[发明专利]光学组件、光学仪器和方法

说明书

光学组件(100)包括第一透镜单元(10)和第二透镜单元(20)，其中，中间像平面(2)在第一透镜单元与第二透镜单元之间被限定，其中第一透镜单元(10)布置成将来自第一像平面(1)的像成像为在中间像平面(2)内的放大中间实像，并且经过第一透镜单元的全部可能光路在第一像平面中限定第一入口区(11)并在中间像平面中限定第一出口区(12)，其中第二透镜单元(20)布置成将来自中间像平面(2)的像成像为在第二像平面(3)中的放大实像，其中经过第二透镜单元的全部可能光路在中间像平面中限定第二入口区(21)并在第二像平面中限定第二出口区(22)，其中第二入口区(21)包括第一出口区的第一部分并排除第一出口区的第二部分。本发明还涉及包括该光学组件的光学仪器和方法。

本发明涉及光学组件。本发明还涉及包括该光学组件的光学仪器和用于提高光学仪器分辨率的方法。

无源光学仪器在其分辨能力和其明度知觉方面都扩展了眼睛的能力。明度差异、广泛流传的空间位置和物体色差被压缩入光信息包中，其在以足够能量远距离输送时可以用望远镜来接收并且被解压缩和以两维像信息形式来呈现。被压缩到很小空间部分中的明度、空间和颜色信息可以让借助显微镜的进一步使用获得。

对于裸眼分辨能力，25厘米的距离被认为是传统的视觉范围或参考视觉范围。在这里，眼睛可以在较长时间里获得最佳的空间分辨率。如果物体靠近眼睛被保持在25-10厘米之间，可以在短期内获得相应更好的空间分辨率。在眼睛放松且距离更远、即几米至无限远的情况下，人类的典型角度分辨率为1角分。

针对不同的目的制造无源光学仪器。它们的性能特点基本上针对各自应用领域被优化。例如，望远镜或显微镜的放大倍数可以被有效增大，直到光学仪器的角度分辨率匹配于人眼的角度分辨率。这被称为有效放大倍数。另一方面，在视觉对比度变得太低的情况下，过大的放大倍数被称为无用放大倍数。经典的成像系统例如望远镜、照相机和显微镜基本上具有专用透镜、专用目镜和/或像传感器的结构，其中，长焦透镜或天文透镜被专门调整用于增大距离，而宏观透镜、显微透镜和纳米透镜被专门调整用于增强的光学信息压缩。

在投影显微镜内，在物镜和目镜/存储介质之间可以安装焦长扩展光学系统(所谓扩展器)、像中继光学系统(所谓中继光学系统)和投影透镜。在所有这些情况下，像的质量即分辨率和对比度降低。尽管像部段可被这样缩小，即所观察的物体被放大，这以像清晰度和细节丰富度为代价。

本发明的任务是提供一种替代的装置或一种替代的方法，借此能改善光学分辨率。

此任务通过如权利要求1所述的特征来完成。在从属权利要求中指明了本发明的有利实施例。

本发明涉及光学组件，其包括第一透镜单元和第二透镜单元。中间像平面在第一透镜单元与第二透镜单元之间被限定。第一透镜单元适于将来自第一像平面的像成像为中间像平面内的放大中间实像。经过第一透镜单元的一组可能光路限定第一像平面内的第一入口区并限定中间像平面内的第一出口区。第二透镜单元适于将来自中间像平面的像成像为在第二像平面内的放大实像。经过第二透镜单元的一组可能光路限定中间像平面内的第二入口区并限定第二像平面内的第二出口区。第二入口区包括第一出口区的第一部分并排除第一出口区的第二部分。

第一像平面位于第一透镜单元的入口侧，第二像平面在第二透镜单元的出口侧。光轴可以从光学组件的入口侧延伸经过第一透镜单元和第二透镜单元到达光学组件的出口侧。在这种情况下，第一像平面、第二像平面和中间像平面可以基本上垂直于光轴。第一像平面内的像可以由待成像的物体形成，或者它又可以已经是由在本发明光学组件上游的光学系统产生的中间实像。在第二像平面内形成的放大实像具有期望的增强分辨率。在第二像平面中生成的此放大的实像可以通过更下游的光学元件被进一步放大，经由目镜被看到或被像传感器采集。