[发明专利]长工作距离短镜筒正象显微物镜

说明书

本发明涉及显微物镜的光学设计。

对于光导纤维的焊接、羊毛、细金属丝、化学纤维等的测试，需要长工作距离，短镜筒的电子电荷耦合器件(CCD)显微物镜。这样的显微物镜体积小，又要求正象能与CCD对接，可进行实时测量。这样的物镜狄桑(Dyson)和库克(Cooke)首先作出。狄桑作出的物镜其结构如附图1所示，从图中可见其中心的次反射镜由三条筋支撑。库克后来对狄桑作出的物镜作了改进，其结构如附图2所示，其结构是用半反半透的弯月透镜代替原来的三角架和中心次反射镜，这样可以使中心遮栏降低。上述狄桑和库克所故的两种结构都是反射式长工作距离短镜筒显微物镜，都有中心遮栏、杂光比较大的缺点。这些缺点影响了成象质量，因此无实用价值。

本发明的目的是提供一种新结构的长工作距离，短镜筒的透射式显微物镜。

下面结合附图，对本发明作详细说明。

本发明的结构见附图3，是由正透镜组(1)、别汉棱镜(2)和负透镜组(3)组合而成的，正透镜组(1)的后面是别汉棱镜(2)，在别汉棱镜(2)后接负透镜组(3)，并且正透镜组(1)、别汉棱镜(2)和负透镜组(3)同轴。

本发明用作低倍显微物镜时，其正透镜组为同光轴上设置的单片正透镜和一个由一片正透镜与一片负透镜胶合成的双胶合组所构成，后接别汉棱镜和负透镜组；

本发明用作中倍显微物镜时，其正透镜组为同光轴上设置的单片正透镜和两个相同的由一片正透镜与一片负透镜胶合成双胶合组所构成，后接别汉棱镜和负透镜组；

本发明用作高倍显微物镜时，其正透镜组为同光轴上设置的单片正透镜和三个相同的由一片正透镜与一片负透镜胶合成双胶合组所构成，后接别汉棱镜和负透镜组。

从正透镜组(1)到物面(4)的距离为L，从负透镜组(3)到象面(5)的距离为L’。

本发明采用正透镜组，使每个透镜的光焦度平均分配，这佯可以使高级象差降低，增大数值孔径NA，缩短后截距，起到了压缩筒长的目的；

本发明采用别汉棱镜，可以起正象的作用，由于光路在别汉棱镜中反射六次，因而缩短了轴向距离，别汉棱镜生成负象差，这对本发明的象差矫正是有利的；本发明所用别汉棱镜，可以带屋脊，也可以不带屋脊。

本发明采用双胶合的负透镜组，起增加放大率的作用，增大后截距，实现与CCD靶面对接；

本发明正透镜组和负透镜组的光焦度及合理化的分配，也可以达到缩短镜筒长度的目的，还可以达到矫正匹兹瓦(S_IV)和象面弯曲，实现平象场。

本发明的长工作距离(物距)L＞12mm；

        短镜筒(从物面到象面)＜70mm；

        中倍显微物镜的放大率≥16倍；

        数值孔径N.A≥0.3

本发明给出中倍显微物镜的象差曲线(见附图4)和点列图(见附图5)可以看出这是高质量的光学系统设计。

附图说明：

附图1狄桑(Dyson)设计的长工作距离短镜筒的显微物镜；

附图2库克(Cooke)设计的长工作距离短镜筒的显微物镜；

附图3本发明长工作距离短镜筒正象显微物镜；

附图4本发明的横向(TA_y、TA_x)象差曲线图；

附图5本发明的点列图(0.486μm～0.651μm)。图中：

1、为正透镜组；2、为别汉棱镜；3、为负透镜组；4、为物面；5、为象面；INTEN为光强度，DFOCU为离焦量，R(mm)为弥散园的半径。