CN117420663B - 一种用于机器视觉检测的双远心镜头 - Google Patents
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Abstract
本披露公开了一种用于机器视觉检测的双远心镜头。该双远心镜头的放大倍率为‑10×,物方数值孔径为0.4,物方视场为8mm,工作波长为457nm和532nm。该镜头由物方镜组和像方镜组两部分组成,物方镜组和像方镜组均为无限共轭远心系统,这样便于在物方镜组和像方镜组之间增加其它光学元件和照明系统。物方镜组为七组透镜组成,像方镜组为五组透镜组成,该双远心镜头可以在像方镜组和传感器之间设置二向色镜,进而利用不同波长分光以实现明暗场缺陷的同时检测。通过本披露实施例的光学方案,能够在满足高分辨率检测精度的同时,提供远大于显微物镜的视场,从而极大地提升检测效率。
Description
技术领域
本披露一般涉及光学镜头技术领域。更具体地,本披露涉及一种用于机器视觉检测的双远心镜头。
背景技术
机器视觉通常应用于一些不适于人工作业的危险工作环境或者人工视觉难以满足要求的场合,使用机器视觉来替代人工视觉。在大批量重复性工业生产过程中,其能够提高生产的灵活性和自动化程度。
然而,在机器视觉中,高检测精度和高检测效率往往无法兼顾,其中检测精度高就意味着倍率大视场小,相应地检测效率就低,反之,检测效率高就意味着检测精度低。
尤其是半导体领域,半导体芯片通常的检测精度要求达到几微米,甚至达到纳米级别。目前,大部分半导体检测都需要使用到高精度的显微检测系统,受到显微物镜的视场限制,针对大尺寸晶圆的检测需要执行多次检测动作,才能完整检测整个晶圆,检测效率难以提升。因此,如何在满足检测精度的前提下提升检测效率是目前机器视觉检测的一大瓶颈。此外,显微物镜属于非远心镜头,在检测过程中,特别是需要量测的场景中存在较大的畸变,对图像的拼接有较大的影响,需要通过专门的算法校正,进一步影响检测的效率。
为了进一步提高系统亮度,很多半导体芯片检测系统使用激光作为检测光源,特别是为了在光致发光(PL)中同样需要使用激光激发样品。另外在机器视觉检测中有些缺陷需要分别在明暗场进行检测,目前明场和暗场通常使用相同白光波段光源,这样明暗场检测需要在不同时间分别采集,而采用不同波长激光分别作为明暗场光源则可以利用波长的不同,通过二向色镜将明场图像和暗场图像分开同时接收,在同一时间内得到更多的缺陷,进而提高检测效率和检测效果。
有鉴于此,亟需提供一种用于机器视觉检测的双远心镜头设计方案,以便在满足检测精度要求的同时,提供更大的视场以提升检测效率,兼顾大倍率和大视场的光学性能,并且可以同时接收双波长明暗场图像。
发明内容
为了至少解决如上所提到的一个或多个技术问题,本披露在多个方面中提出了用于机器视觉检测的大倍率大视场双远心镜头的设计方案。
在第一方面中,本披露提供一种用于机器视觉检测的双远心镜头包括:物方镜组和像方镜组,其中物方镜组包括:第一物方透镜组21,其为双胶合负透镜,其第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值;第二物方透镜组22,其为双胶合正透镜,其第一面的曲率半径绝对值小于或大于其第二面的曲率半径绝对值,且其第一面朝向第一物方透镜组21的第二面;第三物方透镜组23,其为双胶合正透镜,其第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值,且其第一面朝向第二物方透镜组22的第二面;第四物方透镜组24,其为双胶合负透镜,其第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值,且其第一面朝向第三物方透镜组23的第二面;第九物方透镜25,其为弯月负透镜,其第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值,且其第一面朝向第四物方透镜组24的第二面;第十物方透镜26,其为弯月正透镜,其第一面的曲率半径绝对值大于其第二面的曲率半径绝对值,且其第一面朝向第九物方透镜25的第二面;以及第十一物方透镜27,其为弯月负透镜,其第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值,且其第一面朝向第十物方透镜26的第二面;其中像方镜组包括:第一像方透镜组11,其为双胶合正透镜,其第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值;第二像方透镜组12,其为双胶合负透镜,其第一面的曲率半径绝对值大于其第二面的曲率半径绝对值,且其第一面朝向第一像方透镜组的第二面;第五像方透镜13,其为弯月负透镜,其第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值,且其第一面朝向第二像方透镜组的第二面;第六像方透镜14,其为弯月正透镜,其第一面的曲率半径绝对值大于其第二面的曲率半径绝对值,且其第一面朝向第五像方透镜的第二面;以及第七像方透镜15,其为双凸正透镜,其第一面的曲率半径绝对值大于其第二面的曲率半径绝对值,且其第一面朝向第六像方透镜的第二面。
在一些实施例中,物方镜组满足以下条件:-4.5≤fl12/fl≤3,其中fl12表示第一物方透镜组的焦距,fl表示物方镜组的焦距;2.2≤fl34/ fl≤2.7,其中fl34表示第二物方透镜组的焦距;2.5≤fl56/ fl≤5,其中fl56表示第三物方透镜组的焦距;-65≤fl78/fl≤-2,其中fl78表示第四物方透镜组的焦距;1.5≤fl9/ fl≤1.7,其中fl9表示第九物方透镜的焦距;-2≤fl10/ fl≤-0.5,其中fl10表示第十物方透镜的焦距;1.2≤fl11/ fl≤1.8,其中fl11表示第十一物方透镜的焦距;175mm≤TTL≤185mm,其中TTL表示第一物方透镜组的第一面至物面的距离;以及0.07≤L/TTL,其中L表示第十一物方透镜的第二面至物面的距离;像方镜组满足以下条件:0.5≤fl12'/fl'≤0.7,其中fl12'表示第一像方透镜组的焦距,fl'表示像方镜组的焦距;-0.9≤fl34'/ fl'≤-0.6,其中fl34'表示第二像方透镜组的焦距;-0.6≤fl5'/ fl'≤-0.4,其中fl5'表示第五像方透镜的焦距;1.2≤fl6'/ fl'≤1.5,其中fl6'表示第六像方透镜的焦距;0.6≤fl7'/ fl'≤0.8,其中fl7'表示第七像方透镜的焦距;500mm≤TTL'≤520mm,其中TTL'表示第一像方透镜组的第一面至像面的距离;以及0.3≤L'/TTL',其中L'表示第七像方透镜的第二面到像面的距离。
在一些实施例中,其中物方镜组的焦距为50mm,物方镜组的数值孔径为0.4,物方镜组的视场为8mm,物方镜组为无限共轭远心系统。
在一些实施例中,其中第一物方透镜组21包括:第一物方透镜211和第二物方透镜212,其中第一物方透镜211为弯月负透镜,第二物方透镜212为弯月正透镜,第一物方透镜211的第二面与第二物方透镜212的第一面胶合,第一物方透镜211的第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值,第二物方透镜212的第一面的曲率半径绝对值大于其第二面的曲率半径绝对值;其中第二物方透镜组22包括:第三物方透镜221和第四物方透镜222,其中第三物方透镜221为弯月负透镜,第四物方透镜222为双凸正透镜,第三物方透镜221的第一面朝向第二物方透镜212的第二面,且第三物方透镜221的第二面与第四物方透镜222的第一面胶合,第三物方透镜221的第一面的曲率半径绝对值大于其第二面的曲率半径绝对值,第四物方透镜222的第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值;其中第三物方透镜组23包括:第五物方透镜231和第六物方透镜232,其中第五物方透镜231为弯月负透镜,第六物方透镜232为双凸正透镜,第五物方透镜231的第一面朝向第四物方透镜222的第二面,且第五物方透镜231的第二面与第六物方透镜232的第一面胶合,第五物方透镜231的第一面的曲率半径绝对值大于其第二面的曲率半径绝对值,第六物方透镜232的第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值;其中第四物方透镜组24包括:第七物方透镜241和第八物方透镜242,其中第七物方透镜241为双凹负透镜,第八物方透镜242为弯月正透镜,第七物方透镜241的第一面朝向第六物方透镜232的第二面,且第七物方透镜241的第二面与第八物方透镜242的第一面胶合,第七物方透镜241的第一面的曲率半径绝对值大于其第二面的曲率半径绝对值,第八物方透镜242的第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值。
