[实用新型]一种20X工业显微镜的光学系统

说明书

本实用新型公开了一种20X工业显微镜的光学系统，包括自前至后依次设置于主光轴上的前透镜组、光阑、后透镜组和分光棱镜。光学系统的物方数值孔径为0.24；前透镜组由透镜一和透镜二组成，后透镜组由透镜三和透镜四组成；透镜一为凹凸透镜；透镜二为凸凹透镜；透镜三为凸平透镜；透镜四为凹平透镜；光阑设在透镜二与透镜三之间。本实用新型的光学系统满足500万成像分辨率工业相机的搭配要求并解决了以下两个问题：1、高倍率大数值孔径下500万成像分辨率的像差矫正；2、为了匹配工业相机而设计大于17.5mm的后焦尺寸；3、由于镜头要深入到拍摄物内部，所以要保证系统前组外径小于10mm。

技术领域

本实用新型涉及一种显微镜头的光学系统，具体涉及一种20X工业显微镜的光学系统。

背景技术

机器视觉发展到今天，很多人眼观测的视觉检测需求都可以通过光学镜头来代替。但一些传统行业的视觉检测因为检测的视野非常小，行业里一直都是用工业显微镜、体式显微镜、金相显微镜等设备来辅助观测。由于显微镜一般无法直接匹配工业相机，很多项目仍需要通过目视来识别检测，这种依赖人眼检测的项目一般局限于缺陷检测、类别检测等，对于高精度测量或定位则无法进行。

目前市面上已有的工业显微镜头大致分为两类，一类是传统工业显微镜组，它由物镜和目镜两部分构成，镜头的数值孔径、物像共轭距、放大倍率等都遵循显微镜头的行业标准，是构成体视显微镜、目视显微镜、金相显微镜等的主要部件，这类显微镜头的主要特点是光学参数都遵循行业标准，镜头的倍率是模块化组合的方式，大部分都是搭配目镜，供人眼观测使用。另一类是专门为加装工业相机所开发的显微放大镜头，这种镜头一般放大倍率都在8X以内，标准的工业相机接口，放大倍率不高。在机器视觉发展的今天，将传统通过人眼来完成的检测由机器来完成是一个发展趋势，但代替人眼完成超小视野的检测的工业显微镜却一直以来是行业内的一个空白，为此亟待开发一种放大倍率为20X的工业显微镜头。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种20X工业显微镜的光学系统，它能满足500万成像分辨率工业相机搭配的要求。

本实用新型的目的是这样实现的：一种20X工业显微镜的光学系统，包括自前至后依次设置于主光轴上的前透镜组、光阑、后透镜组和分光棱镜；其中，

所述光学系统的物方空间数值孔径为0.24；

所述前透镜组由透镜一和透镜二组成；

所述透镜一为凹凸透镜，它的物面为负弯月面，像面为正弯月面；

所述透镜二为凸凹透镜，它的物面为正弯月面，像面为负弯月面；

所述后透镜组由透镜三和透镜四组成；

所述透镜三为凸平透镜，它的物面为正弯月面，像面为平面；

所述透镜四为凹平透镜，它的物面为负弯月面，像面平面；

所述光阑设在所述透镜二与透镜三之间；

所述分光棱镜采用入射角为45度、分光比例为5：5的可见光波段分光棱镜；

所述透镜一与透镜二的光学间隔为9～11mm；所述透镜二与光阑的光学间隔为0.3～0.5mm；所述光阑与透镜三的光学间隔为6.1～6.5mm；所述透镜三与透镜四的光学间隔为1～1.4mm；所述透镜四与分光棱镜的光学间隔为38～42mm；所述分光棱镜与像面的光学间隔为35.2～35.6mm。