光学观察系统技术方案

本发明专利技术涉及允许在平坦面上精确投影及观察弯曲表面的光学系统。本发明专利技术通过沿弯曲表面减小景深可以用于防止或减少由微粒物质导致的观察误差。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及允许在平坦面上精确投影及观察弯曲表面的光学系统。本 专利技术可以用于防止或减少由微粒物质导致的观察误差。
技术介绍
照相机和目视系统常常用在观察系统中，尤其用以观察缺陷。但是， 常规照相机镜头对于观察弯曲表面来说可能不精确和/或足够，因为通常在观察系统中，成像物体被投影到平坦的CCD成像面上。校正该问题的一 项技术是通过减小孔径的尺寸而增加常规照相机镜头的景深。在特定应用中，例如接触透镜观察，减小孔径尺寸带来了额外的困难。 接触透镜的较大曲率(约3.5mm的弧矢高度和14mm的直径)阻止了整个 透镜表面的均匀聚焦。此外，对于漂浮在液体溶液中的物品，例如接触透 镜，当景深被调节为捕捉3.5mm的深度时，溶液中漂浮的碎屑也被聚焦， 使得观察技术不精确。本专利技术通过提供一种光学系统来改善检查弯曲表面上的缺陷的能力， 而解决此处列出的问题。具体实施例包括能够观g触透镜的表面及侧面 上的缺陷的光学系统。
技术实现思路
本专利技术通过提供一组光学元件而沿特定弯曲表面减小数字照相机的景 深来提供改善观察分辨率的方法。在一些实施例中，所述特定弯曲表面可 以是接触透镜。优选将弯曲表面的像投影在平坦的CCD面上。可以使用 多个光学元件；这样的元件的可调节性质可包括前后表面半径、玻璃类型、元件之间间距、元件直径以及元件厚度。对于每个可调节性质可使用 尺寸范围。例如，在本专利技术的一个实施例中，第一元件的前表面半径是在50到55mm之间；第一元件的后表面半径是在-30到-35mm之间；第二元 件的前表面半径是在95到100mm之间；第二元件的后表面半径是在-15 到-20mm之间；第三元件的前表面半径是在-15到-20mm之间；第三元件 的后表面半径是在-25到-30mm之间；第四元件的前表面半径是在40到 45mm之间；第四元件的后表面半径是在10到15mm之间；第五元件的前 表面半径是在10到15mm之间；第五元件的后表面半径是在-55到-60mm 之间；第六元件的前表面半径是在20到25mm之间；第六元件的后表面 半径是在-10到-15mm之间；以及第七元件的前表面半径是在-15到-20mm 之间。在一个相关实施例中，第一元件的直径是在15到20mm之间；第 二元件的直径是在15到20mm之间；第三元件的直径是在15到20mm之 间；第四元件的直径是在15到20mm之间；第五元件的直径是在15到 20mm之间；第六元件的直径是在20到25mm之间；以及第七元件的直径 是在20到25.0mm之间。在相似实施例中，第一元件的厚度是在1到5mm之间；第二元件的 厚度是在l到5mm之间；第三元件的厚度是在1到5mm之间；第四元件 的厚度是在1到5mm之间；第五元件的厚度是在5到10mm之间；第六 元件的厚度是在5到10mm之间；以及第七元件的厚度是在1到5mm之 间。本专利技术的元件可以由FK3型玻璃或SFL6型玻璃制成。在本专利技术的使 用七个光学元件的更具体实施例中，所述第一元件的前表面半径可以为约 51.9mm;所述第一元件的后表面半径可以为约-32.0mm;所述第二元件的 前表面半径可以为约98.4mm;所述第二元件的后表面半径可以为约 -15.8mm;所述第三元件的前表面半径可以为约-15.8mm;所述第三元件的 后表面半径可以为约-29.9mm;所述第四元件的前表面半径可以为约 40.5mm;所述第四元件的后表面半径可以为约ll.lmm;所述第五元件的 前表面半径可以为约ll.lmm;所述第五元件的后表面半径可以为约-58.1mm;所述第六元件的前表面半径可以为约23.5mm;所述第六元件的 后表面半径可以为约-13.5111111;所述第七元件的前表面半径可以为约 -13.5mm;以及所述第七元件的后表面半径可以为约-16.9mm。