[發(fā)明專利]無限遠共軛距顯微物鏡雜散光測試儀及測試精度調節(jié)方法

在審

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• 申請日: 2015-10-26
• 公開（公告）號: CN105181303A
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發(fā)明（設計）人: 廖家勝;鞏巖;駱聰
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州生物醫(yī)學工程技術研究所
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 史霞

技術領域

本發(fā)明涉及光學測試領域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種無限遠共軛距顯微物鏡雜散光測試儀及測試精度調節(jié)方法。

背景技術

目前，測量光學系統(tǒng)的雜散光的方法主要有兩種，一種為黑斑法(也稱為面源法)，另一種為點源法。由于點源法采用的是點掃的方式，光線在進入光學系統(tǒng)前，必須對光線進行準直，因此對于中心視場，它很難測量由透鏡邊緣、鏡框和鏡筒反射及散射所產生的雜光，同時，對于小口徑、大視場角的顯微物鏡，平行光照明與真實照明情況差別很大，測量結果難以反映顯微物鏡內部雜散光的真實情況，因此對于顯微物鏡的雜散光測試一般采用黑斑法。

黑斑法的原理是測量張角近似為π的亮背景所產生的軸上點附近區(qū)域內雜散光的積分值。其雜光系數(shù)(VGI)定義為：在均勻亮度的擴展視場中放置一個黑斑，經(jīng)被測樣品成像后，其像中心區(qū)域上的光照度與移去黑斑放上白斑后在像面上同一處的光照度之比。VGI用百分比表示。式中，I_b為黑斑的光照度，I_w為移去黑斑后的光照度。

影響黑斑測量精度的主要因數(shù)有：物鏡視場照明均勻性，照明數(shù)值孔徑匹配，黑體目標板黑白對比度，除被測件外雜散光源數(shù)量，物鏡調焦精度，光電倍增管弱光探測能力等。

現(xiàn)有技術中，顯微物鏡的雜散光測試儀結構由積分球擴展均勻光源、可變光闌、黑體目標板、被測物鏡、目視系統(tǒng)、、及探測器、組成。對于低倍、小數(shù)值孔徑顯微物鏡，該顯微物鏡的雜散光測試儀可很好地用于雜散光測量；對于高倍、大數(shù)值孔徑顯微物鏡，該顯微物鏡的雜散光測試儀則有一定的缺陷，主要是針對數(shù)值孔徑大于1的顯微物鏡，如果黑體目標板本身不具備散射特性，不能保證照明數(shù)值孔徑與物鏡數(shù)值孔徑匹配；而工藝上要同時保證黑白對比度和朗伯散射特性的黑體目標板很難達到，也即意味著該裝置基本不能用于數(shù)值孔徑大于1的顯微物鏡雜散光測量。同時該顯微物鏡的雜散光測試儀中分光元件、分劃板和目鏡組成的目視系統(tǒng)相當于一個雜散光源，會給顯微物鏡雜散光測量結果帶來影響。

發(fā)明內容

針對上述技術中存在的不足之處，本發(fā)明提供一種無限遠共軛距顯微物鏡雜散光測試儀，通過使用積分球面擴展光源和浸油的余弦漫透射片組合成照明數(shù)值孔徑大于1且照明均勻的光源、可上下移動的半五角棱鏡實現(xiàn)三目觀察裝置不構成新的雜散光源，并進一步通過調節(jié)積分球與余弦漫透射片之間的距離、積分球面擴展光源開口直徑、余弦漫透射片口徑來調節(jié)光源的均勻性，從而使本發(fā)明提供的無限遠共軛距顯微物鏡雜散光測試儀具有滿足照明數(shù)值孔徑大于1的無限遠共軛距顯微物鏡的雜散光測量、雜散光源減少、測量精度高的優(yōu)點。

為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點，本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn)：

本發(fā)明所述的無限遠共軛距顯微物鏡雜散光測試儀，依次包括：

光源，用于提供照明均勻的光；

成像裝置，用于接收所述光源發(fā)射的光并成像；所述成像裝置包括組合用于成像的無限遠共軛距顯微物鏡和管透鏡、位于所述無限遠共軛距顯微物鏡前焦面上并用于為所述無限遠共軛距顯微物鏡提供黑斑的黑體目標板；

三目觀察裝置，用于觀察保證測量時黑斑的位置放置正確；

濾光裝置，所述成像裝置出射的光通過所述濾光裝置過濾后輸出可見光波段；

第一光闌，其接收所述可見光波段并選擇所述可見光波段中所述黑斑的特定黑斑像區(qū)域的光用于測量；

測試積分球，其對接收的所述第一光闌選擇的測量光進行均光和衰減；以及，

光電倍增管，其用于測量經(jīng)所述測試積分球均光和衰減的光的能量；

其中，所述三目觀察裝置依次包括：可上下移動的半五角棱鏡、分光棱鏡、空間棱鏡、直角棱鏡、第一目鏡以及第二目鏡；所述成像裝置成像后發(fā)射的光依次經(jīng)過所述半五角棱鏡后方向轉變45度后經(jīng)過所述分光棱鏡分成兩束反向平行光，所述兩束反向平行光中的一束通過所述空間棱鏡到達所述第一目鏡、另一束通過所述直角棱鏡到達所述第二目鏡。

優(yōu)選的是，所述濾光裝置依次包括截止400nm以下光譜的高通濾光片以及截止700nm以上光譜的低通濾光片。

優(yōu)選的是，所述光源包括：

組合光源，其包括積分球面擴展光源和浸油處理的余弦漫透射片；以及，

第二光闌，用于改變所述組合光源的照明數(shù)值孔徑。

優(yōu)選的是，所述積分球面擴展光源和所述余弦漫透射片通過發(fā)黑處理的連接筒連接。