CN106767392A - 双焦点免定位的椭球面反射镜照明装置 - Google Patents

双焦点免定位的椭球面反射镜照明装置 Download PDF

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Abstract

本发明双焦点免定位的椭球面反射镜照明装置属于光学显微照明技术领域；该照明装置包括同轴设置的固定盘、物镜、物镜转接件、椭球面反射镜和固定套筒；所述固定盘安装在固定套筒内部，固定盘中心开有螺纹孔，用于固定物镜的物镜转接件与所述螺纹孔螺纹连接，通过在螺纹孔中旋转，实现物镜在光轴上移动，使物镜焦点与椭球面反射镜的远焦点重合；所述椭球面反射镜近焦点同时位于椭球面反射镜的端面上和固定套筒的端面上；本发明照明装置通过特殊的机械结构设计，回避了空间三维测量，实现了对椭球面反射镜免定位的技术目的。

Description

双焦点免定位的椭球面反射镜照明装置
技术领域
本发明双焦点免定位的椭球面反射镜照明装置属于光学显微照明技术领域。
背景技术
随着显微技术的发展，反射式显微成像系统越来越受到重视。能够在大数值孔径角下实现成像的结构分别是：抛物反射镜、双曲线反射镜和椭球面反射镜，其中，椭球面反射镜凭借提高数值孔径和增强对比度的优点，广泛应用在光学共焦显微技术和光学精密测量技术领域中，例如申请号为201210244377.2的发明专利《基于椭球反射照明共焦测量装置》。
然而，椭球面反射镜有较大的收集孔径角，对装调精度要求非常高，容易产生巨大像差。所以为保证椭球面反射镜的有效使用，需要对椭球面反射镜进行高精度定位。对于椭球面反射镜双焦点的高精度定位问题的重要性，一方面，当点源与椭球面反射镜远焦点稍微在径向偏离一点时，会引起较大的慧差和像散；另一方面，只有当样品表面处于椭球面反射镜近焦点处时，椭球面反射镜发挥其大数值孔径优势，能够对样品产生分辨率高、清晰度大、对比度强的光学图像，稍有偏差，成像效果会显著下降，从而造成无法成像的问题。
传统的椭球反射镜焦点定位多采用三坐标空间测量法，使得物镜焦点、针孔等与椭球面反射镜的焦点重合。但是这种测量方法效率低，方法复杂，而且对于椭球面反射镜近焦点来说，传统的测量方法无法解决。如果在设计椭球面反射镜系统时能够避开复杂的空间三维测量，那么会大大降低椭球面反射镜系统测量的复杂性。
发明内容
为了解决上述问题，本发明公开了一种双焦点免定位的椭球面反射镜照明装置，通过特殊的机械结构设计，回避了空间三维测量，实现了对椭球面反射镜免定位的技术目的。
本发明的目的是这样实现的：
双焦点免定位的椭球面反射镜照明装置，包括同轴设置的固定盘、物镜、物镜转接件、椭球面反射镜和固定套筒；
所述固定盘安装在固定套筒内部，固定盘中心开有螺纹孔，用于固定物镜的物镜转接件与所述螺纹孔螺纹连接，通过在螺纹孔中旋转，实现物镜在光轴上移动，使物镜焦点与椭球面反射镜的远焦点重合；
所述椭球面反射镜近焦点同时位于椭球面反射镜的端面上和固定套筒的端面上。
上述双焦点免定位椭球面反射镜照明装置，物镜焦点与椭球面反射镜的远焦点重合，调整步骤及判断方法如下：
步骤a、在椭球面反射镜的近焦点处放置点光源，在物镜后方放置观察屏或成像器件；
步骤b、旋拧物镜转接件，使物镜在光轴上移动；
步骤c、观察屏或成像器件上的圆形光斑光强为最大值时，物镜焦点与椭球面反射镜的远焦点重合。
上述双焦点免定位椭球面反射镜照明装置，物镜焦点与椭球面反射镜的远焦点重合，调整步骤及判断方法如下：
步骤a、在椭球面反射镜的近焦点处放置点光源，在物镜后方放置观察屏或成像器件；
步骤b、旋拧物镜转接件，使物镜在光轴上移动；
步骤c、使观察屏或成像器件在光轴上移动，在观察屏或成像器件上的圆形光斑大小不变时，物镜焦点与椭球面反射镜的远焦点重合。
有益效果：
第一、通过将固定盘、物镜、物镜转接件、椭球面反射镜同轴安装在固定套筒内的结构设计，实现对物镜于椭球面反射镜同轴设置的免定位；
第二、通过固定盘中心开有螺纹孔，用于固定物镜的物镜转接件与所述螺纹孔螺纹连接，通过在螺纹孔中旋转，实现物镜在光轴上移动的结构设计，并配合光学成像方法观察光斑大小的技术手段，直接实现物镜焦点与椭球面反射镜的远焦点重合，实现对椭球面反射镜远焦点免定位的技术目的；
第三、通过椭球面反射镜近焦点同时位于椭球面反射镜的端面上和固定套筒的端面上的结构设计，实现对椭球面反射镜近焦点免定位的技术目的；
以上三个技术目的相结合，回避了空间三维测量，使得本发明具有免定位的有益效果。
附图说明
图1是本发明双焦点免定位的椭球面反射镜照明装置的结构示意图。
图中：1固定盘、2物镜、3物镜转接件、4椭球面反射镜、5固定套筒。
具体实施例
下面将结合附图对本发明装置的具体实施例做进一步详细说明。
具体实施例一
本实施例的双焦点免定位的椭球面反射镜照明装置，结构示意图如图1所示。该双焦点免定位的椭球面反射镜照明装置包括同轴设置的固定盘1、物镜2、物镜转接件3、椭球面反射镜4和固定套筒5；
所述固定盘1安装在固定套筒5内部，固定盘1中心开有螺纹孔，用于固定物镜2的物镜转接件3与所述螺纹孔螺纹连接，通过在螺纹孔中旋转，实现物镜2在光轴上移动，使物镜2焦点与椭球面反射镜4的远焦点重合；
所述椭球面反射镜4近焦点同时位于椭球面反射镜4的端面上和固定套筒5的端面上。
具体实施例二
本实施例的双焦点免定位的椭球面反射镜照明装置，在具体实施例一的基础上，进一步限定物镜2焦点与椭球面反射镜4的远焦点重合，调整步骤及判断方法如下：
步骤a、在椭球面反射镜4的近焦点处放置点光源，在物镜2后方放置观察屏或成像器件；
步骤b、旋拧物镜转接件3，使物镜2在光轴上移动；
步骤c、观察屏或成像器件上的圆形光斑光强为最大值时，物镜2焦点与椭球面反射镜4的远焦点重合。
具体实施例三
本实施例的双焦点免定位的椭球面反射镜照明装置，在具体实施例一的基础上，进一步限定物镜2焦点与椭球面反射镜4的远焦点重合，调整步骤及判断方法如下：
步骤a、在椭球面反射镜4的近焦点处放置点光源，在物镜2后方放置观察屏或成像器件；
步骤b、旋拧物镜转接件3，使物镜2在光轴上移动；
步骤c、使观察屏或成像器件在光轴上移动，在观察屏或成像器件上的圆形光斑大小不变时，物镜2焦点与椭球面反射镜4的远焦点重合。
需要说明的是，附图中无需给出光源、观察屏以及成像器件的具体示意图，对于本领域技术人员来讲，是能够理解本发明技术方案的，做到了充分公开。

