專利名稱：一種大景深顯微鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種大景深顯微鏡。
背景技術(shù)：
顯微鏡是一種用于放大微小物體，使該物體能夠被肉眼觀察到的儀器，其通常由光學(xué)部分、照明部分和機(jī)械部分組成，其中最關(guān)鍵的是光學(xué)部分。光學(xué)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(yīng)用于要求高倍率的技術(shù)領(lǐng)域，如醫(yī)藥、化工。但是，隨著人類(lèi)的技術(shù)發(fā)展，出現(xiàn)了一些新的技術(shù)領(lǐng)域，其對(duì)顯微鏡的要求也隨之提高。如在半導(dǎo)體生產(chǎn)中和在大規(guī)模集成電路生產(chǎn)中，使用顯微鏡對(duì)準(zhǔn)掩膜和硅片的圖形時(shí)尤其突出，此時(shí)要求顯微鏡不但要具有高倍率，而且要具有大景深。而現(xiàn)在的顯微鏡存在景深不足的缺點(diǎn)。景深是指在鏡頭或其他成像器前沿著成像器軸線所測(cè)定的能夠取得清晰圖像的物體距離范圍。由于傳統(tǒng)的顯微鏡的景深都比較小， 無(wú)法保證近景和遠(yuǎn)景同時(shí)清晰，從而限制了傳統(tǒng)的顯微鏡的應(yīng)用范圍和所能起到的安全提示。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)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(xiàn)有技術(shù)中顯微鏡景深小、無(wú)法保證近景和遠(yuǎn)景同時(shí)清晰的問(wèn)題。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案—種大景深顯微鏡，包括鏡筒、鏡臂、鏡座和載物臺(tái)，所述鏡筒通過(guò)所述鏡臂設(shè)置在所述鏡座上，所述鏡座與所述載物臺(tái)相連，所述鏡筒內(nèi)相適配地設(shè)置有目鏡和物鏡，所述物鏡包括鏡頭，所述鏡頭的焦距恒定，所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)的參數(shù)包括透鏡的表面曲率半徑、厚度、位置、折射率和色散系數(shù)，其是通過(guò)選擇位于鏡頭實(shí)際工作環(huán)境所要求的調(diào)焦物距處的物平面為基準(zhǔn)物平面而進(jìn)行設(shè)計(jì)的。進(jìn)一步地，所述鏡頭包括多片透鏡。進(jìn)一步地，所述鏡頭包括；六塊光學(xué)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(jìn)一步地，所述大景深顯微鏡還包括成像元件。進(jìn)一步地，所述成像器件為CXD或CMOS感光元件。進(jìn)一步地，所述鏡頭與成像元件之間無(wú)額外元件。本實(shí)用新型的顯微鏡，其鏡頭的焦距恒定，不但能保證各種色差、像差得到補(bǔ)償； 且選擇實(shí)際工作環(huán)境所要求的調(diào)焦物距處的物平面為基準(zhǔn)物平面，通過(guò)該基準(zhǔn)物平面對(duì)鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)可最大程度地接近調(diào)焦物距的理想景深值，從而獲得大景深，并且保證近景和遠(yuǎn)景同時(shí)清晰。
圖1為傳統(tǒng)的定焦鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)的成像原理圖；圖2為本實(shí)用新型的定焦鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)的成像原理圖；圖3為本實(shí)用新型的顯微鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型的顯微鏡的鏡頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。如圖1所示，傳統(tǒng)的顯微鏡鏡頭，其光學(xué)系統(tǒng)參數(shù)往往采用無(wú)窮遠(yuǎn)處的物平面為基準(zhǔn)物平面來(lái)設(shè)計(jì)，以無(wú)限遠(yuǎn)處為基準(zhǔn)物平面設(shè)計(jì)出的光學(xué)參數(shù)與實(shí)際工作狀態(tài)的成像條件不能很好的匹配，導(dǎo)致無(wú)法得到足夠大的景深。如圖3所示，本實(shí)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(tái)4，鏡筒1通過(guò)鏡臂2設(shè)置在鏡座3上，鏡座3與載物臺(tái)4相連，鏡筒內(nèi)相適配地設(shè)置有目鏡和物鏡，物鏡包括鏡頭，鏡頭的焦距恒定，鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)的參數(shù)是通過(guò)選擇位于鏡頭實(shí)際工作環(huán)境所要求的調(diào)焦物距處的物平面為基準(zhǔn)物平面而進(jìn)行設(shè)計(jì)的。申請(qǐng)人:于2010年2月20日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?01010117202. 6的中國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種攝像裝置的設(shè)計(jì)方法，在此以引用的方式將其全部?jī)?nèi)容結(jié)合于此。