一種大景深顯微鏡的製作方法
2023-04-26 11:35:41 1
專利名稱：一種大景深顯微鏡的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及光學技術領域，尤其涉及一種大景深顯微鏡。
背景技術：
顯微鏡是一種用於放大微小物體，使該物體能夠被肉眼觀察到的儀器，其通常由光學部分、照明部分和機械部分組成，其中最關鍵的是光學部分。光學部分主要由目鏡和物鏡組成，目鏡和物鏡的倍率組合決定顯微鏡的倍率。顯微鏡通常應用於要求高倍率的技術領域，如醫藥、化工。但是，隨著人類的技術發展，出現了一些新的技術領域，其對顯微鏡的要求也隨之提高。如在半導體生產中和在大規模集成電路生產中，使用顯微鏡對準掩膜和矽片的圖形時尤其突出，此時要求顯微鏡不但要具有高倍率，而且要具有大景深。而現在的顯微鏡存在景深不足的缺點。景深是指在鏡頭或其他成像器前沿著成像器軸線所測定的能夠取得清晰圖像的物體距離範圍。由於傳統的顯微鏡的景深都比較小， 無法保證近景和遠景同時清晰，從而限制了傳統的顯微鏡的應用範圍和所能起到的安全提示。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種大景深顯微鏡，該顯微鏡能夠解決現有技術中顯微鏡景深小、無法保證近景和遠景同時清晰的問題。為了達到上述目的，本實用新型採用如下技術方案—種大景深顯微鏡，包括鏡筒、鏡臂、鏡座和載物臺，所述鏡筒通過所述鏡臂設置在所述鏡座上，所述鏡座與所述載物臺相連，所述鏡筒內相適配地設置有目鏡和物鏡，所述物鏡包括鏡頭，所述鏡頭的焦距恆定，所述鏡頭的光學系統的參數包括透鏡的表面曲率半徑、厚度、位置、折射率和色散係數，其是通過選擇位於鏡頭實際工作環境所要求的調焦物距處的物平面為基準物平面而進行設計的。進一步地，所述鏡頭包括多片透鏡。進一步地，所述鏡頭包括；六塊光學鏡片，按入光方向順序排列連接為第一透鏡，其為凸凹片；第二透鏡，其為凹凸片；第三透鏡，其為雙凸片；第四透鏡，其為雙凸片；第五透鏡，其為凹凸片；第六透鏡，其為雙凹片。進一步地，所述大景深顯微鏡還包括成像元件。進一步地，所述成像器件為CXD或CMOS感光元件。進一步地，所述鏡頭與成像元件之間無額外元件。本實用新型的顯微鏡，其鏡頭的焦距恆定，不但能保證各種色差、像差得到補償； 且選擇實際工作環境所要求的調焦物距處的物平面為基準物平面，通過該基準物平面對鏡頭的光學系統的參數進行設計，該設計可最大程度地接近調焦物距的理想景深值，從而獲得大景深，並且保證近景和遠景同時清晰。
圖1為傳統的定焦鏡頭的光學系統的成像原理圖；圖2為本實用新型的定焦鏡頭的光學系統的成像原理圖；圖3為本實用新型的顯微鏡的結構示意圖；圖4為本實用新型的顯微鏡的鏡頭的結構示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。如圖1所示，傳統的顯微鏡鏡頭，其光學系統參數往往採用無窮遠處的物平面為基準物平面來設計，以無限遠處為基準物平面設計出的光學參數與實際工作狀態的成像條件不能很好的匹配，導致無法得到足夠大的景深。如圖3所示，本實用新型提供一種大景深顯微鏡，包括鏡筒1、鏡臂2、鏡座3和載物臺4，鏡筒1通過鏡臂2設置在鏡座3上，鏡座3與載物臺4相連，鏡筒內相適配地設置有目鏡和物鏡，物鏡包括鏡頭，鏡頭的焦距恆定，鏡頭的光學系統的參數是通過選擇位於鏡頭實際工作環境所要求的調焦物距處的物平面為基準物平面而進行設計的。申請人:於2010年2月20日提交的申請號為201010117202. 6的中國專利申請公開了一種攝像裝置的設計方法，在此以引用的方式將其全部內容結合於此。