在一些实施例中,其中第一物方透镜组21包括:第一物方透镜211和第二物方透镜212,其中第一物方透镜211为弯月正透镜,第二物方透镜212为弯月负透镜,第一物方透镜211的第二面与第二物方透镜212的第一面胶合,第一物方透镜211的第一面的曲率半径绝对值大于其第二面的曲率半径绝对值,第二物方透镜212的第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值;其中第二物方透镜组22包括:第三物方透镜221和第四物方透镜222,其中第三物方透镜221为双凸正透镜,第四物方透镜222为弯月负透镜,第三物方透镜221的第一面朝向第二物方透镜212的第二面,且第三物方透镜221的第二面与第四物方透镜222的第一面胶合,第三物方透镜221的第一面的曲率半径绝对值大于其第二面的曲率半径绝对值,第四物方透镜222的第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值;其中第三物方透镜组23包括:第五物方透镜231和第六物方透镜232,其中第五物方透镜231为弯月负透镜,第六物方透镜232为双凸正透镜,第五物方透镜231的第一面朝向第四物方透镜222的第二面,且第五物方透镜231的第二面与第六物方透镜232的第一面胶合,第五物方透镜231的第一面的曲率半径绝对值大于其第二面的曲率半径绝对值,第六物方透镜232的第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值;其中第四物方透镜组24包括:第七物方透镜241和第八物方透镜242,其中第七物方透镜241为双凹负透镜,第八物方透镜242为双凸正透镜,第七物方透镜241的第一面朝向第六物方透镜232的第二面,且第七物方透镜241的第二面与第八物方透镜242的第一面胶合,第七物方透镜241的第一面的曲率半径绝对值大于其第二面的曲率半径绝对值,第八物方透镜242的第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值。
在一些实施例中,其中第一物方透镜211的第一面的曲率半径介于-48mm至-39mm之间;第一物方透镜211的第二面的曲率半径介于-102mm至-83mm之间;第一物方透镜211的厚度介于9mm至11mm之间;第二物方透镜212的第一面的曲率半径介于-102mm至-83mm之间;第二物方透镜212的第二面的曲率半径介于-54mm至-44mm之间;第二物方透镜212的厚度介于14.4mm至17.6mm之间;第三物方透镜221的第一面的曲率半径介于157mm至192mm之间;第三物方透镜221的第二面的曲率半径介于51mm至62mm之间;第三物方透镜221的厚度介于7.2mm至8.8mm之间;第四物方透镜222的第一面的曲率半径介于51mm至62mm之间;第四物方透镜222的第二面的曲率半径介于-1011mm至-827mm之间;第四物方透镜222的厚度介于16.2mm至19.8mm之间;第五物方透镜231的第一面的曲率半径介于105mm至128mm之间;第五物方透镜231的第二面的曲率半径介于70mm至86mm之间;第五物方透镜231的厚度介于7.2mm至8.8mm之间;第六物方透镜232的第一面的曲率半径介于70mm至86mm之间;第六物方透镜232的第二面的曲率半径介于-2977mm至-2435mm之间;第六物方透镜232的厚度介于16.2mm至19.8mm之间;第七物方透镜241的第一面的曲率半径介于-162mm至-133mm之间;第七物方透镜241的第二面的曲率半径介于39mm至48mm之间;第七物方透镜241的厚度介于5.4mm至6.6mm之间;第八物方透镜242的第一面的曲率半径介于39mm至48mm之间;第八物方透镜242的第二面的曲率半径介于664mm至811mm之间;第八物方透镜242的厚度介于14.4mm至17.6mm之间;第九物方透镜25的第一面的曲率半径介于45mm至55mm之间;第九物方透镜25的第二面的曲率半径介于299mm至365mm之间;第九物方透镜25的厚度介于13.5mm至16.5mm之间;第十物方透镜26的第一面的曲率半径介于26mm至31mm之间;第十物方透镜26的第二面的曲率半径介于16mm至19mm之间;第十物方透镜26的厚度介于10mm至12mm之间;第十一物方透镜27的第一面的曲率半径介于21mm至26mm之间;第十一物方透镜27的第二面的曲率半径介于28mm至35mm之间;第十一物方透镜27的厚度介于7.2mm至8.8mm之间。
在一些实施例中,其中第一物方透镜211的第一面的曲率半径介于-54mm至-44mm之间;第一物方透镜211的第二面的曲率半径介于-38mm至-31mm之间;第一物方透镜211的厚度介于13.6mm至16.6mm之间;第二物方透镜212的第一面的曲率半径介于-38mm至-31mm之间;第二物方透镜212的第二面的曲率半径介于-115mm至-94mm之间;第二物方透镜212的厚度介于9.4mm至11.5mm之间;第三物方透镜221的第一面的曲率半径介于172mm至211mm之间;第三物方透镜221的第二面的曲率半径介于-68mm至-56mm之间;第三物方透镜221的厚度介于16.5mm至20.2mm之间;第四物方透镜222的第一面的曲率半径介于-68mm至-56mm之间;第四物方透镜222的第二面的曲率半径介于-160mm至-131mm之间;第四物方透镜222的厚度介于10.8mm至13.2mm之间;第五物方透镜231的第一面的曲率半径介于83mm至101mm之间;第五物方透镜231的第二面的曲率半径介于36mm至44mm之间;第五物方透镜231的厚度介于5.7mm至7.1mm之间;第六物方透镜232的第一面的曲率半径介于36mm至44mm之间;第六物方透镜232的第二面的曲率半径介于-1582mm至-1294mm之间;第六物方透镜232的厚度介于20.4mm至25.0mm之间;第七物方透镜241的第一面的曲率半径介于-102mm至-83mm之间;第七物方透镜241的第二面的曲率半径介于48mm至58mm之间;第七物方透镜241的厚度介于6.8mm至8.3mm之间;第八物方透镜242的第一面的曲率半径介于48mm至58mm之间;第八物方透镜242的第二面的曲率半径介于-143mm至-117mm之间;第八物方透镜242的厚度介于17.7mm至21.7mm之间;第九物方透镜25的第一面的曲率半径介于39mm至48mm之间;第九物方透镜25的第二面的曲率半径介于143mm至175mm之间;第九物方透镜25的厚度介于14mm至17mm之间;第十物方透镜26的第一面的曲率半径介于45mm至55mm之间;第十物方透镜26的第二面的曲率半径介于15mm至19mm之间;第十物方透镜26的厚度介于9.1mm至11.1mm之间;第十一物方透镜27的第一面的曲率半径介于18mm至22mm之间;第十一物方透镜27的第二面的曲率半径介于26mm至32mm之间;第十一物方透镜27的厚度介于7.2mm至8.9mm之间。
在一些实施例中,其中像方镜组的焦距为500mm,像方镜组的数值孔径为0.04,像方镜组的视场为80mm,像方镜组为无限共轭远心系统。
在一些实施例中,其中第一像方透镜组11包括:第一像方透镜111和第二像方透镜112,其中第一像方透镜111为弯月正透镜,第二像方透镜112为弯月负透镜,第一像方透镜111的第二面与第二像方透镜112的第一面胶合,第一像方透镜111的第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值,第二像方透镜112的第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值;其中第二像方透镜组12包括:第三像方透镜121和第四像方透镜122,其中第三像方透镜121为双凸正透镜,第四像方透镜122为弯月负透镜,第三像方透镜121的第一面朝向第二像方透镜112的第二面,且第三像方透镜121的第二面与第四像方透镜122的第一面胶合,第三像方透镜121的第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值,第四像方透镜122的第一面的曲率半径绝对值大于其第二面的曲率半径绝对值。
在一些实施例中,其中第一像方透镜111的第一面的曲率半径介于115mm至140mm之间;第一像方透镜111的第二面的曲率半径介于194mm至138mm之间;第一像方透镜111的厚度介于13.5mm至16.5mm之间;第二像方透镜112的第一面的曲率半径介于194mm至138mm之间;第二像方透镜112的第二面的曲率半径介于337mm至412mm之间;第二像方透镜112的厚度介于9mm至11mm之间;第三像方透镜121的第一面的曲率半径介于71mm至87mm之间;第三像方透镜121的第二面的曲率半径介于750mm至917mm之间;第三像方透镜121的厚度介于13.5mm至16.5mm之间;第四像方透镜122的第一面的曲率半径介于750mm至917mm之间;第四像方透镜122的第二面的曲率半径介于59mm至72mm之间;第四像方透镜122的厚度介于9mm至11mm之间;第五像方透镜13的第一面的曲率半径介于-81mm至-66mm之间;第五像方透镜13的第二面的曲率半径介于-170mm至-139mm之间;第五像方透镜13的厚度介于9mm至11mm之间;第六像方透镜14的第一面的曲率半径介于-285mm至-233mm之间;第六像方透镜14的第二面的曲率半径介于-194mm至-159mm之间;第六像方透镜14的厚度介于13.5mm至16.5mm之间;第七像方透镜15的第一面的曲率半径介于582mm至711mm之间;第七像方透镜15的第二面的曲率半径介于-382mm至-313mm之间;第七像方透镜15的厚度介于18mm至22mm之间。
通过如上所提供的用于机器视觉检测的双远心镜头,本披露实施例实现了一种工作波长为457nm和532nm,物方数值孔径为0.4,且物方视场为8mm,放大倍率为10×的双远心镜头。在半导体晶圆检测时,使用该双远心镜头能够在保持高检测精度的前提下,大幅度地提高每次检测的视场范围,且可以同时拍摄明暗场图片,进而大幅提升检测效率和检测效果。
附图说明
