全光目镜装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种全光目镜装置(1)，其旨在被耦合在光学仪器的目镜端口中，光学仪器被配置成用于在位于靠近所述目镜端口的区域中的焦平面上生成样本的真实图像，所述全光目镜装置配置成用于捕获所述真实图像，生成一组基本图像并将基本图像发送到具有空间离散的记录设备(8)，具有空间离散的记录设备(8)又包括被配置成将一组基本图像发送到外部图像处理设备的通信设备。全光目镜装置(1)包括管状元件(2)、耦接设备(3)、光阑(4)、第一透镜布置(5)、第二透镜布置(6)、透镜阵列(7)以及具有空间离散的记录设备(8)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】全光目镜装置
本专利技术涉及光学装置和仪器的领域，具体地涉及可以被插入到所述光学仪器的目镜端口中的附属装置，该附属装置被提供用于改进物体或样本的观察质量。
技术介绍
已经在光学领域中开发了仪器来研究元件、材料或天体，以改进这些物体的所获得的图像并因此确定它们的特征特性。特别地，光学显微镜学在生命和材料科学的发展中发挥着关键作用。由于该领域的进步，例如，有可能研究细胞水平的疾病，这为开发已经救了数百万生命的药物和治疗铺平了道路。常规地，光学显微镜学已经聚焦于获得所观察的样本的2D图像；然而，近来，显微镜已经被实施为结合了允许获得微观样本的3D图像的某种技术。用于提供所述微观样本的3D图像的选项中为共焦显微镜学、数字全息显微镜学、结构化显微镜学和集成显微镜学等。集成显微镜学(也称为全光显微镜学或光场显微镜学)具有记录来自所研究的样本的不同垂直和水平视角的捕获的厚样本的3D信息的能力作为主要特征。这些视角是通过显微镜的视场的空间或时间多路复用获得的；从这样的视角，可以使用为此目的开发的常规算法来计算样本的3D信息。在集成显微镜学的更复杂版本中，借助于位于数字传感器(其可以是CCD或CMOS相机)前面的显微镜头阵列来获取样本的垂直和水平视角系列。用以捕获光场的另一技术是基于阵列或相机布置的使用。相机被理解为由摄影物镜和数字传感器形成的单元。该技术用于宏观成像的应用中，其中分辨能力不受衍射的限制。然而，在显微镜学中不推荐使用这种技术，因为在此衍射是分辨能力的主要限制因素，因为物镜的孔径光阑的尺寸比实际物镜的尺寸小得多。这意味着比采用透镜阵列时获得的分辨能力差得多的分辨能力。尽管在集成显微镜学领域中已经做出了开发，迄今已知的用于获得3D图像的系统本质上是大量实验室组件，其实际应用受制约于样本对这种类型组件所施加的条件的适应。因此，尚未探索使2D显微镜能够容易地被适配以获得全光3D图像的选项。在现有技术中，存在可耦接在光学显微镜中的装置，其目的是改进显微镜的一些功能。例如，中国技术CN20134499公开了一种光学显微镜放大倍数为30的电子目镜，其包括有序连接的目镜管(1)和延伸颈部(2)，其中，所述目镜管(1)的前端安装有目镜透镜I(3)；所述目镜筒的后端安装有目镜透镜II(4)；在所述延伸颈部(2)的内部安装有图像传感器芯片(5)。优选地，图像传感器(5)是CCD或CMOS类型的传感器。本技术所公开的目镜装置的优点是：实现高达30倍的放大倍数，高达10倍的放大倍数仅改变电子目镜，以及16倍放大倍数使目镜管(1)在光学显微镜的目镜管内平滑过渡耦合；然而，此装置尽管是高放大倍数电子目镜，但就其不提供3D图像的意义而言对应于常规目镜。与以上指出的装置类似的装置的另一个装置的公开是日本专利申请JP2017219590，该申请公开了连接适配器(1)，该连接适配器(1)可以将图像传感器连接至具有光学机构的检查装置。连接适配器(1)包括主适配器本体(4)、图像传感器可以耦接到其上的支撑件(5)以及在轴向方向上的在组件适配器本体(4)内的支撑件(5)以及组件移动机构，组件移动机构使得可移动构件能够移动，轴向方向穿过检查装置的光学机构的中心和图像传感器的中心。组装运动机构包括外筒部分(6)、引导凹槽(14)、扩大孔(15)和螺栓(16)。在该日本申请中公开的连接适配器(1)使得能够将图像传感器接合到设置有光学装置的检查装置，这提高了使用的便利性；然而，它不提供多于2D图像，在任何情况下它都不提供在配备有所述装置的显微镜中观察到的样本的一组3D场景。西班牙专利ES2622458描述了一种集成显微镜，该集成显微镜排他地由显微镜物镜、位于显微镜物镜的光圈孔径中的显微镜头阵列以及CCD传感器组成，该光圈孔径与瞳平面(也被称为傅里叶平面)重合。通过显微镜头，从不同的视角捕获样本的图像。从本公开中可以看出，显微镜是“集成的”，也就是说，所提及的技术被集成在显微镜中，因此所述光学仪器已经准备好同时从不同视角获取样本的图像并且基于这些图像生成所述样本的3D图像。因此，引用的西班牙专利的用于形成图像的装置不能适配于常规显微镜以将其转换成全光类型显微镜。如可以从现有技术的公开中观察到的，已经提供了可以耦接在光学仪器的目镜端口中的装置，诸如在光学显微镜的目镜端口中等，但这些装置都没有被设计成从捕获样本的2D图像的光学仪器来获得3D全光图像。因此，有证据表明需要提供可以耦接和/或集成在用于主观观察的光学仪器的目镜端口中的装置，诸如像光学显微镜等，其中所述装置使得能够以单次拍摄或从不同视角拍照获得3D样本的多个全光图像。
技术实现思路
为了克服现有技术中的需要或缺口，本专利技术提供了一种全光目镜装置，全光目镜装置旨在被耦接在光学仪器的目镜端口中，光学仪器被配置成在位于靠近所述目镜端口的区域中的焦平面上生成样本的真实图像。全光目镜装置包括管状元件、耦接设备、光阑、第二透镜布置以及透镜阵列，管状元件具有第一端部和与第一端部相对的第二端部，耦接设备可以耦接在被布置在第一端部处的光学仪器的目镜端口中，光阑位于距第一透镜布置一段距离SF处，所述光阑和/或所述第一透镜布置相对于目镜端口的焦平面定位，该目镜端口的焦平面是由光学仪器提供的真实图像形成的平面，以及第一透镜布置限定焦距fF，第二透镜布置位于距第一透镜布置的距离e处并且限定焦距fE，透镜阵列位于距第二透镜布置一段距离S′F处、被配置成用于捕捉来自光学仪器的真实图像、生成一组基本图像并且将其发送到具有空间离散的记录设备，其中，所述具有空间离散的记录设备位于距透镜阵列一段距离fL处并且包括通信设备，该通信设备被配置成用于将来自透镜阵列的一组基本图像传输至外部图像处理设备。在替代实施例中，透镜阵列的位置是使得其与由第一透镜布置与第二透镜布置的组合聚焦产生的聚焦图像重合的位置，使得：以及在优选实施例中，透镜阵列的位置是使得其与由第一透镜布置与第二透镜布置的组合聚焦产生的图像平面重合的位置，使得以及其中z是光学仪器的出射光瞳与全光目镜的光阑之间的距离。在其他优选实施例中，透镜阵列包括显微镜头阵列，显微镜头阵列以周期p限定，显微镜头阵列限定焦距fL，使得具有空间离散的记录设备位于由所述焦距fL限定的透镜阵列的焦平面上。在全光目镜装置的其他甚至更多替代实施例中，第一透镜布置和第二透镜布置一起限定焦距foc，并且其中光阑在其被配置为场阑时包括具有直径φ的圆形孔径，使得并且在本专利技术的全光目镜装置的替代实施例中，具有空间离散的记录媒质的通信设备被配置成通过有线或无线连接传输图像组。在其他实施例中，本专利技术的全光目镜装置可以耦接到其上的光学仪器选自光学显微镜、经纬仪、双目镜、耳镜、皮肤镜以及提供有至少一个目镜端口的任何其他光学仪器。本专利技术还设想一种提供有至少两个目镜端口的光学仪器，其中在本文所描述的全光目镜装置被耦接和/或集成在所述目镜端口的第一目镜端口中，并且CCD相机或用于捕获2D图像的类似本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全光目镜装置(1)，所述全光目镜装置(1)设置成耦接在光学仪器的目镜端口中，所述光学仪器被配置成在位于靠近所述目镜端口的区域中的焦平面上生成样本的真实图像，所述全光目镜装置(1)的特征在于其包括：/n-管状元件(2)，所述管状元件(2)具有第一端部(2A)和与所述第一端部(2A)相对的第二端部(2B)；/n-耦接设备(3)，所述耦接设备(3)能够耦接到所述光学仪器的目镜端口上，所述光学仪器布置在所述第一端部(2A)处；/n-光阑(4)，所述光阑(4)定位在距第一透镜布置(5)一段距离S