Claims (3)

1.双焦点免定位的椭球面反射镜照明装置，其特征在于，包括同轴设置的固定盘(1)、物镜(2)、物镜转接件(3)、椭球面反射镜(4)和固定套筒(5)；
所述固定盘(1)安装在固定套筒(5)内部，固定盘(1)中心开有螺纹孔，用于固定物镜(2)的物镜转接件(3)与所述螺纹孔螺纹连接，通过在螺纹孔中旋转，实现物镜(2)在光轴上移动，使物镜(2)焦点与椭球面反射镜(4)的远焦点重合；
所述椭球面反射镜(4)近焦点同时位于椭球面反射镜(4)的端面上和固定套筒(5)的端面上。
2.根据权利要求1所述的双焦点免定位椭球面反射镜照明装置，其特征在于，物镜(2)焦点与椭球面反射镜(4)的远焦点重合，调整步骤及判断方法如下：
步骤a、在椭球面反射镜(4)的近焦点处放置点光源，在物镜(2)后方放置观察屏或成像器件；
步骤b、旋拧物镜转接件(3)，使物镜(2)在光轴上移动；
步骤c、观察屏或成像器件上的圆形光斑光强为最大值时，物镜(2)焦点与椭球面反射镜(4)的远焦点重合。
3.根据权利要求1所述的双焦点免定位椭球面反射镜照明装置，其特征在于，物镜(2)焦点与椭球面反射镜(4)的远焦点重合，调整步骤及判断方法如下：
步骤a、在椭球面反射镜(4)的近焦点处放置点光源，在物镜(2)后方放置观察屏或成像器件；
步骤b、旋拧物镜转接件(3)，使物镜(2)在光轴上移动；
步骤c、使观察屏或成像器件在光轴上移动，在观察屏或成像器件上的圆形光斑大小不变时，物镜(2)焦点与椭球面反射镜(4)的远焦点重合。
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