[發明專利]一種具有長入瞳距的雙波段像方遠心掃描物鏡

在審

• 申請號: 202111456530.3
• 申請日: 2021-12-01
• 公開（公告）號: CN114185151A
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 李強;趙效楠;彭思龍;汪雪林;顧慶毅;杜向麗
• 申請（專利權）人: 蘇州中科全象智能科技有限公司;中科蘇州機器視覺技術研究院
• 主分類號: G02B13/00
• 分類號: G02B13/00;G02B13/22
• 代理公司: 北京精金石知識產權代理有限公司 11470
• 代理人: 劉俊玲

本發明公開了一種具有長入瞳距的雙波段像方遠心掃描物鏡，沿著光軸從物側至像側依次為入瞳和光學透鏡組，光學透鏡組包括依次排列的：具有正光焦度的第一透鏡，正光焦度的第二透鏡，正光焦度第三透鏡，負光焦度第四透鏡，正光焦度第五透鏡，正光焦度第六透鏡，負光焦度第七透鏡，正光焦度第八透鏡，負光焦度第九透鏡，正光焦度第十膠合透鏡，正光焦度第十一透鏡；所述入瞳位置設置在所述透鏡組合的物方焦平面位置。本發明在傳統像方遠心光路上，利用二次成像，可將振鏡掃描系統的入瞳距設計成遠大于焦距的光學系統；并且加入雙波段共焦設計，實現實時監控具有全視場高分辨率成像，小像差，低畸變的優點。

技術領域

本發明涉及光學技術領域，尤其涉及一種具有長入瞳距的雙波段像方遠心掃描物鏡。

背景技術

振鏡掃描系統的原理是光束經過準直后通過XY軸的反射后入射到聚焦透鏡，光束被聚焦透鏡聚焦在工作平面上。通過X和Y軸的轉動，使得光束在聚焦平面內移動。傳統監控式掃描振鏡中，光源發出的光束經過準直后入射到XY掃描振鏡上，經過振鏡反射后入射到分光鏡上，準直光束經過掃描物鏡聚焦在樣品上，其中XY掃描振鏡放置在掃描物鏡的入瞳位置，并且掃描物鏡入瞳和掃描物鏡物方焦平面位置重合，使得掃描物鏡聚焦光線為像方遠心光路；外置的環形光源照射在樣品上，經過樣品反射的光束通過掃描物鏡、分光鏡、2D監控鏡頭后聚焦在成像面上，從而達到實時監控的目的。

特別地，與之配套的前置物鏡要求為像方遠心鏡頭，像方遠心光路是指將孔徑光闌置于系統的物方焦平面處，此時進入物鏡的光束的主光線都通過入瞳中心，也即孔徑光闌中心的物方焦點，在像方，這些主光線都與光軸平行。采用像方遠心鏡頭，利用像方遠心光路對主光線走向的調制，使得系統像方射出的主光線平行于光軸，利用其平行光路的特點，在光線被樣品表面反射后，可以近似延原光路返回。在可見光近紅外波段，即400nm-1000nm，將XY掃描振鏡放置在掃描物鏡的光闌處，即入瞳位置，傳統的遠心光路入瞳距是小于或等于焦距。監控式振鏡掃描系統現有的像方遠心掃描物鏡入瞳距比焦距要短，振鏡放置于掃描物鏡光闌處，由于振鏡尺寸較大，當入瞳距不足以將振鏡放置在光闌位置時，就需要將入瞳距加長，受制于結構限制，此時入瞳距將可能大于焦距，當入瞳距大于焦距時，如果采用單組透鏡，整個系統的透鏡口徑較大，材料選取和加工較為困難，同時一次成像不能設計成像方遠心光路，不能滿足長入瞳距、實時2D監控的需求。

因此有必要設計一種具有長入瞳距的雙波段像方遠心掃描物鏡，采用二次成像結構，在有足夠的空間放置振鏡的同時，整體光路系統為像方遠心光路，滿足在3D檢測的同時進行2D監控的需求。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明一種具有長入瞳距的雙波段像方遠心掃描物鏡，在雙波段分光工作時，可以滿足系統成像要求，實現2D監控。

本發明所采用的技術方案是：

一種具有長入瞳距的雙波段像方遠心掃描物鏡，沿著光軸從物側至像側依次為入瞳和光學透鏡組，所述光學透鏡組包括依次排列的：具有正光焦度的第一透鏡，正光焦度的第二透鏡，正光焦度第三透鏡，負光焦度第四透鏡，正光焦度第五透鏡，正光焦度第六透鏡，負光焦度第七透鏡，正光焦度第八透鏡，負光焦度第九透鏡，正光焦度第十膠合透鏡，正光焦度第十一透鏡；所述入瞳位置設置在所述透鏡組合的物方焦平面位置。

優選地，所述雙波段像方遠心掃描物鏡的入瞳距為L，其中70mm≤L≤90mm。

優選地，所述雙波段像方遠心掃描物鏡的焦距為f，其中|f|＜L。