[发明专利]一种长工作距离的数字显微光学成像装置

说明书

本发明公开了一种长工作距离的数字显微光学成像装置，由显微镜成像光路和工业相机组成，属于检测设备技术领域，本发明利用光学设计软件ZEMAX进行光学成像效果的仿真，给出了工作距离400mm，视场范围直径4mm，工作波段为可见光，分辨率10μm的显微镜光学系统。该光学系统具有长工作距离和高分辨率成像等特点，可以应用于工业领域中非接触检测。

技术领域

本发明涉及光学成像技术，特别是一种长工作距离的数字显微光学成像装置。

背景技术

显微镜的应用十分的广泛，它不仅能够应用在生物学领域，在其他医学、天文学、材料学等科学领域也发挥着举足轻重的作用。正因为显微镜扮演着如此重要的角色，才使得科研领域的每一次革新都离不开它，所以显微镜就成了科学发展的重要标志，也成了检测领域及工业生产中得到了广泛的应用。

但当工件处于比较恶劣的环境下，显微镜需较长的工作距离上对被测工件表面进行高分辨率成像，以观察待测样的变化情况，例如对金属的热膨胀现象等进行观测。现有的显微成像系统一般物距很小，难以满足长工作距离成像的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种长工作距离的数字显微光学成像装置，解决工业动态测量中存在的显微镜工作距离短、分辨率低等问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种长工作距离的数字显微光学成像装置，包括光学系统，位于所述光学系统出瞳的CCD组件，以及连接光学系统和CCD组件的镜筒装置；

所示光学系统包括双凹透镜、第一双胶合凸透镜以及第二双胶合凸透镜；

所述第一双胶合透镜物面为负透镜面，像面为正透镜面；

所述第二双胶合透镜物面为负透镜面，像面为正透镜面；

所述镜筒装置中，CCD与相机套筒相连接，并通过螺纹圈连接CCD组件与镜筒，双凹透镜、第一双胶合凸透镜以及第二双胶合凸透镜一起放置于镜筒中，并通过固定位置挡片固定透镜。

与现有技术相比，本发明的显著优点为：本光学系统为了实现成像的长工作距离环境和图像分辨率，通过调整各个透镜的选型和光学间隔，以满足成像分辨率1292×964的工业相机的搭配要求；该光学系统具有长工作距离和高分辨率成像等特点，可以应用于工业领域中非接触检测。

附图说明

图1是长工作距离显微光学系统的光路图。

图2是长工作距离显微光学系统的点列图。

图3是长工作距离显微光学系统的波像差图。

图4是长工作距离显微光学系统机械结构图。

图5是光学系统机械结构横切截面图。

图6是分辨率板的100线宽位置的4个条纹图案的图像采集结果示意图。

具体实施方式

一种长工作距离的数字显微光学成像装置，包括光学系统，位于所述光学系统出瞳的CCD组件，以及连接光学系统和CCD组件的镜筒装置；

所示光学系统包括双凹透镜、第一双胶合凸透镜以及第二双胶合凸透镜；

所述第一双胶合透镜物面为负透镜面，像面为正透镜面；

所述第二双胶合透镜物面为负透镜面，像面为正透镜面；

所述镜筒装置中，CCD与相机套筒相连接，并通过螺纹圈连接CCD组件与镜筒，双凹透镜、第一双胶合凸透镜以及第二双胶合凸透镜一起放置于镜筒中，并通过固定位置挡片固定透镜。