通过参考附图阅读下文的详细描述,本披露示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中,以示例性而非限制性的方式示出了本披露的若干实施方式,并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分,其中:
图1示出了本披露一些实施例的物方镜组的示例性结构图;
图2示出了本披露一些实施例的物方镜组的点列图;
图3示出了本披露一些实施例的物方镜组的光学调制函数曲线;
图4示出了本披露一些实施例的物方镜组的色焦移曲线;
图5示出了本披露一些实施例的物方镜组的轴向像差图;
图6示出了本披露一些实施例的物方镜组的畸变图;
图7示出了本披露另一些实施例的物方镜组的示例性结构图;
图8示出了本披露另一些实施例的物方镜组的点列图;
图9示出了本披露另一些实施例的物方镜组的光学调制函数曲线;
图10示出了本披露一些实施例的像方镜组的示例性结构图;
图11示出了本披露一些实施例的像方镜组的点列图;
图12示出了本披露一些实施例的像方镜组的光学调制函数曲线;
图13示出了本披露一些实施例的像方镜组的畸变图;
图14示出了本披露一些实施例的双远心镜头的示例性结构图;
图15示出了本披露一些实施例的双远心镜头的点列图;
图16示出了本披露一些实施例的双远心镜头的光学调制函数曲线;
图17示出了本披露另一些实施例的双远心镜头的示例性结构图;
图18示出了本披露另一些实施例的双远心镜头的点列图;
图19示出了本披露另一些实施例的双远心镜头的光学调制函数曲线。
具体实施方式
下面将结合本披露实施例中的附图,对本披露实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本披露一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本披露中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本披露保护的范围。
应当理解,本披露的说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在,但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解,在此本披露说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的,而并不意在限定本披露。如在本披露说明书和权利要求书中所使用的那样,除非上下文清楚地指明其它情况,否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。还应当进一步理解,在本披露说明书和权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。
下面结合附图来详细描述本披露的具体实施方式。
示例性应用场景
随着半导体工艺的提升,半导体设备的技术更新和产品迭代速度加快,且半导体产品在规模化量产前还需经过严格的测试及验证,验证壁垒较高,因此半导体检测领域对于机器视觉技术的应用提出了更高的要求,其检测精度要求可达几微米,甚至达到纳米级别。
但是,在机器视觉中,高检测精度和高检测效率往往无法兼顾,检测精度高就意味着倍率高视场小,相应地检测效率就低,反之,检测效率高就意味着检测精度低。对于大尺寸的半导体晶圆检测,为了满足检测精度的要求不得不使用高倍率的检测镜头,鉴于高倍率镜头的视场限制,检测时需要执行多次检测动作方能覆盖整个晶圆,十分影响检测效率。
示例性应用方案
有鉴于此,本披露实施例提供了一种用于机器视觉检测的双远心镜头的设计方案,其提供了一种高倍率且大视场的双波长双远心镜头,能够在保持高检测精度的前提下,大幅度地提高每次检测的视场范围,进而大幅提升检测效率。
为了形成以上描述的双远心镜头,本实施例首先构建出如图1所示的物方镜组,图1示出了本披露一些实施例的物方镜组100的示例性结构图,如图1所示,该物方镜组包括:沿着光轴依次设置的第一物方透镜组21、第二物方透镜组22、第三物方透镜组23、第四物方透镜组24、第九物方透镜25、第十物方透镜26和第十一物方透镜27。该物方镜组用于检测时,检测光线先经过第一物方透镜组21,最后到达第十一物方透镜27。
进一步地,该物方镜组与像方镜组组合使用时,构成高倍率且大视场的双波长双远心镜头,在该双远心镜头中,检测光线先经过像方镜组,再到达物方镜组,进而成像。
下面对该物方镜组中的光学元件组成进行说明,其中第一物方透镜组21为弯月形的双胶合负透镜,其第一面为检测光线的入射面,且其第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值,即检测光线从第一物方透镜组21的凹面射入,并从第一物方透镜组21的凸面射出。
第二物方透镜组22为双凸形的双胶合正透镜,其第一面的曲率半径绝对值小于或大于其第二面的曲率半径绝对值,且其第一面朝向第一物方透镜组21的第二面。
第三物方透镜组23为双凸形的双胶合正透镜,其第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值,且其第一面朝向第二物方透镜组22的第二面。
第四物方透镜组24为弯月形的双胶合负透镜,其第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值,且其第一面朝向第三物方透镜组23的第二面,由此可知,检测光线从第四物方透镜组24的凹面射入,并从第四物方透镜组24的凸面射出。
第九物方透镜25为弯月负透镜,其第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值,且其第一面朝向第四物方透镜组24的第二面,由此可知,检测时检测光线从第九物方透镜25的凸面射入,并从第九物方透镜25的凹面射出。
第十物方透镜26为弯月正透镜,其第一面的曲率半径绝对值大于其第二面的曲率半径绝对值,且其第一面朝向第九物方透镜25的第二面,由此可知,检测时检测光线从第十物方透镜26的凸面射入,并从第十物方透镜26的凹面射出。
第十一物方透镜27为弯月负透镜,其第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值,且其第一面朝向第十物方透镜26的第二面,由此可知,检测光线从第十一物方透镜27的凸面射入,并从第十一物方透镜27的凹面射出。
进一步地,在图1提供的物方镜组中,第一物方透镜组21包括第一物方透镜211和第二物方透镜212,第一物方透镜211为弯月负透镜,第二物方透镜212为弯月正透镜,第一物方透镜211的第二面与第二物方透镜212的第一面胶合在一起形成了第一物方透镜组21。其中,第一物方透镜211的第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值,第二物方透镜212的第一面的曲率半径绝对值大于其第二面的曲率半径绝对值,由于第一物方透镜211的第二面与第二物方透镜212的第一面胶合在一起,因此第一物方透镜211的第二面与第二物方透镜212的第一面的曲率半径一致。
在图1提供的物方镜组中,第二物方透镜组22包括第三物方透镜221和第四物方透镜222,第三物方透镜221为弯月负透镜,第四物方透镜222为双凸正透镜,第三物方透镜221的第二面与第四物方透镜222的第一面胶合在一起。其中,第三物方透镜221的第一面朝向第二物方透镜212的第二面,且第三物方透镜221的第一面的曲率半径绝对值大于其第二面的曲率半径绝对值,第四物方透镜222的第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值,由于第三物方透镜221的第二面与第四物方透镜222的第一面胶合在一起,因此第三物方透镜221的第二面与第四物方透镜222的第一面的曲率半径一致。
在图1提供的物方镜组中,第三物方透镜组23包括第五物方透镜231和第六物方透镜232,第五物方透镜231为弯月负透镜,第六物方透镜232为双凸正透镜,第五物方透镜231的第二面与第六物方透镜232的第一面胶合在一起。其中,第五物方透镜231的第一面朝向第四物方透镜222的第二面,且第五物方透镜231的第一面的曲率半径绝对值大于其第二面的曲率半径绝对值,第六物方透镜232的第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值,由于第五物方透镜231的第二面与第六物方透镜232的第一面胶合在一起,因此第五物方透镜231的第二面与第六物方透镜232的第一面的曲率半径一致。
在图1提供的物方镜组中,第四物方透镜组24包括第七物方透镜241和第八物方透镜242,第七物方透镜241为双凹负透镜,第八物方透镜242为弯月正透镜,第七物方透镜241的第二面与第八物方透镜242的第一面胶合在一起。其中,第七物方透镜241的第一面朝向第六物方透镜232的第二面,且第七物方透镜241的第一面的曲率半径绝对值大于其第二面的曲率半径绝对值,第八物方透镜242的第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值,由于第七物方透镜241的第二面与第八物方透镜242的第一面胶合在一起,因此第七物方透镜241的第二面与第八物方透镜242的第一面的曲率半径一致。
进一步地,本披露的一些实施例提供了图1中各透镜的具体光学参数。示例性地,第一物方透镜211的第一面的曲率半径介于-48mm至-39mm之间,第一物方透镜211的第二面的曲率半径介于-102mm至-83mm之间,可选地,第一物方透镜211的第一面的曲率半径可以为-43.747mm,第二面的曲率半径可以为-92.676mm。