綜上，本實用新型的顯微鏡，其鏡頭的焦距恆定，不但能保證各種色差、像差得到補償；且選擇實際工作環境所要求的調焦物距處的物平面為基準物平面(如圖2所示)，通過該基準物平面對鏡頭的光學系統的參數進行設計，該設計可最大程度地接近調焦物距的理想景深值，從而獲得大景深，並且保證近景和遠景同時清晰。本實用新型中，鏡頭包括多片透鏡。如圖4所示，鏡頭優選包括六塊光學鏡片，按入光方向順序排列連接為第一透鏡5，其為凸凹片；第二透鏡6，其為凹凸片；第三透鏡7，其為雙凸片；第四透鏡8，其為雙凸片；第五透鏡9，其為凹凸片；第六透鏡10，其為雙凹片。當然，本領域技術人員應當理解的是，本實用新型中的鏡頭不限於上述實施方式， 例如，其光學透鏡的數量及類型可以進行各種變形。另外，光學透鏡的曲率半徑、折射率、光學透鏡之間的間隔等參數也可以根據實際需要進行選取。本實用新型的顯微鏡還包括成像元件，成像元件為優選為CXD(Charge-coupled Device, 電荷耦合元件)或 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補金屬氧化物半導體)感光元件。本實用新型的鏡頭與成像器件之間無需插入額外元件，即可實現同步對焦，並同時增大景深，其最終獲得的景深能夠最大程度地接近理想景深，使影像全時段清晰。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，並非用來限定本實用新型的實施範圍； 如果不脫離本實用新型的精神和範圍，對本實用新型進行修改或者等同替換，均應涵蓋在本實用新型權利要求的保護範圍當中。
權利要求1.一種大景深顯微鏡，包括鏡筒、鏡臂、鏡座和載物臺，所述鏡筒通過所述鏡臂設置在所述鏡座上，所述鏡座與所述載物臺相連，所述鏡筒內相適配地設置有目鏡和物鏡，所述物鏡包括鏡頭，其特徵在於，所述鏡頭的焦距恆定，所述鏡頭的光學系統的參數是通過選擇位於鏡頭實際工作環境所要求的調焦物距處的物平面為基準物平面而進行設計的。
2.根據權利要求1所述的大景深顯微鏡，其特徵在於，所述鏡頭包括多片透鏡。
3.根據權利要求2所述的大景深顯微鏡，其特徵在於，所述鏡頭包括六塊光學鏡片，按入光方向順序排列連接為第一透鏡，其為凸凹片；第二透鏡，其為凹凸片；第三透鏡，其為雙凸片；第四透鏡，其為雙凸片；第五透鏡，其為凹凸片；第六透鏡，其為雙凹片。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的大景深顯微鏡，其特徵在於，所述大景深顯微鏡還包括成像元件。
5.根據權利要求4所述的大景深顯微鏡，其特徵在於，所述成像元件為CCD或CMOS感光元件。
6.根據權利要求5所述的大景深顯微鏡，其特徵在於，所述鏡頭與成像元件之間無額外元件。
專利摘要本實用新型公開了一種大景深顯微鏡，屬於光學技術領域，其包括鏡筒、鏡臂、鏡座和載物臺，所述鏡筒通過所述鏡臂設置在所述鏡座上，所述鏡座與所述載物臺相連，所述鏡筒內相適配地設置有目鏡和物鏡，所述物鏡包括鏡頭，所述鏡頭的焦距恆定，所述鏡頭的光學系統的參數是通過選擇位於鏡頭實際工作環境所要求的調焦物距處的物平面為基準物平面而進行設計的。本實用新型的顯微鏡，其鏡頭的焦距恆定，不但能保證各種色差、像差得到補償；且選擇實際工作環境所要求的調焦物距處的物平面為基準物平面，通過該基準物平面對鏡頭的光學系統的參數進行設計，該設計可最大程度地接近調焦物距的理想景深值，從而獲得大景深，並且保證近景和遠景同時清晰。
文檔編號G02B21/36GK201965297SQ201120095369
公開日2011年9月7日 申請日期2011年4月2日 優先權日2011年4月2日
發明者何江, 劉雲峰, 宋甫軒 申請人:北方國通(北京)光電科技有限公司