进一步的，所述光束整形元件包括激光准直镜，所述激光光源发射的光线束经过激光准直镜准直后均匀照射在狭缝上，透过所述狭缝的衍射光被光阑整形为两束对称的发散光束，两束所述发散光束透过分光镜后经准直镜准直为两束所述平行光束。
6、进一步的，所述显微系统组件包括分色镜，两束所述平行光束经过分色镜反射进入显微物镜，所述显微物镜将光束聚焦到所述样品表面。
7、进一步的，所述光阑表面有两个相对光轴对称的孔径，所述孔径的形状包括矩形、圆形、环形和椭圆。
8、进一步的，所述狭缝的宽度为10μm~30μm。
9、进一步的，所述分光镜的分光比为1:1。
10、进一步的，所述准直镜的焦距为100mm~200mm，口径为15mm~25mm。
11、进一步的，所述分色镜反射激光对焦传感器所使用波长的光束，透过显微系统组件所使用波长的光束，实现激光对焦传感器和显微系统组件的光束隔离。
12、进一步的，所述运动控制器以显微系统组件正焦状态下图像传感器上两个光束的离焦量为标准，控制运动组件调整显微物镜和样品表面的距离完成显微系统组件对焦。
13、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
14、一、本发明采用反射光束在图像传感器上的相对距离作为离焦量的判断依据，大部分环境扰动和电气噪声会对两个光斑图像产生同步的绝对位置偏移，而对两个光斑的相对位置偏移的影响较小。因此，本发明可以对振动、气流、热漂移等环境扰动和电气噪声有一定的抑制作用，从而提高系统的分辨率和稳定性；
15、二、本发明中显微物镜和样品表面发生离焦后，图像传感器上的两个狭缝的像的距离将会发生变化。当像的距离变小时，显微物镜和样品表面的距离偏近即发生前离焦；当像的距离变大时，显微物镜和样品表面的距离偏远即发生后离焦。因此，运动控制器可以根据前离焦或后离焦来控制运动组件完成显微系统的自动对焦功能，更加便捷迅速。
1.一种激光对焦传感器，其特征是，包括激光光源，所述激光光源发射的光线束经过光束整形元件整形为两束平行光束后，经过显微系统组件聚焦在样品表面，所述样品表面反射的两束光束经过光束偏折元件向不同方向偏折后分别汇聚到图像传感器的不同位置；所述激光对焦传感器通过图像传感器上两束光束的相对距离确定离焦量后，传递给运动控制器，所述运动控制器基于离焦量控制运动组件调整显微系统组件和样品的距离，将显微系统组件调整为正焦状态。
2.根据权利要求1所述的激光对焦传感器，其特征是，所述光束偏折元件为楔形镜组，所述楔形镜组由两个对称放置的楔形镜组成。
3.根据权利要求1所述的激光对焦传感器，其特征是，所述光束整形元件包括激光准直镜，所述激光光源发射的光线束经过激光准直镜准直后均匀照射在狭缝上，透过所述狭缝的衍射光被光阑整形为两束对称的发散光束，两束所述发散光束透过分光镜后经准直镜准直为两束所述平行光束。
4.根据权利要求3所述的激光对焦传感器，其特征是，所述光阑表面有两个相对光轴对称的孔径，所述孔径的形状包括矩形、圆形、环形和椭圆。
5.根据权利要求3所述的激光对焦传感器，其特征是，所述狭缝的宽度为10μm~30μm。
6.根据权利要求3所述的激光对焦传感器，其特征是，所述分光镜的分光比为1:1。
7.根据权利要求3所述的激光对焦传感器，其特征是，所述准直镜的焦距为100mm~200mm，口径为15mm~25mm。
8.根据权利要求1所述的激光对焦传感器，其特征是，所述显微系统组件包括分色镜，两束所述平行光束经过分色镜反射进入显微物镜，所述显微物镜将光束聚焦到所述样品表面。
9.根据权利要求8所述的激光对焦传感器，其特征是，所述分色镜反射激光对焦传感器所使用波长的光束，透过显微系统组件所使用波长的光束，实现激光对焦传感器和显微系统组件的光束隔离。
10.根据权利要求8所述的激光对焦传感器，其特征是，所述运动控制器以显微系统组件正焦状态下图像传感器上两个光束的离焦量为标准，控制运动组件调整显微物镜和样品表面的距离完成显微系统组件对焦。