示例性地,第二物方透镜212的第一面的曲率半径介于-102mm至-83mm之间,第二物方透镜212的第二面的曲率半径介于-54mm至-44mm之间,可选地,第二物方透镜212的第一面的曲率半径与第一物方透镜211的第二面的曲率半径均为-92.676mm,第二物方透镜212的第二面的曲率半径为-49.554mm。
示例性地,第三物方透镜221的第一面的曲率半径介于157mm至192mm之间,第三物方透镜221的第二面的曲率半径介于51mm至62mm之间,可选地,第三物方透镜221的第一面的曲率半径可以为174.576mm,第二面的曲率半径可以为56.543mm。
示例性地,第四物方透镜222的第一面的曲率半径介于51mm至62mm之间,第四物方透镜222的第二面的曲率半径介于-1011mm至-827mm之间,可选地,第四物方透镜222的第一面的曲率半径与第三物方透镜221的第二面的曲率半径均为56.543mm,第四物方透镜222的第二面的曲率半径可以为-919.596mm。
示例性地,第五物方透镜231的第一面的曲率半径介于105mm至128mm之间,第五物方透镜231的第二面的曲率半径介于70mm至86mm之间,可选地,第五物方透镜231的第一面的曲率半径可以为116.453mm,第二面的曲率半径可以为78.076mm。
示例性地,第六物方透镜232的第一面的曲率半径介于70mm至86mm之间,第六物方透镜232的第二面的曲率半径介于-2977mm至-2435mm之间,可选地,第六物方透镜232的第一面的曲率半径与第五物方透镜231的第二面的曲率半径均为78.076mm,第六物方透镜232的第二面的曲率半径可以为-2706.248mm。
示例性地,第七物方透镜241的第一面的曲率半径介于-162mm至-133mm之间,第七物方透镜241的第二面的曲率半径介于39mm至48mm之间,可选地,第七物方透镜241的第一面的曲率半径可以为-147.656mm,第二面的曲率半径可以为43.547mm。
示例性地,第八物方透镜242的第一面的曲率半径介于39mm至48mm之间,第八物方透镜242的第二面的曲率半径介于664mm至811mm之间,可选地,第八物方透镜242的第一面的曲率半径与第七物方透镜241的第二面的曲率半径均为43.547mm,第八物方透镜242的第二面的曲率半径可以为737.674mm。
示例性地,第九物方透镜25的第一面的曲率半径介于45mm至55mm之间,第九物方透镜25的第二面的曲率半径介于299mm至365mm之间,可选地,第九物方透镜25的第一面的曲率半径可以为50.384mm,第二面的曲率半径可以为331.915mm。
示例性地,第十物方透镜26的第一面的曲率半径介于26mm至31mm之间,第十物方透镜26的第二面的曲率半径介于16mm至19mm之间,可选地,第十物方透镜26的第一面的曲率半径可以为28.709mm,第二面的曲率半径可以为17.567mm。
示例性地,第十一物方透镜27的第一面的曲率半径介于21mm至26mm之间,第十一物方透镜27的第二面的曲率半径介于28mm至35mm之间,可选地,第十一物方透镜27的第一面的曲率半径可以为23.567mm,第二面的曲率半径可以为31.696mm。
更进一步地,在一些实施例中,第一物方透镜211的厚度介于9mm至11mm之间,可选地,第一物方透镜211的厚度可以为10mm。第二物方透镜212的厚度介于14.4mm至17.6mm之间,可选地,第二物方透镜212的厚度可以为16mm。
第三物方透镜221的厚度介于7.2mm至8.8mm之间,可选地,第三物方透镜221的厚度可以为8mm,且第三物方透镜221与第二物方透镜212的间距介于6.3mm至7.7mm之间,可选地,第三物方透镜221与第二物方透镜212可以间隔7mm放置。第四物方透镜222的厚度介于16.2mm至19.8mm之间,可选地,第四物方透镜222的厚度可以为18mm。
第五物方透镜231的厚度介于7.2mm至8.8mm之间,可选地,第五物方透镜231的厚度可以为8mm,且第五物方透镜231与第四物方透镜222的间距介于8.2mm至10.3mm之间,可选地,第五物方透镜231与第四物方透镜222可以间隔9.24mm放置。第六物方透镜232的厚度介于16.2mm至19.8mm之间,可选地,第六物方透镜232的厚度可以为18mm。
第七物方透镜241的厚度介于5.4mm至6.6mm之间,可选地,第七物方透镜241的厚度可以为6mm,且第七物方透镜241与第六物方透镜232的间距介于6.3mm至7.7mm之间,可选地,第七物方透镜241与第六物方透镜232可以间隔7.06mm放置。第八物方透镜242的厚度介于14.4mm至17.6mm之间,可选地,第八物方透镜242的厚度可以为16mm。
第九物方透镜25的厚度介于13.5mm至16.5mm之间,可选地,第九物方透镜25的厚度可以为15mm,且第九物方透镜25与第八物方透镜242的间距介于5mm至6mm之间,可选地,第九物方透镜25与第八物方透镜242间隔5.48mm放置。
第十物方透镜26的厚度介于10mm至12mm之间,可选地,第十物方透镜26的厚度可以为11mm,且第十物方透镜26与第九物方透镜25的间距介于1.2mm至1.6mm之间,可选地,第十物方透镜26与第九物方透镜25可以间隔1.39mm放置。
第十一物方透镜27的厚度介于7.2mm至8.8mm之间,可选地,第十一物方透镜27的厚度可以为8mm,且第十一物方透镜27与第十物方透镜26的间距介于1.9mm至2.4mm之间,可选地,第十一物方透镜27与第十物方透镜26间隔2.13mm放置。
本披露的另一些实施例还对图1所示物方镜组中的每一透镜的材质进行了设计,例如,在图1所示的物方镜组中,第一物方透镜211采用的光学玻璃的折射率为2.001,阿贝数为25.435;第二物方透镜212采用的光学玻璃的折射率为1.457,阿贝数为90.270;第三物方透镜221采用的光学玻璃的折射率为1.954,阿贝数为32.318;第四物方透镜222采用的光学玻璃的其折射率为2.001,阿贝数为25.435;第五物方透镜231采用的光学玻璃的折射率为1.497,阿贝数为81.595;第六物方透镜232采用的光学玻璃的折射率为1.713,阿贝数为53.868;第七物方透镜241采用的光学玻璃的折射率为1.808,阿贝数为22.691;第八物方透镜242采用的光学玻璃的折射率为1.713,阿贝数为53.868;第九物方透镜25采用的光学玻璃的其折射率为1.713,阿贝数为53.868;第十物方透镜26采用的光学玻璃的折射率为1.954,阿贝数为32.318;第十一物方透镜27采用的光学玻璃的折射率为1.713,阿贝数为53.868。
为了便于说明本实施例中物方镜组的成像效果,本披露的图2示出了本披露一些实施例的物方镜组的点列图200,图3示出了本披露一些实施例的物方镜组的光学调制函数曲线,图4示出了本披露一些实施例的物方镜组的色焦移曲线,图5示出了本披露一些实施例的物方镜组的轴向像差图,图6示出了本披露一些实施例的物方镜组的畸变图。
根据点列图可以看出该物方镜组在5个成像位置(根据IMA对应的坐标取值确定)的弥散斑与艾里斑的关系。根据图2和图3可以知道的是,图1所示实施例提供的物方镜组具有优质的成像质量,且其在457nm至532nm波段下的光学调制函数曲线已经接近衍射极限,能够满足半导体检测的精度要求。根据图4可以看出物方镜组在457nm和532nm的焦点重合,说明这两个波长在物方镜组同时聚焦。根据图5可以看出物方镜组的轴向像差很小,且457nm和532nm的轴向像差几乎重合,这也说明物方镜组在这两个波长下的色差矫正性能优异。根据图6可以看出,由于物方镜组采用了远心结构,即使在4mm的大视场,其畸变也小于0.5%。
以上介绍了一种物方镜组的设计方案。在本披露中,除了图1所示的物方镜组的设计方案,还提供了另一种可选的物方镜组的设计方案。
图7示出了本披露另一些实施例的物方镜组700的示例性结构图,如图7所示,与图1相类似地,该物方镜组包括:沿着光轴依次设置的第一物方透镜组21、第二物方透镜组22、第三物方透镜组23、第四物方透镜组24、第九物方透镜25、第十物方透镜26和第十一物方透镜27。该物方镜组用于检测时,检测光线先经过第一物方透镜组21,最后到达第十一物方透镜27。
在图7所示的物方镜组中,第一物方透镜组21仍包括第一物方透镜211和第二物方透镜212,与图1不同的是,其中第一物方透镜211为弯月正透镜,第二物方透镜212为弯月负透镜,且第一物方透镜211的第一面的曲率半径绝对值大于其第二面的曲率半径绝对值,第二物方透镜212的第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值。
在图7所示的物方镜组中,第二物方透镜组22仍包括第三物方透镜221和第四物方透镜222,与图1不同的是,其中第三物方透镜221为双凸正透镜,第四物方透镜222为弯月负透镜,且第三物方透镜221的第一面的曲率半径绝对值大于其第二面的曲率半径绝对值,第四物方透镜222的第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值。
在图7所示的物方镜组中,第三物方透镜组23仍包括第五物方透镜231和第六物方透镜232,其中第五物方透镜231为弯月负透镜,第六物方透镜232为双凸正透镜,且第五物方透镜231的第一面的曲率半径绝对值大于其第二面的曲率半径绝对值,第六物方透镜232的第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值。
