【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光学检测领域，特别涉及一种大视场高分辨率显微物镜以及光学表面缺陷检测系统。
技术介绍
1、随着科学技术的发展，人们对视场大小以及分辨能力的要求不断提高，在显微成像领域中，大视场、高分辨率已成为研究人员重点关注的方向，同时，良好的光学结构对成像质量的好坏起着关键性的作用。在光学检测领域中，高精度、高效率的光学元件表面缺陷检测方法仍是重点研究的方向之一，通常采用的干涉法，虽然可以达到较高的分辨率，但操作复杂，对环境要求高。如今，光学显微镜在众多领域发挥着重要的作用，且分辨能力已经可以到纳米量级，同时对大视场显微镜的需求也越来越多，在光学检测领域内，增大显微物镜的视场同时具有较高的分辨率是今后显微物镜设计的主要方向之一。
2、数值孔径na是显微镜的重要光学参数，可表示为na＝nsinθ。其中，n为透镜与被检物体之间介质的折射率，θ为孔径角的一半。显微系统的分辨率可表示为σ＝0.61λ/na，其中λ为光波长，可以看出，在波长λ一定的情况下，要想提高显微系统的分辨率，就需要增大数值孔径na，但是通常数值孔径增大时，物镜的工作距离会减小，这通常加大了使用的难度。中国专利技术专利cn 106772976 b(一种显微物镜以及宽视场高分辨率成像系统)采用了十个光焦度不同的透镜组组成了na＝0.3的显微物镜，实现了倍率高同时分辨率高。中国专利技术专利申请cn 108873301 a(一种大视场高分辨率2d/3d显微镜)包括物镜阵列的显微成像主体、裸眼2d/3d兼容显示器、数据处理的计算机，物镜阵列的每个物镜所成的像被对应
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，兼顾成像系统大视场和高分辨率的要求，设计理想的显微物镜以及具有该物镜的光学表面缺陷检测系统，从而实现高于传统成像系统的大视场物面，本专利技术提供一种大视场高分辨率显微物镜以及光学表面缺陷检测系统，通过对光学系统的设计和照明装置的改进，有效提高了显微物镜系统的分辨率和应用范围。本专利技术有效减小了系统的像差，提高了系统的成像质量，分辨率高，且结构简单，可实现物方视场2mm，数值孔径0.3，放大倍率10×，优势明显。
2、本专利技术为解决技术问题所采用的技术方案如下：
3、一种大视场高分辨率显微物镜，所述显微物镜采用五组十一片球面透镜和一片非球面透镜。非球面透镜属于第一透镜组；十一片球面透镜中两片属于第一透镜组，两片属于第二透镜组，两片属于第三透镜组，三片属于第四透镜组，两片属于第五透镜组。沿光轴自左向右顺序排列的第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组、第四透镜组和第五透镜组。
4、所述第一透镜组为双胶合透镜，第一片透镜光焦度为负，第二片透镜光焦度为负；所述第二透镜组光焦度为正；所述第三透镜组光焦度为负；所述第四透镜组为双胶合透镜，第一片透镜光焦度为正，第二片透镜光焦度为负；所述的第五透镜组光焦度为负。
5、所述第一透镜组由两片透镜胶合而成，采用的材料分别是sf57和n-bk7，第一片透镜的前表面半径为-7.940mm，后表面半径为-6.508mm，厚度为6.863mm；第二片透镜的后表面半径为-12.784mm，厚度为4.000mm。第二透镜组采用的材料是n-bk7，前表面的半径为13.006mm，后表面的半径为-300.684mm，厚度为12.204mm。第三透镜组采用的材料是n-bk7，前表面的半径为-10.828mm，后表面的半径为-12.906mm，厚度为14.000mm。第四透镜组是双胶合透镜组，采用的材料分别为n-bk7和sf57，第一片透镜的前表面半径为21.547mm，后表面半径为-10.490mm，厚度为4.587mm；第二片透镜的后表面半径为17.200mm，厚度为4.000mm。第五透镜组采用的材料是n-bk7，前表面半径为16.257mm，后表面半径为163.875mm，厚度为5.937mm。
6、所述显微物镜还包括孔径光阑，其位置在第五组透镜组前0.5mm处。
