[发明专利]反射折射系统和图像拾取装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于放大并观测样本（物体）的反射折射系统和具有该反射折射系统的图像拾取装置。

背景技术

在近年来的病理检查中，检查者不仅直接通过光学显微镜用他/她的眼睛观测病理标本（样本），而且还通过由虚拟显微镜所拍摄的并且显示在显示设备上的图像数据来观测病理标本（样本）。这样的虚拟显微镜使得多个检查者能够同时观测显示在显示设备上的病理标本的图像数据。而且，虚拟显微镜提供许多优点，包括与远程病理学家共享图像数据以寻求他/她的诊断。然而，因为图像数据是通过病理标本的图像拍摄来准备的，所以该方法引起花费时间的问题。

花费时间的一个原因是图像数据是通过使用常规的虚拟显微镜来获取的，常规的虚拟显微镜具有相对于大的病理标本窄的图像拍摄区。常规的虚拟显微镜的这样的窄图像拍摄区使得必需拍摄大的病理标本中的多个分离区域的图像（换句话讲，扫描病理标本），以将所拍摄的图像组合为一个图像。因此，虚拟显微镜要求具有大的图像拍摄区的光学系统（图像拍摄光学系统），以便与常规的虚拟显微镜相比，减少病理标本的图像拍摄的次数以缩短获得图像数据的时间。

而且，需要在物侧和像侧（即，两侧）是远心的光学系统，以便减小由于病理标本和图像拾取元件（诸如CCD传感器）在图像拍摄光轴方向上的位置误差而导致的对图像数据的影响（倍率变化等）。

另外，为了详细观测病理标本，需要不仅具有上述大的图像拍摄区、而且还在可见光波长范围内具有高分辨能力的光学系统。不仅病理检查，而且各种领域也需要这样的具有高分辨能力的光学系统。

日本专利公开No.60-034737公开了一种被形成为屈光系统并且适用于观测生物细胞等的显微物镜，该屈光系统的像差在整个可见光波长范围上充分减小。然而，虽然日本专利公开No.60-034737中所公开的显微物镜充分减小了整个可见光波长范围上的像差，但是它具有未必足够大的观测区。

此外，PCT国际申请No.2001-517806的日本译文公开了一种超宽带紫外显微镜视频系统，该系统使用反射折射系统来实现宽的紫外波段上的高分辨能力，该系统用于检查集成电路和光掩模中存在的缺陷。然而，虽然PCT国际申请No.2001-517806的日本译文中所公开的超宽带紫外显微镜视频系统通过充分减小宽的紫外波段上的像差来实现了高分辨能力，但是它具有未必足够大的视场。

而且，日本专利公开No.2002-082285公开了一种曝光装置的反射折射系统，该曝光装置适用于在宽区域上曝光微小图案以制造半导体器件。然而，虽然日本专利公开No.2002-082285中所公开的反射折射系统通过充分减小宽区域上的像差来实现了高分辨能力，但是它的总长度长。这样的长的总光学系统长度增大了曝光装置的大小，这不便于安装和操作该装置。

发明内容

本发明提供了一种反射折射系统，该反射折射系统具有良好的两侧远心性质，能够充分减小宽的波长范围上的各种像差并且实现宽的图像拍摄区上的高分辨能力。

作为其一方面，本发明提供了一种反射折射系统，其包括：第一光学成像系统，其包括反射折射部分，所述反射折射部分被配置为收集来自物体的光束以便使所述光束形成所述物体的中间图像；和第二光学成像系统，其包括屈光部分，所述屈光部分被配置为使来自所述中间图像的光束在像面上形成图像。所述第一光学成像系统按从物侧起的顺序包括第一光学元件和第二光学元件，所述第一光学元件包括第一透射部分和第一反射部分，所述第一透射部分在所述第一光学元件在光轴上及其周围的中心部分中，所述第一反射部分在所述第一光学元件的外周物侧表面上，所述第二光学元件包括第二透射部分和第二反射部分，所述第二透射部分在所述第二光学元件在所述光轴上及其周围的中心部分中，所述第二反射部分在所述第二光学元件的外周像侧表面上，所述第一光学元件和所述第二光学元件被布置为使得第一反射表面和第二反射表面彼此面对。来自所述物体的光束顺序地通过第一光学成像系统中的第一透射部分、第二反射部分、第一反射部分和第二透射部分，然后朝向第二光学成像系统出射。所述第二光学成像系统按从物侧起的顺序包括具有正折光力的前透镜组、孔径光阑和后透镜组。在所述第二光学成像系统中，置于所述孔径光阑与所述像面之间的多个透镜表面之中的连续四个透镜表面具有负组合折光力，并且满足以下条件：

其中，表示所述负组合折光力的最大值，Y_max表示所述反射折射系统在所述物体处的视场中的最大物体高度。