在一个相关实施例中，第一元件的后面和第二元件的前面之间的间距 可以为约0.5mm;第二元件的后面和第三元件的前面之间的间距可以为约 0.0mm;第三元件的后面和第四元件的前面之间的间距可以为约18.3mm; 第四元件的后面和第五元件的前面之间的间距可以为约0.0mm;第五元件 的后面和笫六元件的前面之间的间距可以为约1.9mm;以及第六元件的后 面和第七元件的前面之间的间距可以为约O.Omm。在另一相关实施例中， 第一元件的厚度可以为约3mm;第二元件的厚度可以为约4mm;第三元 件的厚度可以为约1.7mm;第四元件的厚度可以为约2mm;第五元件的厚 度可以为约6.7mm;第六元件的厚度可以为约8.5mm;以及第七元件的厚 度可以为约2mm。附图说明图l示出本专利技术的光学系统的侧视图； 图2示出与本专利技术结合使用的外壳。具体实施方式本专利技术旨在提高对弯曲物体所成的像的质量，从而改善对弯曲物体的 观察，所述弯曲物体必须被:投影到平坦的电荷耦合器件(CCD)成l象面上。 本专利技术允许照相机镜头通过减小景深而使用全开孔径。景深限定了这样的区域，在所述区域中，清楚显示从前景到后景的所 有元素。像中的景深由三个因素控制到主体的距离、焦距和用于捕捉图 像的孔径。有必要理解，术语"景深"定义了一个有点"弹性"的概念 可接受的清晰度。清晰度的感觉各人有所不同，当使用"景深"的表达时， 它实际是指对于具体应用表现出足够的清晰度以被或多或少地认为处于聚 焦的〗象中的区域。景深并不必须是精确清晰的区域，而是其中相对于事物是什么及其所用的目的而保持可辨认所述事物的像的部分。例如，在一个 观察系统中，清晰度必须使得任何可能的缺陷，如果存在的话，都清楚可 见。对于数字照相机来说，景深是特别关注的主题，因为景深比早期的胶片照相机更难以控制。在数字照相机中，例如CCD照相机，入射光线,皮 称为电荷耦合器件(CCD)的硅片接收。该珪晶片是固态的电子元件，该 电子元件被微加工并被分割成称为像素的单个光敏元件的阵列。小型照相 机的微小成像传感器要求使用短焦距，这又使这样的照相机具有相比于 35mm照相机的较长景深。因此，希望得到浅的景深更加困难。通常，当主体靠近照相机时景深减小；意味着当聚焦点靠近镜头，景 深的可能范围变小。另一方面，如果主体离照相机足够远(对于小型照相 机来说，这并不需要非常远)，则景深延伸至无穷远。在本专利技术中，聚焦点优选靠近照相机镜头。在一个示例性观察系统中， 例如用于接触透镜的观察系统，待观察的接触透镜优选离照相机约35到 55mm，以聚焦一些缺陷，例如泪滴或裂口。但是，在光学和观察系统的 不同配置下可以4吏用其他距离。本专利技术中通过使用光学元件系统将接触透 镜的像投影在CCD成像传感器上而获得弯曲表面的清晰像。本专利技术通过 使用一个或多个光学元件来根据弯曲表面的曲率减小景深而改善观察。但 是，在典型的接触透镜观察系统中，接触透镜位于湿润漕或盐水溶液中。 湿润漕中时常会出现孩t粒物质。因此，用于观察的数字照相机的自动对焦 会不注意地包括这些耀:粒物质或对焦在这些孩i粒物质上。才艮据曲率减小景 深有效使得照相机获得薄的弯曲的聚焦片，该聚焦片防止包括孩W立物质的 测量。在一个实施例中，光学系统包括多个光学元件。每个光学元件优选具 有以mm为单位测量的前表面半径和后表面半径。此外，每个光学元件具 有从15mm到25mm本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高观察分辨率的方法，包括提供一组光学元件，其中所述元件沿特定弯曲表面减小数字照相机的景深。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：DST江，TA鲁塞尔，谭伟，
申请(专利权)人：诺瓦提斯公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]