7、所述显微物镜的数值孔径na为0.3，工作距离为7mm，倍率为10×，工作波段为400-760nm，系统物方视场为2.2mm。
8、本专利技术还提供了一种具有上述大视场高分辨率显微物镜的光学表面缺陷检测系统，包括oled显示屏、照明端镜头、显微物镜、半反半透镜、成像端镜头、相机和待测元件。所述显微物镜、半反半透镜、成像端镜头和相机在同一光轴上，用于采集形成的像面。所述待测元件与显微物镜在同一光轴上，与照明端镜头所在光轴垂直。所述oled显示屏、照明端镜头位于半反半透镜侧面，与成像端镜头所在光轴夹角为90°。
9、所述半反半透镜位于显微物镜第五透镜组后70mm处，与成像端镜头所在光轴的夹角为45°，其位置通过机械导轨装置进行移动，以确保照明光线完全进入显微物镜后成实像于待测表面上方。
10、所述oled显示屏发出的光，经过照明端镜头准直后被半反半透镜反射通过显微物镜后至待测元件上方，为待测元件提供照明。
11、与现有装置相比，本专利技术的有益效果为：
12、(1)本专利技术的显微物镜实现了大视场和高分辨率的要求，物方视场为2.2mm，横向分辨率为1μm，同时，透镜组结构简单，有效减小了系统的像差，提高了系统的成像质量。
13、(2)本专利技术的光学表面缺陷检测系统结构简单，装置紧凑，同时检测分辨率高，能够实现对光学元件表面缺陷的高精度检测。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种大视场高分辨率显微物镜，其特征在于，所述显微物镜具有沿光轴自左向右顺序排列的第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组、第四透镜组、第五透镜组；所述第一透镜组为双胶合透镜，第一片透镜光焦度为负，第二片透镜光焦度为负；所述第二透镜组光焦度为正；所述第三透镜组光焦度为负；所述第四透镜为双胶合透镜，第一片透镜光焦度为正，第二片透镜光焦度为负；所述第五透镜组光焦度为负。
2.如权利要求1所的一种大视场高分辨率显微物镜，其特征在于，所述显微物镜还包括孔径光阑，其位置在第五组透镜前0.5mm处。
3.如权利要求1所述的一种大视场高分辨率显微物镜，其特征在于，所述显微物镜放大倍率为10×，数值孔径为0.3，物方视场为2mm。
4.具有权利要求1-3之一所述的一种大视场高分辨率显微物镜的光学表面缺陷检测系统，其特征在于，包括OLED显示屏、照明端镜头、显微物镜、半反半透镜、成像端镜头、相机和待测元件；所述显微物镜、半反半透镜、成像端镜头和相机在同一光轴上，用于采集形成的像面；所述待测元件与显微物镜在同一光轴上，与照明端镜头所在光轴垂直；所述OLED显示屏、照明
5.如权利要求4所述的光学表面缺陷检测系统，其特征在于，所述半反半透镜位于显微物镜的第五透镜组后70mm处，与成像端镜头所在光轴的夹角为45°，其位置通过机械导轨装置进行移动，以确保照明光线完全进入显微物镜后成实像于待测表面上方。
...【技术特征摘要】
1.一种大视场高分辨率显微物镜，其特征在于，所述显微物镜具有沿光轴自左向右顺序排列的第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组、第四透镜组、第五透镜组；所述第一透镜组为双胶合透镜，第一片透镜光焦度为负，第二片透镜光焦度为负；所述第二透镜组光焦度为正；所述第三透镜组光焦度为负；所述第四透镜为双胶合透镜，第一片透镜光焦度为正，第二片透镜光焦度为负；所述第五透镜组光焦度为负。
2.如权利要求1所的一种大视场高分辨率显微物镜，其特征在于，所述显微物镜还包括孔径光阑，其位置在第五组透镜前0.5mm处。
3.如权利要求1所述的一种大视场高分辨率显微物镜，其特征在于，所述显微物镜放大倍率为10×，数值孔径为0.3，物方视场为2mm。
...【专利技术属性】
技术研发人员：赵文川，李明泽，侯溪，胡小川，周杨，李梦凡，
申请(专利权)人：中国科学院光电技术研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。