[发明专利]光学观察系统

说明书

技术领域

本发明涉及允许在平坦面上精确投影及观察弯曲表面的光学系统。本 发明可以用于防止或减少由微粒物质导致的观察误差。

背景技术

照相机和目视系统常常用在观察系统中，尤其用以观察缺陷。但是， 常规照相机镜头对于观察弯曲表面来说可能不精确和/或足够，因为通常在 观察系统中，成像物体被投影到平坦的CCD成像面上。校正该问题的一 项技术是通过减小孔径的尺寸而增加常规照相机镜头的景深。

在特定应用中，例如接触透镜观察，减小孔径尺寸带来了额外的困难。 接触透镜的较大曲率(约3.5mm的弧矢高度和14mm的直径)阻止了整个 透镜表面的均匀聚焦。此外，对于漂浮在液体溶液中的物品，例如接触透 镜，当景深被调节为捕捉3.5mm的深度时，溶液中漂浮的碎屑也被聚焦， 使得观察技术不精确。

本发明通过提供一种光学系统来改善检查弯曲表面上的缺陷的能力， 而解决此处列出的问题。具体实施例包括能够观察接触透镜的表面及侧面 上的缺陷的光学系统。

发明内容

本发明通过提供一组光学元件而沿特定弯曲表面减小数字照相机的景 深来提供改善观察分辨率的方法。在一些实施例中，所述特定弯曲表面可 以是接触透镜。优选将弯曲表面的像投影在平坦的CCD面上。可以使用 多个光学元件；这样的元件的可调节性质可包括：前后表面半径、玻璃类 型、元件之间间距、元件直径以及元件厚度。对于每个可调节性质可使用 尺寸范围。例如，在本发明的一个实施例中，第一元件的前表面半径是在 50到55mm之间；第一元件的后表面半径是在-30到-35mm之间；第二元 件的前表面半径是在95到100mm之间；第二元件的后表面半径是在-15 到-20mm之间；第三元件的前表面半径是在-15到-20mm之间；第三元件 的后表面半径是在-25到-30mm之间；第四元件的前表面半径是在40到 45mm之间；第四元件的后表面半径是在10到15mm之间；第五元件的前 表面半径是在10到15mm之间；第五元件的后表面半径是在-55到-60mm 之间；第六元件的前表面半径是在20到25mm之间；第六元件的后表面 半径是在-10到-15mm之间；以及第七元件的前表面半径是在-15到-20mm 之间。在一个相关实施例中，第一元件的直径是在15到20mm之间；第 二元件的直径是在15到20mm之间；第三元件的直径是在15到20mm之 间；第四元件的直径是在15到20mm之间；第五元件的直径是在15到 20mm之间；第六元件的直径是在20到25mm之间；以及第七元件的直径 是在20到25.0mm之间。

在相似实施例中，第一元件的厚度是在1到5mm之间；第二元件的 厚度是在1到5mm之间；第三元件的厚度是在1到5mm之间；第四元件 的厚度是在1到5mm之间；第五元件的厚度是在5到10mm之间；第六 元件的厚度是在5到10mm之间；以及第七元件的厚度是在1到5mm之 间。

本发明的元件可以由FK3型玻璃或SFL6型玻璃制成。在本发明的使 用七个光学元件的更具体实施例中，所述第一元件的前表面半径可以为约 51.9mm；所述第一元件的后表面半径可以为约-32.0mm；所述第二元件的 前表面半径可以为约98.4mm；所述第二元件的后表面半径可以为约 -15.8mm；所述第三元件的前表面半径可以为约-15.8mm；所述第三元件的 后表面半径可以为约-29.9mm；所述第四元件的前表面半径可以为约 40.5mm；所述第四元件的后表面半径可以为约11.1mm；所述第五元件的 前表面半径可以为约11.1mm；所述第五元件的后表面半径可以为约 -58.1mm；所述第六元件的前表面半径可以为约23.5mm；所述第六元件的 后表面半径可以为约-13.5mm；所述第七元件的前表面半径可以为约 -13.5mm；以及所述第七元件的后表面半径可以为约-16.9mm。