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180808 ES P2018308121.一种全光目镜装置(1)，所述全光目镜装置(1)设置成耦接在光学仪器的目镜端口中，所述光学仪器被配置成在位于靠近所述目镜端口的区域中的焦平面上生成样本的真实图像，所述全光目镜装置(1)的特征在于其包括：
-管状元件(2)，所述管状元件(2)具有第一端部(2A)和与所述第一端部(2A)相对的第二端部(2B)；
-耦接设备(3)，所述耦接设备(3)能够耦接到所述光学仪器的目镜端口上，所述光学仪器布置在所述第一端部(2A)处；
-光阑(4)，所述光阑(4)定位在距第一透镜布置(5)一段距离SF处，所述光阑(4)和/或所述第一透镜布置(5)相对于所述第一透镜布置(5)和所述目镜端口的焦平面定位，所述第一透镜布置(5)限定焦距fF；
-第二透镜布置(6)，所述第二透镜布置(6)定位在距所述第一透镜布置(5)一段距离e处并且限定焦距fE；以及
-透镜阵列(7)，所述透镜阵列(7)定位在距所述第二透镜布置(6)一段距离S′F处并且被配置成用于捕捉来自所述光学仪器的真实图像、生成一组基本图像并且将其发送至具有空间离散的记录设备(8)；
其中，所述具有空间离散的记录设备(8)定位在距所述透镜阵列(7)一段距离fL处并且包括通信设备，所述通信设备被配置成用于将来自所述透镜阵列(7)的所述一组基本图像传输至外部图像处理设备。


2.根据权利要求1所述的全光目镜装置(1)，其中，所述透镜阵列(7)的位置使得其与由所述第一透镜布置(5)和所述第二透镜布置(6)的组合聚焦产生的图像焦点重合，使得：

以及


3.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：曼努埃尔·马丁内斯·科拉尔，吉纳罗·萨韦德拉·托尔托萨，加布里埃尔·斯克罗法尼，安吉尔·托洛萨·鲁伊斯，乔治·加西亚·苏塞基亚，
申请(专利权)人：巴伦西亚大学，哥伦比亚国立大学，
类型：发明
国别省市：西班牙;ES