在图7所示的物方镜组中,第四物方透镜组24仍包括第七物方透镜241和第八物方透镜242,与图1不同的是,其中第七物方透镜241为双凹负透镜,第八物方透镜242为双凸正透镜,且第七物方透镜241的第一面的曲率半径绝对值大于其第二面的曲率半径绝对值,第八物方透镜242的第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值。
需要说明的是,图7所示的物方镜组的第九物方透镜25、第十物方透镜26和第十一物方透镜27所采用的透镜类型与图1的物方镜组一致,因此此处不再展开赘述。
鉴于图7示出的物方镜组中透镜组的光学元件组成与图1存在差异,因此图7示出的物方镜组的各透镜的光学参数设计方案与图1也存在区别。
示例性地,在图7所示的物方镜组中,第一物方透镜211的第一面的曲率半径介于-54mm至-44mm之间,第一物方透镜211的第二面的曲率半径介于-38mm至-31mm之间,可选地,第一物方透镜211的第一面的曲率半径可以为-49.454mm,第二面的曲率半径可以为-34.489mm。
示例性地,在图7所示的物方镜组中,第二物方透镜212的第一面的曲率半径介于-38mm至-31mm之间,第二物方透镜212的第二面的曲率半径介于-115mm至-94mm之间,可选地,第二物方透镜212的第一面与第一物方透镜211的第二面的曲率半径均为-34.489mm,第二物方透镜212的第二面的曲率半径可以为-105.083mm。
示例性地,在图7所示的物方镜组中,第三物方透镜221的第一面的曲率半径介于172mm至211mm之间,第三物方透镜221的第二面的曲率半径介于-68mm至-56mm之间,可选地,第三物方透镜221的第一面的曲率半径可以为191.840mm,第二面的曲率半径可以为-62.187mm。
示例性地,在图7所示的物方镜组中,第四物方透镜222的第一面的曲率半径介于-68mm至-56mm之间,第四物方透镜222的第二面的曲率半径介于-160mm至-131mm之间,可选地,第四物方透镜222的第一面与第三物方透镜221的第二面的曲率半径均为-62.187mm,第四物方透镜222的第二面的曲率半径可以为-145.707mm。
示例性地,在图7所示的物方镜组中,第五物方透镜231的第一面的曲率半径介于83mm至101mm之间,第五物方透镜231的第二面的曲率半径介于36mm至44mm之间,可选地,第五物方透镜231的第一面的曲率半径可以为91.960mm,第二面的曲率半径可以为39.979mm。
示例性地,在图7所示的物方镜组中,第六物方透镜232的第一面的曲率半径介于36mm至44mm之间,第六物方透镜232的第二面的曲率半径介于-1582mm至-1294mm之间,可选地,第六物方透镜232的第一面与第五物方透镜231的第二面的曲率半径均为39.979mm,第六物方透镜232的第二面的曲率半径可以为-1437.973mm。
示例性地,在图7所示的物方镜组中,第七物方透镜241的第一面的曲率半径介于-102mm至-83mm之间,第七物方透镜241的第二面的曲率半径介于48mm至58mm之间,可选地,第七物方透镜241的第一面的曲率半径可以为-92.723mm,第二面的曲率半径可以为53.355mm。
示例性地,在图7所示的物方镜组中,第八物方透镜242的第一面的曲率半径介于48mm至58mm之间,第八物方透镜242的第二面的曲率半径介于-143mm至-117mm之间,可选地,第八物方透镜242的第一面与第七物方透镜241的第二面的曲率半径均为53.355mm,第八物方透镜242的第二面的曲率半径可以为-129.894mm。
示例性地,在图7所示的物方镜组中,第九物方透镜25的第一面的曲率半径介于39mm至48mm之间,第九物方透镜25的第二面的曲率半径介于143mm至175mm之间,可选地,第九物方透镜25的第一面的曲率半径可以为44.081mm,第二面的曲率半径可以为159.267mm。
示例性地,在图7所示的物方镜组中,第十物方透镜26的第一面的曲率半径介于45mm至55mm之间,第十物方透镜26的第二面的曲率半径介于15mm至19mm之间,可选地,第十物方透镜26的第一面的曲率半径可以为50.179mm,第二面的曲率半径可以为17.426mm。
示例性地,在图7所示的物方镜组中,第十一物方透镜27的第一面的曲率半径介于18mm至22mm之间,第十一物方透镜27的第二面的曲率半径介于26mm至32mm之间,可选地,第十一物方透镜27的第一面的曲率半径可以为19.956mm,第二面的曲率半径可以为29.409mm。
更进一步地,在图7所示的物方镜组中,第一物方透镜211的厚度介于13.6mm至16.6mm之间,可选地,第一物方透镜211的厚度可以为15.08mm。第二物方透镜212的厚度介于9.4mm至11.5mm之间,可选地,第二物方透镜212的厚度可以为10.45mm。
第三物方透镜221的厚度介于16.5mm至20.2mm之间,可选地,第三物方透镜221的厚度可以为18.33mm,且第三物方透镜221与第二物方透镜212的间距介于3mm至3.6mm之间,可选地,第三物方透镜221与第二物方透镜212可以间隔3.31mm放置。第四物方透镜222的厚度介于10.8mm至13.2mm之间,可选地,第四物方透镜222的厚度可以为11.99mm。
第五物方透镜231的厚度介于5.7mm至7.1mm之间,可选地,第五物方透镜231的厚度可以为6.38mm,且第五物方透镜231与第四物方透镜222的间距介于3.5mm至4.3mm之间,可选地,第五物方透镜231与第四物方透镜222可以间隔3.86mm放置。第六物方透镜232的厚度介于20.4mm至25.0mm之间,可选地,第六物方透镜232的厚度可以为22.7mm。
第七物方透镜241的厚度介于6.8mm至8.3mm之间,可选地,第七物方透镜241的厚度可以为7.52mm,且第七物方透镜241与第六物方透镜232的间距介于4.6mm至5.7mm之间,可选地,第七物方透镜241与第六物方透镜232可以间隔5.15mm放置。第八物方透镜242的厚度介于17.7mm至21.7mm之间,可选地,第八物方透镜242的厚度可以为19.72mm。
第九物方透镜25的厚度介于14mm至17mm之间,可选地,第九物方透镜25的厚度可以为15.54mm,且第九物方透镜25与第八物方透镜242的间距介于2.3mm至3mm之间,可选地,第九物方透镜25与第八物方透镜242间隔2.65mm放置。
第十物方透镜26的厚度介于9.1mm至11.1mm之间,可选地,第十物方透镜26的厚度可以为10.07mm,且第十物方透镜26与第九物方透镜25的间距介于4.3mm至5.4mm之间,可选地,第十物方透镜26与第九物方透镜25可以间隔4.84mm放置。
第十一物方透镜27的厚度介于7.2mm至8.9mm之间,可选地,第十一物方透镜27的厚度可以为8.06mm,且第十一物方透镜27与第十物方透镜26的间距介于2.7mm至3.3mm之间,可选地,第十一物方透镜27与第十物方透镜26间隔3mm放置。
本披露的另一些实施例还对图7所示物方镜组中的每一透镜的材质进行了设计,例如,在图7所示的物方镜组中,第一物方透镜211采用的光学玻璃的折射率为1.816,阿贝数为46.569;第二物方透镜212采用的光学玻璃的折射率为1.755,阿贝数为27.547;第三物方透镜221采用的光学玻璃的折射率为1.755,阿贝数为27.547;第四物方透镜222采用的光学玻璃的折射率为1.816,阿贝数为46.569;第五物方透镜231采用的光学玻璃的折射率为1.816,阿贝数为46.569;第六物方透镜232采用的光学玻璃的折射率为1.607,阿贝数为56.667;第七物方透镜241采用的光学玻璃的折射率为1.755,阿贝数为27.547;第八物方透镜242采用的光学玻璃的折射率为1.816,阿贝数为46.569;第九物方透镜25采用的光学玻璃的折射率为1.741,阿贝数为52.676;第十物方透镜26采用的光学玻璃的折射率为1.755,阿贝数为27.547;第十一物方透镜27采用的光学玻璃的折射率为1.741,阿贝数为52.676。
为了便于说明本实施例中物方镜组的成像效果,本披露的图8示出了本披露另一些实施例的物方镜组的点列图800,图9示出了本披露另一些实施例的物方镜组的光学调制函数曲线。
根据点列图可以看出物方镜组在5个成像位置(根据IMA对应的坐标取值确定)的弥散斑与艾里斑的关系,根据图8和图9可以知道的是,图7所示实施例提供的物方镜组具有优质的成像质量,且其在457nm至532nm波段下的光学调制函数曲线已经接近衍射极限,能够满足半导体检测的精度要求。
与图1示出的物方镜组相类似地,图7所示物方镜组在457nm和532nm这两个波长下的焦点也是重合的,且轴向像差很小,在457nm和532nm波长下的轴向像差几乎重合,体现出优异的色差矫正性能,由于采用了远心结构,即使在4mm大视场下,畸变也能够小于0.5%。
需要进一步说明的是,前文实施例中结合图1或图7示出的物方镜组的光学参数均可以如下所示,具体地,物方镜组的焦距为50mm,物方镜组的数值孔径为0.4,物方镜组的视场为8mm,且该物方镜组为无限共轭远心系统。
在介绍完双远心镜头的物方镜组后,下面对双远心镜头中的像方镜组进行说明。
图10示出了本披露实施例的像方镜组1000的示例性结构图,如图10所示,该像方镜组包括:沿着光轴依次设置的第一像方透镜组11、第二像方透镜组12、第五像方透镜13、第六像方透镜14和第七像方透镜15。该像方镜组用于检测时,检测光线先经过第七像方透镜15,再经过第六像方透镜14,最后到达第一像方透镜组11。进一步地,检测光线到达第一像方透镜组后,还可以进入物方镜组,进而成像。
