[发明专利]具有集成的宽视场相机和光束扫描设备的显微镜透镜

权利要求书

1.一种用于观察目标的设备，所述设备包括：

壳体；

物镜，所述物镜位于所述壳体内，所述物镜包括由所述壳体支撑的第一透镜组和由所述壳体支撑的第二透镜组，所述第一透镜组比所述第二透镜组更靠近目标；以及

相机，所述相机位于所述物镜内在所述第一透镜组和所述第二透镜组之间，所述相机被配置为提供位于所述物镜的焦点附近的所述目标的视频图像，

其中，所述第一透镜组的外部提供高数值光圈显微图像，并且所述第一透镜组的中心部分提供低数值光圈宽视场视频。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一透镜组包括单个消球差超半球透镜，所述相机位于所述超半球透镜和所述第二透镜组之间，并且与所述超半球透镜的外凸表面相邻。

3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述超半球透镜包括顶点，并且其中，所述相机在所述顶点处耦合到所述超半球透镜。

4.根据权利要求2所述的设备，还包括反射元件，所述反射元件与所述超半球透镜相邻，并且被配置为将从所述目标反射的光重定向到所述相机。

5.根据权利要求2所述的设备，其中，所述第一透镜组包括顶点，并且其中，所述相机被定位为离开所述顶点。

6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一透镜组包括单个消球差半球透镜，所述相机位于所述半球透镜和所述第二透镜组之间，并且与所述半球透镜的外凸表面相邻。

7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述半球透镜包括顶点，并且其中，所述相机在所述顶点处耦合到所述半球透镜。

8.根据权利要求6所述的设备，还包括反射元件，所述反射元件与所述半球透镜相邻，并且被配置为将从所述目标反射的光重定向到所述相机。

9.根据权利要求6所述的设备，其中，所述半球透镜包括顶点，并且其中，所述相机被定位为离开所述顶点。

10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述相机包括半球微透镜和在透明基板上的不透明膜中的光刻图案孔以形成光圈。

11.根据权利要求1所述的设备，还包括由所述壳体支撑的第三透镜组，以及位于所述第二透镜组和所述第三透镜组之间的扫描器。

12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述扫描器是MEMS扫描器，所述MEMS扫描器被配置为提供所述目标的一部分的三维亚表面成像。

13.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一透镜组包括具有第一数值光圈和第一视场的透镜，并且其中，所述第二透镜组包括具有第二数值光圈和第二视场的透镜，所述第一数值光圈大于所述第二数值光圈，所述第一视场小于所述第二视场。

14.一种用于观察目标的系统，所述系统包括：

壳体；

物镜，所述物镜位于所述壳体内，所述物镜包括由所述壳体支撑的一个或多个透镜的第一透镜组以及包括由所述壳体支撑的一个或多个透镜的第二透镜组，所述第一透镜组比所述第二透镜组更靠近目标；

相机，所述相机位于所述物镜内在所述第一透镜组和所述第二透镜组之间，所述相机被配置为提供位于所述物镜的焦点附近的所述目标的视频图像；以及

光束扫描器和/或聚焦设备，所述光束扫描器和/或聚焦设备位于所述第一透镜组和所述第二透镜组之间，所述光束扫描器和/或聚焦设备被配置为在位于所述物镜的焦点附近的目标空间内提供三维光束焦点位置的扫描。

15.根据权利要求14所述的系统，其中，在所述第一透镜组和所述第二透镜组之间存在间隙，并且其中，所述间隙在2mm和10mm之间。