綜上，本實(shí)用新型的顯微鏡，其鏡頭的焦距恒定，不但能保證各種色差、像差得到補(bǔ)償；且選擇實(shí)際工作環(huán)境所要求的調(diào)焦物距處的物平面為基準(zhǔn)物平面(如圖2所示)，通過(guò)該基準(zhǔn)物平面對(duì)鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)可最大程度地接近調(diào)焦物距的理想景深值，從而獲得大景深，并且保證近景和遠(yuǎn)景同時(shí)清晰。本實(shí)用新型中，鏡頭包括多片透鏡。如圖4所示，鏡頭優(yōu)選包括六塊光學(xué)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(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，本實(shí)用新型中的鏡頭不限于上述實(shí)施方式， 例如，其光學(xué)透鏡的數(shù)量及類(lèi)型可以進(jìn)行各種變形。另外，光學(xué)透鏡的曲率半徑、折射率、光學(xué)透鏡之間的間隔等參數(shù)也可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選取。本實(shí)用新型的顯微鏡還包括成像元件，成像元件為優(yōu)選為CXD(Charge-coupled Device, 電荷耦合元件)或 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)感光元件。本實(shí)用新型的鏡頭與成像器件之間無(wú)需插入額外元件，即可實(shí)現(xiàn)同步對(duì)焦，并同時(shí)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(shí)段清晰。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非用來(lái)限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍； 如果不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行修改或者等同替換，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種大景深顯微鏡，包括鏡筒、鏡臂、鏡座和載物臺(tái)，所述鏡筒通過(guò)所述鏡臂設(shè)置在所述鏡座上，所述鏡座與所述載物臺(tái)相連，所述鏡筒內(nèi)相適配地設(shè)置有目鏡和物鏡，所述物鏡包括鏡頭，其特征在于，所述鏡頭的焦距恒定，所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)的參數(shù)是通過(guò)選擇位于鏡頭實(shí)際工作環(huán)境所要求的調(diào)焦物距處的物平面為基準(zhǔn)物平面而進(jìn)行設(shè)計(jì)的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大景深顯微鏡，其特征在于，所述鏡頭包括多片透鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大景深顯微鏡，其特征在于，所述鏡頭包括六塊光學(xué)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(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的大景深顯微鏡，其特征在于，所述大景深顯微鏡還包括成像元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大景深顯微鏡，其特征在于，所述成像元件為CCD或CMOS感光元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大景深顯微鏡，其特征在于，所述鏡頭與成像元件之間無(wú)額外元件。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種大景深顯微鏡，屬于光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，其包括鏡筒、鏡臂、鏡座和載物臺(tái)，所述鏡筒通過(guò)所述鏡臂設(shè)置在所述鏡座上，所述鏡座與所述載物臺(tái)相連，所述鏡筒內(nèi)相適配地設(shè)置有目鏡和物鏡，所述物鏡包括鏡頭，所述鏡頭的焦距恒定，所述鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)的參數(shù)是通過(guò)選擇位于鏡頭實(shí)際工作環(huán)境所要求的調(diào)焦物距處的物平面為基準(zhǔn)物平面而進(jìn)行設(shè)計(jì)的。本實(shí)用新型的顯微鏡，其鏡頭的焦距恒定，不但能保證各種色差、像差得到補(bǔ)償；且選擇實(shí)際工作環(huán)境所要求的調(diào)焦物距處的物平面為基準(zhǔn)物平面，通過(guò)該基準(zhǔn)物平面對(duì)鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)可最大程度地接近調(diào)焦物距的理想景深值，從而獲得大景深，并且保證近景和遠(yuǎn)景同時(shí)清晰。
文檔編號(hào)G02B21/36GK201965297SQ201120095369
公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月2日
發(fā)明者何江, 劉云峰, 宋甫軒 申請(qǐng)人:北方國(guó)通(北京)光電科技有限公司