在本实施例中,第一像方透镜组11为弯月形的双胶合正透镜,其第一面即检测光线的出射面,第一像方透镜组的第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值,即检测光线从该第一像方透镜组11的凹面射入,并从该第一像方透镜组11的凸面射出。
第二像方透镜组12为弯月形的双胶合负透镜,其第一面的曲率半径绝对值大于其第二面的曲率半径绝对值,且其第一面朝向第一像方透镜组的第二面,可以理解,检测时检测光线从第二像方透镜组12的凹面射入,并从第二像方透镜组12的凸面射出至第一像方透镜组11。
第五像方透镜13为弯月负透镜,其第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值,且其第一面朝向第二像方透镜组的第二面,可以理解,检测时检测光线从第五像方透镜13的凸面射入,并从第五像方透镜组13的凹面射出至第二像方透镜组12。
第六像方透镜14为弯月正透镜,其第一面的曲率半径绝对值大于其第二面的曲率半径绝对值,且其第一面朝向第五像方透镜13的第二面,可以理解,检测时检测光线从第六像方透镜14的凸面射入,并从第六像方透镜组14的凹面射出至第五像方透镜组13。
第七像方透镜15为双凸正透镜,其第一面的曲率半径绝对值大于其第二面的曲率半径绝对值,且其第一面朝向第六像方透镜14的第二面,检测时检测光线由第七像方透镜15投射至第六像方透镜组14。
进一步地,上述实施例中的像方镜组具有如下光学参数,该像方镜组的焦距为500mm,该像方镜组的数值孔径为0.04,该像方镜组的视场为80mm,该像方镜组为无限共轭远心系统。
以上描述了本披露实施例的像方镜组的光学参数,其在满足了半导体检测时所需的高倍率和大视场的需求,保障检测精度的同时提高了半导体检测的效率。
进一步地,本披露的一些实施例提供了上述像方镜组中各透镜的具体设计参数,其中,第一像方透镜组11的第一面的曲率半径介于115mm至140mm之间,第一像方透镜组11的第二面的曲率半径介于337mm至412mm之间,可选地,第一像方透镜组11的第一面的曲率半径可以为127.776mm,第一像方透镜组11的第二面的曲率半径可以为374.647mm。
第二像方透镜组12的第一面的曲率半径介于71mm至87mm之间,第二面的曲率半径介于59mm至72mm之间,可选地,第二像方透镜组12的第一面的曲率半径可以为79.126mm,第二像方透镜组12的第二面的曲率半径可以为65.500mm。
第五像方透镜13的第一面的曲率半径介于-81mm至-66mm之间,第二面的曲率半径介于-170mm至-139mm之间,可选地,第五像方透镜13的第一面的曲率半径可以为-74.010mm,第五像方透镜13的第二面的曲率半径可以为-155.046mm。
第六像方透镜14的第一面的曲率半径介于-285mm至-233mm之间,第二面的曲率半径介于-194mm至-159mm之间,可选地,第六像方透镜14的第一面的曲率半径可以为-259.438mm,第二面的曲率半径可以为-176.720mm。
第七像方透镜15的第一面的曲率半径介于582mm至711mm之间,第二面的曲率半径介于-382mm至-313mm之间,可选地,第七像方透镜15的第一面的曲率半径可以为646.752mm,第二面的曲率半径可以为-347.495mm。
以上描述了像方镜组中各透镜的一种具体设计方案,需要说明的是,前文实施例中曲率半径的正负号仅代表了该曲率所对应的圆弧的圆心方向。
在一些实施例中,上述像方镜组的第一像方透镜组11和第二像方透镜组12均是由两个透镜胶合而成的,下面分别对第一像方透镜组11和第二像方透镜组12的一种设计方案进行说明。
示例性地,在一些实施例中,第一像方透镜组11包括第一像方透镜111和第二像方透镜112,其中第一像方透镜111为弯月正透镜,第二像方透镜112为弯月负透镜,第一像方透镜111的第二面与第二像方透镜112的第一面胶合在一起形成了第一像方透镜组。其中,第一像方透镜111的第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值,第二像方透镜112的第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值。由于第一像方透镜111的第二面与第二像方透镜112的第一面胶合在一起,因此第一像方透镜111的第二面与第二像方透镜112的第一面的曲率半径一致。
进一步地,本披露的一些实施例提供了一种第一像方透镜组的具体透镜设计方案,其中第一像方透镜111的第一面的曲率半径介于115mm至140mm之间,第一像方透镜111的第二面和第二像方透镜112的第一面的曲率半径均介于194mm至138mm之间,第二像方透镜112的第二面的曲率半径介于337mm至412mm之间,可选地,第一像方透镜111的第一面的曲率半径可以为127.776mm,第一像方透镜111的第二面和第二像方透镜112的第一面的曲率半径均可以为216.085mm,第二像方透镜112的第二面的曲率半径可以为374.647mm。
示例性地,在一些实施例中,第二像方透镜组12包括第三像方透镜121和第四像方透镜122,其中第三像方透镜121为双凸正透镜,第四像方透镜122为弯月负透镜,第三像方透镜121的第二面与第四像方透镜122的第一面胶合在一起形成了第二像方透镜组12。其中,第三像方透镜121的第一面朝向第二像方透镜112的第二面,第三像方透镜121的第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值,第四像方透镜122的第一面的曲率半径绝对值大于其第二面的曲率半径绝对值。由于第三像方透镜121的第二面与第四像方透镜122的第一面胶合在一起,因此第三像方透镜121的第二面与第四像方透镜122的第一面的曲率半径一致。
进一步地,本披露的一些实施例提供了一种第二像方透镜组的具体透镜设计方案,其中第三像方透镜121的第一面的曲率半径介于71mm至87mm之间,第三像方透镜121的第二面和第四像方透镜122的第一面的曲率半径均介于750mm至917mm之间,第四像方透镜122的第二面的曲率半径介于59mm至72mm之间,可选地,第三像方透镜121的第一面的曲率半径可以为79.126mm,第三像方透镜121的第二面和第四像方透镜122的第一面的曲率半径均可以为833.743mm,第四像方透镜122的第二面的曲率半径可以为65.500mm。
更进一步地,本实施例的第一像方透镜组11与第二像方透镜组12的间距介于45mm至55mm之间,可选地,第一像方透镜组11与第二像方透镜组12间隔50mm放置。其中,第一像方透镜111的厚度介于13.5mm至16.5mm之间,可选地,第一像方透镜111的厚度可以为15mm。第二像方透镜112的厚度介于9mm至11mm之间,可选地,第二像方透镜112的厚度可以为10mm。第三像方透镜121的厚度介于13.5mm至16.5mm之间,可选地,第三像方透镜121的厚度可以为15mm。第四像方透镜122的厚度介于9mm至11mm之间,可选地,第四像方透镜122的厚度可以为10mm。
在本披露的一些实施例中,第五像方透镜13与第二像方透镜组12的间距介于63mm至77mm之间,可选地,第五像方透镜13与第二像方透镜组12可以间隔70mm放置,其中,第五像方透镜13的厚度可以介于9mm至11mm之间,可选地,第五像方透镜13的厚度可以为10mm。
第六像方透镜14与第五像方透镜13的间距介于60mm至75mm之间,可选地,第六像方透镜14与第五像方透镜13可以间隔67.6mm放置,其中,第六像方透镜14的厚度可以介于13.5mm至16.5mm之间,可选地,第六像方透镜14的厚度可以为15mm。
第七像方透镜15与第六像方透镜14的间距介于63mm至77mm之间,可选地,第七像方透镜15与第六像方透镜14可以间隔69.99mm放置,其中,第七像方透镜15的厚度可以介于18mm至22mm之间,可选地,第七像方透镜15的厚度可以为20mm。
本披露的另一些实施例还对像方镜组中每一透镜的材质进行了设计,例如,第一像方透镜采用的光学玻璃的折射率为1.607,阿贝数为56.667;第二像方透镜采用的光学玻璃的折射率为1.755,阿贝数为27.547;第三像方透镜采用的光学玻璃的折射率为1.607,阿贝数为56.667;第四像方透镜采用的光学玻璃的折射率为1.755,阿贝数为27.547;第五像方透镜采用的光学玻璃的折射率为1.607,阿贝数为56.667;第六像方透镜采用的光学玻璃的折射率为1.755,阿贝数为27.547;第七像方透镜采用的光学玻璃的折射率为1.607,阿贝数为56.667。
为了便于说明本实施例中像方镜组的成像效果,本披露的图11示出了本披露一些实施例的像方镜组的点列图1100,图12示出了本披露一些实施例的像方镜组的光学调制函数曲线,图13示出了本披露一些实施例的像方镜组的畸变图。
根据点列图可以看出像方镜组在3个成像位置(根据IMA对应的坐标取值确定)的弥散斑与艾里斑的关系,艾里斑是光源通过衍射受限透镜成像时,由于衍射而在焦点处形成的光斑。弥散斑越集中越接近于理想的光学系统,当点列图中的弥散斑位于艾里斑圈定的范围内,可以认为光学系统的像质佳。光学调制函数曲线则是用于衡量在特定分辨率下将对比度从物体转移到图像的能力,光学调制函数曲线越接近衍射极限,代表光学系统的像质越好。
根据图11和图12可以知道的是,本披露实施例提供的像方镜组具有优质的成像质量,且其在457nm至532nm波段下的光学调制函数曲线已经接近衍射极限,能够满足半导体检测的精度要求。根据图13可知,由于像方镜组采用远心光路,即使在40mm的大视场下,全视场畸变小于0.12%。
