[发明专利]一种大景深数码显微系统

说明书

技术领域

本发明涉及光学技术领域，具体涉及一种大景深数码显微系统。

背景技术

光学显微镜自16世纪末在欧洲发明后，将人类的视野拓展到一个全新的世界中。显微镜技术在生物、医学、工业等诸多方面有着广泛的应用。经过400余年的发展，显微镜的成像质量日益提高。尤其是上个世纪末，光电转换器件的广泛应用和数字处理技术的不断更新，给这个古老的学科注入新的生命力。

现有的数码显微系统包括显微物镜、带光电转换器件的电子目镜、与光电转换器件连接的数字解调器以及与数字解调器连接的图像输出设备，小景深一直是传统数码显微系统中的重要问题，在中高倍的数码显微系统中尤为严重。

数码显微系统中显微物镜的景深d可以表示为波动光学景深和几何光学景深之和其中，λ₀为波长；n表示物方折射率；M表示放大倍数；NA表示显微物镜的数值孔径；e表示显微物镜在像面上能分辨的最小距离。考虑到显微物镜的像面实际上就是电子目镜的物面，因此，e实际是由电子目镜决定。以普通的生物显微物镜为例，取λ₀为550nm。若采用的是放大倍率为1/3，像元尺寸为7um的光电转换器件，则显微物镜在像面上能分辨的最小距离e为21um。以常用的数值孔径（NA）0.65，放大倍率（M）40倍的中倍显微物镜和数值孔径（NA）1.1，放大倍率（M）100倍的高倍显微物镜为例，将相应的参数代入上式中，可得显微物镜的景深，中高倍显微物镜的主要参数见表1。

表1

  数值孔径NA  放大倍率M  物方折射率n 景深d（um）  中倍显微物镜  0.65  40  1  2.1

  高倍显微物镜  1.1  100  1.5  0.78

由表1可见，显微物镜的倍率越高，则景深就越小；显微物镜的数值孔径越大，则景深就越小。数码显微系统是通过对整个镜筒的调焦来看清被观察物体的，因此对实现微调的机械结构的精密度要求很高。