[發(fā)明專利]顯微鏡光學(xué)變焦系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310668054.0
• 申請日: 2013-12-07
• 公開（公告）號: CN103616759A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳群
• 申請（專利權(quán)）人: 梧州奧卡光學(xué)儀器有限公司
• 主分類號: G02B15/167
• 分類號: G02B15/167;G02B21/24
• 代理公司: 柳州市集智專利商標(biāo)事務(wù)所 45102
• 代理人: 黃有斯

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種光學(xué)鏡頭的焦距可以在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化，從而實(shí)現(xiàn)倍率的連續(xù)改變的光學(xué)變焦系統(tǒng)。?

背景技術(shù)

變焦距光學(xué)鏡頭的焦距可以在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化，從而實(shí)現(xiàn)倍率的連續(xù)改變。變焦距光學(xué)系統(tǒng)從原理方案上來說有兩種：一為光學(xué)補(bǔ)償；另為機(jī)械補(bǔ)償，或稱為絕對補(bǔ)償。光學(xué)系統(tǒng)中的每個透鏡組，一經(jīng)設(shè)計(jì)與加工之后其焦距就是固定不變的，要改變整個系統(tǒng)的焦距，只能改變各個透鏡組之間的距離。幾個運(yùn)動透鏡組固連在一起作同方向的移動，達(dá)到在變焦的同時(shí)能減少像面的移動，這種系統(tǒng)叫做光學(xué)補(bǔ)償系統(tǒng)。各個運(yùn)動透鏡組元按不同的運(yùn)動規(guī)律作較復(fù)雜的移動，達(dá)到完全防止像面移動，這種系統(tǒng)叫做機(jī)械補(bǔ)償系統(tǒng)。光學(xué)補(bǔ)償是不能達(dá)到完全防止像面移動的，而機(jī)械補(bǔ)償則可以通過精確控制兩個運(yùn)動組元的移動軌跡來達(dá)到像完全不移動，本發(fā)明屬于機(jī)械補(bǔ)償系統(tǒng)。它是專門為CCD視頻系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種顯微鏡光學(xué)變焦系統(tǒng)，它可以解決現(xiàn)有光學(xué)系統(tǒng)為達(dá)到中等變倍比(8:1)而采用很復(fù)雜的光學(xué)結(jié)構(gòu)，而且成像質(zhì)量不是很理想的問題。?

為了解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：這種顯微鏡光學(xué)變焦系統(tǒng)，包括有有從物方到像方的順序依次排列的具有正光焦度的前組元，具有正光焦度的變倍組元，具有負(fù)光焦度的補(bǔ)償組元和具有正光焦度的后組元組成的系統(tǒng)；?

前組元為一個具有正光焦度的膠合組，由第一負(fù)透鏡與第一正透鏡膠合而成；第一負(fù)透鏡采用平凹結(jié)構(gòu)形式，平面朝向物方，凹面為膠合面；第一正透鏡為雙凸結(jié)構(gòu)形式，球面半徑較小的面為膠合面；前組作為一個整體是一個平凸結(jié)構(gòu)形式，符合物或像處于無限遠(yuǎn)時(shí)的正透鏡最小球差的結(jié)構(gòu)形式；

變倍組元由第五正透鏡組成，采用平凸結(jié)構(gòu)形式，它的凸面朝向來自物方的平行光束，平面則向像方，它也符合物方無限遠(yuǎn)時(shí)球差最小的透鏡結(jié)構(gòu)形式；

補(bǔ)償組元為一個具有負(fù)光焦度的膠合組，由第二負(fù)透鏡與第二正透鏡膠合而成；第二負(fù)透鏡為雙凹透鏡，半徑較大的凹面朝向物方，半徑較小的凹面為膠合面；第二正透鏡）為彎月結(jié)構(gòu)形式，凸面為膠合面，凹面朝向像方；

后組元具有正的光焦度，它由第三正透鏡，第四正透鏡及第三負(fù)透鏡組成；第三正透鏡為雙凸結(jié)構(gòu)形式，半徑較大的凸面朝向物方，半徑較小的凸面朝向像方；第四正透鏡為雙凸結(jié)構(gòu)形式，半徑較小的凸面朝向物方，半徑較大的凸面朝向像方；第三負(fù)透鏡為雙凹結(jié)構(gòu)形式，半徑較小的凹面朝向物方，半徑較大的凹面朝向像方；

前組元的焦距為fG1，它的值滿足以下條件：115<?fG1<125；變倍組元的焦距為fG2，它滿足下述條件：0.6<?fG2/?fG1<0.7；補(bǔ)償組元的焦距為fG3，它的值滿足下述條件：-15.8<?fG3<-14.3；后組元的焦距為fG4，它的值滿足以下條件：33.8<?fG4<35.8；當(dāng)變倍組元沿像方到物方的方向移動，然后再沿物方到像方的方向移動；補(bǔ)償組元固定沿物方到像方的方向移動，而前組元和后組元在整個系統(tǒng)中固定不動，所述系統(tǒng)的倍率則可從最低值-0.4倍達(dá)到最高值-3.2倍。

由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果：?

1、本發(fā)明具有光學(xué)結(jié)構(gòu)簡單，中等的變焦比(8:1)，成像質(zhì)量卓越的特點(diǎn)。

2、本發(fā)明當(dāng)變倍組元沿像方到物方的方向移動，然后再沿物方到像方的方向移動；補(bǔ)償組元固定沿物方到像方的方向移動，而前組元和后組元在整個系統(tǒng)中固定不動，所述系統(tǒng)的倍率可從最低值-0.4倍達(dá)到最高值-3.2倍。?

3、本發(fā)明在變焦過程中，所有倍率的像方視場邊緣具有很高的漸暈系數(shù)，嚴(yán)格保證了整個像面亮度的均勻性，很好地滿足了CCD成像的要求。?

4、本發(fā)明的各個光學(xué)元件工藝性良好，易于加工，各元件的精度能得到很好的保證；所采用的玻璃材料均為常規(guī)材料，物理、化學(xué)性能穩(wěn)定，確保系統(tǒng)能長時(shí)間保持優(yōu)異的成像質(zhì)量。?

附圖說明

圖1是本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)示意圖。?

圖2為-0.4倍的光學(xué)傳遞函數(shù)圖。?

圖3為-0.4倍的像曲及畸變圖。?

圖4為-0.4倍的漸暈曲線圖。?

圖5為-2倍的光學(xué)傳遞函數(shù)圖。?

圖6為-2倍的像曲及畸變圖。?

圖7為-2倍的漸暈曲線圖。?

圖8為-3.2倍的光學(xué)傳遞函數(shù)圖。?

圖9為-3.2倍的像曲及畸變圖。?