以上任一种像方镜组与前文任一实施例提供的物方镜组可以组成用于机器视觉检测的双远心镜头,该双远心镜头不仅满足了半导体检测时的高倍率需求,进而保障了检测精度,同时还提供了足够的检测视场,从而同时提高了半导体检测的效率。
图14示出了本披露一些实施例的双远心镜头1400的示例性结构图,图15示出了本披露一些实施例的双远心镜头的点列图1500,图16示出了本披露一些实施例的双远心镜头的光学调制函数曲线。需要说明的是,图14示出的双远心镜头是由图1所示的物方镜组和图10所示的像方镜组组合而成的,根据图15示出的点列图和图16示出的光学调制函数曲线可以知道,该双远心镜头具有优质的成像质量,且其在457nm至532nm波段下的光学调制函数曲线已经接近衍射极限,能够满足半导体检测的精度要求。
图17示出了本披露另一些实施例的双远心镜头1700的示例性结构图,图18示出了本披露另一些实施例的双远心镜头的点列图1800,图19示出了本披露另一些实施例的双远心镜头的光学调制函数曲线。需要说明的是,图17示出的双远心镜头是由图7所示的物方镜组和图10所示的像方镜组组合而成的,根据图18示出的点列图和图19示出的光学调制函数曲线可以知道,该双远心镜头具有优质的成像质量,且其在457nm至532nm波段下的光学调制函数曲线已经接近衍射极限,能够满足半导体检测的精度要求。
以上描述的双远心镜头均由物方镜组和像方镜组组成,其中物方镜组由4个双胶合透镜和3个单透镜组成,沿着光线的入射方向,其光焦度分别为负光焦度、正光焦度、正光焦度、负光焦度、正光焦度、负光焦度和正光焦度。通过合理的光角度分配可以减小物方镜组的像差,第一组双胶合透镜的光焦度为负,有利于扩大视场,便于增大工作距离。进一步地,整个物方镜组仅只使用4种或5种。3个单透镜均为弯月形透镜,组合起来有利于减小物方镜组的总长,同样有利于提高工作物距。更进一步地,3个单透镜的口径半高依次降低。远心结构使该物方镜组具有较小的畸变,有助于量测。
更进一步地,在该双远心镜头中,物方镜组满足以下条件:
-4.5≤fl12/fl≤3,
2.2≤fl34/ fl≤2.7,
2.5≤fl56/ fl≤5,
-65≤fl78/fl≤-2,
1.5≤fl9/ fl≤1.7,
-2≤fl10/ fl≤-0.5,
1.2≤fl11/ fl≤1.8,
175mm≤TTL≤185mm,
0.07≤L/TTL,
hi≤35mm,
其中,fl12表示第一物方透镜组21的焦距,fl表示物方镜组的焦距,fl34表示第二物方透镜组22的焦距,fl56表示第三物方透镜组23的焦距,fl78表示第四物方透镜组24的焦距,fl9表示第九物方透镜25的焦距,fl10表示第十物方透镜26的焦距,fl11表示第十一物方透镜27的焦距,TTL表示第一物方透镜组21的第一面至物面的距离,L表示第十一物方透镜27的第二面至物面的距离,hi表示物方镜组中透镜的口径半高,hi≤35mm说明物方镜组中所有透镜的口径半高均不超过35mm。
在该双远心镜头中,像方镜组由2个双胶合透镜和3个单透镜组合而成,沿着光线的入射方向,其光焦度分别为正光焦度、负光焦度、负光焦度、正光焦度、正光焦度。合理的光焦度分配可以减小系统像差,准对称结构有利减小轴外像差。该像方镜组仅使用两种玻璃材料。其中,第一组双胶合透镜为弯月型,第二组双胶合透镜为弯月型,第一片单透镜为弯月型,第二片单透镜为弯月型,第三片单透镜为双凸型。远心结构使像方镜组具有较小的畸变,有助于量测,后截距设计足够长,方便安放分光棱镜。
在该双远心镜头中,像方镜组满足以下条件:
0.5≤fl12'/fl'≤0.7,进一步地,fl12'/fl'的取值可以为0.550072098,
-0.9≤fl34'/ fl'≤-0.6,进一步地,fl34'/ fl'的取值可以为-0.779768003,
-0.6≤fl5'/ fl'≤-0.4,进一步地,fl5'/ fl'的取值可以为-0.48093358,
1.2≤fl6'/ fl'≤1.5,进一步地,fl6'/ fl'的取值可以为1.310475124,
0.6≤fl7'/ fl'≤0.8,进一步地,fl7'/ fl'的取值可以为0.737194103,
500mm≤TTL'≤520mm,
0.3≤L'/TTL',
0.14≤n1-n2≤0.2,进一步地,n1-n2的取值可以为0.147822955,
25≤v2-v1≤35,进一步地,v2-v1的取值可以为29.11958181,
其中,fl12'表示所述第一像方透镜组11的焦距,fl'表示所述像方镜组的焦距,fl34'表示所述第二像方透镜组12的焦距,fl5'表示所述第五像方透镜13的焦距,fl6'表示所述第六像方透镜14的焦距,fl7'表示所述第七像方透镜15的焦距,TTL'表示所述第一像方透镜组11的第一面至像面的距离,L'表示所述第七像方透镜15的第二面到像面的距离,n1和n2为像方镜组中两种材料的折射率,v1和v2为像方镜组中两种材料的阿贝数。
综上,本披露提供了一种用于机器视觉检测的双远心镜头,其放大倍率为-10×,物方数值孔径为0.4,物方视场为8mm,工作波长为457nm和532nm。该镜头由物方镜组和像方镜组两部分组成,物方镜组和像方镜组均为无限共轭远心系统,这样便于在物方镜组和像方镜组之间增加其它光学元件和照明系统。该双远心镜头可以在像方镜组和传感器之间设置二向色镜,进而利用不同波长分光以实现明暗场缺陷的同时检测。其不仅具备高倍率能够满足检测精度的要求,还提供了远大于显微物镜的视场,能够提升检测的效率。
虽然本文已经示出和描述了本披露的多个实施例,但对于本领域技术人员显而易见的是,这样的实施例只是以示例的方式来提供。本领域技术人员可以在不偏离本披露思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本披露的过程中,可以采用对本文所描述的本披露实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本披露的保护范围,并因此覆盖这些权利要求范围内的等同或替代方案。
Claims (10)
1.一种用于机器视觉检测的双远心镜头,其特征在于,包括:物方镜组和像方镜组;
其中所述物方镜组沿着光轴由物侧至像侧依序为:
第一物方透镜组(21),其为双胶合负透镜,其第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值;
第二物方透镜组(22),其为双胶合正透镜,其第一面的曲率半径绝对值小于或大于其第二面的曲率半径绝对值,且其第一面朝向所述第一物方透镜组(21)的第二面;
第三物方透镜组(23),其为双胶合正透镜,其第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值,且其第一面朝向所述第二物方透镜组(22)的第二面;第三物方透镜组(23)由沿着光轴由物侧至像侧依序设置的第五物方透镜(231)和第六物方透镜(232)构成,其中所述第五物方透镜(231)为弯月负透镜,所述第六物方透镜(232)为双凸正透镜;
第四物方透镜组(24),其为双胶合负透镜,其第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值,且其第一面朝向所述第三物方透镜组(23)的第二面;第四物方透镜组(24)由沿着光轴由物侧至像侧依序设置的第七物方透镜(241)和第八物方透镜(242)构成,其中所述第七物方透镜(241)为双凹负透镜,所述第八物方透镜(242)为双凸正透镜;
第九物方透镜(25),其为弯月负透镜,其第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值,且其第一面朝向所述第四物方透镜组(24)的第二面;
第十物方透镜(26),其为弯月正透镜,其第一面的曲率半径绝对值大于其第二面的曲率半径绝对值,且其第一面朝向所述第九物方透镜(25)的第二面;以及
第十一物方透镜(27),其为弯月负透镜,其第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值,且其第一面朝向所述第十物方透镜(26)的第二面;
其中所述像方镜组沿着光轴由物侧至像侧依序为:
第一像方透镜组(11),其为双胶合正透镜,其第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值;第一像方透镜组(11)由沿着光轴由物侧至像侧依序设置的第一像方透镜(111)和第二像方透镜(112)构成,其中所述第一像方透镜(111)为弯月正透镜,所述第二像方透镜(112)为弯月负透镜;
第二像方透镜组(12),其为双胶合负透镜,其第一面的曲率半径绝对值大于其第二面的曲率半径绝对值,且其第一面朝向所述第一像方透镜组的第二面;第二像方透镜组(12)由沿着光轴由物侧至像侧依序设置的第三像方透镜(121)和第四像方透镜(122)构成,其中所述第三像方透镜(121)为双凸正透镜,所述第四像方透镜(122)为弯月负透镜;
第五像方透镜(13),其为弯月负透镜,其第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值,且其第一面朝向所述第二像方透镜组的第二面;
第六像方透镜(14),其为弯月正透镜,其第一面的曲率半径绝对值大于其第二面的曲率半径绝对值,且其第一面朝向所述第五像方透镜的第二面;以及
第七像方透镜(15),其为双凸正透镜,其第一面的曲率半径绝对值大于其第二面的曲率半径绝对值,且其第一面朝向所述第六像方透镜的第二面。
2.根据权利要求1所述的双远心镜头,其特征在于,
所述物方镜组满足以下条件:
-4.5≤fl12/fl≤3,其中fl12表示所述第一物方透镜组(21)的焦距,fl表示所述物方镜组的焦距;
2.2≤fl34/ fl≤2.7,其中fl34表示所述第二物方透镜组(22)的焦距;
2.5≤fl56/ fl≤5,其中fl56表示所述第三物方透镜组(23)的焦距;
-65≤fl78/fl≤-2,其中fl78表示所述第四物方透镜组(24)的焦距;
1.5≤fl9/ fl≤1.7,其中fl9表示所述第九物方透镜(25)的焦距;
-2≤fl10/ fl≤-0.5,其中fl10表示所述第十物方透镜(26)的焦距;
1.2≤fl11/ fl≤1.8,其中fl11表示所述第十一物方透镜(27)的焦距;
175mm≤TTL≤185mm,其中TTL表示所述第一物方透镜组(21)的第一面至物面的距离;以及
0.07≤L/TTL,其中L表示所述第十一物方透镜(27)的第二面至物面的距离;
所述像方镜组满足以下条件:
0.5≤fl12'/fl'≤0.7,其中fl12'表示所述第一像方透镜组(11)的焦距,fl'表示所述像方镜组的焦距;
-0.9≤fl34'/ fl'≤-0.6,其中fl34'表示所述第二像方透镜组(12)的焦距;
-0.6≤fl5'/ fl'≤-0.4,其中fl5'表示所述第五像方透镜(13)的焦距;
1.2≤fl6'/ fl'≤1.5,其中fl6'表示所述第六像方透镜(14)的焦距;
0.6≤fl7'/ fl'≤0.8,其中fl7'表示所述第七像方透镜(15)的焦距;
500mm≤TTL'≤520mm,其中TTL'表示所述第一像方透镜组(11)的第一面至像面的距离;以及
0.3≤L'/TTL',其中L'表示所述第七像方透镜(15)的第二面到像面的距离。
3.根据权利要求1所述的双远心镜头,其特征在于,其中所述物方镜组的焦距为50mm,所述物方镜组的数值孔径为0.4,所述物方镜组的视场为8mm,所述物方镜组为无限共轭远心系统。
4.根据权利要求1-3任一项所述的双远心镜头,其特征在于,
其中所述第一物方透镜组(21)包括:第一物方透镜(211)和第二物方透镜(212),其中所述第一物方透镜(211)为弯月负透镜,所述第二物方透镜(212)为弯月正透镜,所述第一物方透镜(211)的第二面与所述第二物方透镜(212)的第一面胶合,所述第一物方透镜(211)的第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值,所述第二物方透镜(212)的第一面的曲率半径绝对值大于其第二面的曲率半径绝对值;
其中所述第二物方透镜组(22)包括:第三物方透镜(221)和第四物方透镜(222),其中所述第三物方透镜(221)为弯月负透镜,所述第四物方透镜(222)为双凸正透镜,所述第三物方透镜(221)的第一面朝向所述第二物方透镜(212)的第二面,且所述第三物方透镜(221)的第二面与所述第四物方透镜(222)的第一面胶合,所述第三物方透镜(221)的第一面的曲率半径绝对值大于其第二面的曲率半径绝对值,所述第四物方透镜(222)的第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值;
其中所述第五物方透镜(231)的第一面朝向所述第四物方透镜(222)的第二面,且所述第五物方透镜(231)的第二面与所述第六物方透镜(232)的第一面胶合,所述第五物方透镜(231)的第一面的曲率半径绝对值大于其第二面的曲率半径绝对值,所述第六物方透镜(232)的第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值;
其中所述第七物方透镜(241)的第一面朝向所述第六物方透镜(232)的第二面,且所述第七物方透镜(241)的第二面与所述第八物方透镜(242)的第一面胶合,所述第七物方透镜(241)的第一面的曲率半径绝对值大于其第二面的曲率半径绝对值,所述第八物方透镜(242)的第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值。
5.根据权利要求1-3任一项所述的双远心镜头,其特征在于,
其中所述第一物方透镜组(21)包括:第一物方透镜(211)和第二物方透镜(212),其中所述第一物方透镜(211)为弯月正透镜,所述第二物方透镜(212)为弯月负透镜,所述第一物方透镜(211)的第二面与所述第二物方透镜(212)的第一面胶合,所述第一物方透镜(211)的第一面的曲率半径绝对值大于其第二面的曲率半径绝对值,所述第二物方透镜(212)的第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值;
其中所述第二物方透镜组(22)包括:第三物方透镜(221)和第四物方透镜(222),其中所述第三物方透镜(221)为双凸正透镜,所述第四物方透镜(222)为弯月负透镜,所述第三物方透镜(221)的第一面朝向所述第二物方透镜(212)的第二面,且所述第三物方透镜(221)的第二面与所述第四物方透镜(222)的第一面胶合,所述第三物方透镜(221)的第一面的曲率半径绝对值大于其第二面的曲率半径绝对值,所述第四物方透镜(222)的第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值;
其中所述第五物方透镜(231)的第一面朝向所述第四物方透镜(222)的第二面,且所述第五物方透镜(231)的第二面与所述第六物方透镜(232)的第一面胶合,所述第五物方透镜(231)的第一面的曲率半径绝对值大于其第二面的曲率半径绝对值,所述第六物方透镜(232)的第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值;
其中所述第七物方透镜(241)的第一面朝向所述第六物方透镜(232)的第二面,且所述第七物方透镜(241)的第二面与所述第八物方透镜(242)的第一面胶合,所述第七物方透镜(241)的第一面的曲率半径绝对值大于其第二面的曲率半径绝对值,所述第八物方透镜(242)的第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值。
6.根据权利要求4所述的双远心镜头,其特征在于,其中,
所述第一物方透镜(211)的第一面的曲率半径介于-48mm至-39mm之间;
所述第一物方透镜(211)的第二面的曲率半径介于-102mm至-83mm之间;
所述第一物方透镜(211)的厚度介于9mm至11mm之间;
所述第二物方透镜(212)的第一面的曲率半径介于-102mm至-83mm之间;
所述第二物方透镜(212)的第二面的曲率半径介于-54mm至-44mm之间;
所述第二物方透镜(212)的厚度介于14.4mm至17.6mm之间;
所述第三物方透镜(221)的第一面的曲率半径介于157mm至192mm之间;
所述第三物方透镜(221)的第二面的曲率半径介于51mm至62mm之间;
所述第三物方透镜(221)的厚度介于7.2mm至8.8mm之间;
所述第四物方透镜(222)的第一面的曲率半径介于51mm至62mm之间;
所述第四物方透镜(222)的第二面的曲率半径介于-1011mm至-827mm之间;
所述第四物方透镜(222)的厚度介于16.2mm至19.8mm之间;
所述第五物方透镜(231)的第一面的曲率半径介于105mm至128mm之间;
所述第五物方透镜(231)的第二面的曲率半径介于70mm至86mm之间;
所述第五物方透镜(231)的厚度介于7.2mm至8.8mm之间;
所述第六物方透镜(232)的第一面的曲率半径介于70mm至86mm之间;
所述第六物方透镜(232)的第二面的曲率半径介于-2977mm至-2435mm之间;
所述第六物方透镜(232)的厚度介于16.2mm至19.8mm之间;
所述第七物方透镜(241)的第一面的曲率半径介于-162mm至-133mm之间;
所述第七物方透镜(241)的第二面的曲率半径介于39mm至48mm之间;
所述第七物方透镜(241)的厚度介于5.4mm至6.6mm之间;
所述第八物方透镜(242)的第一面的曲率半径介于39mm至48mm之间;
所述第八物方透镜(242)的第二面的曲率半径介于664mm至811mm之间;
所述第八物方透镜(242)的厚度介于14.4mm至17.6mm之间;
所述第九物方透镜(25)的第一面的曲率半径介于45mm至55mm之间;
所述第九物方透镜(25)的第二面的曲率半径介于299mm至365mm之间;
所述第九物方透镜(25)的厚度介于13.5mm至16.5mm之间;
所述第十物方透镜(26)的第一面的曲率半径介于26mm至31mm之间;
所述第十物方透镜(26)的第二面的曲率半径介于16mm至19mm之间;
所述第十物方透镜(26)的厚度介于10mm至12mm之间;
所述第十一物方透镜(27)的第一面的曲率半径介于21mm至26mm之间;
所述第十一物方透镜(27)的第二面的曲率半径介于28mm至35mm之间;
所述第十一物方透镜(27)的厚度介于7.2mm至8.8mm之间。
7.根据权利要求5所述的双远心镜头,其特征在于,其中,
所述第一物方透镜(211)的第一面的曲率半径介于-54mm至-44mm之间;
所述第一物方透镜(211)的第二面的曲率半径介于-38mm至-31mm之间;
所述第一物方透镜(211)的厚度介于13.6mm至16.6mm之间;
所述第二物方透镜(212)的第一面的曲率半径介于-38mm至-31mm之间;
所述第二物方透镜(212)的第二面的曲率半径介于-115mm至-94mm之间;
所述第二物方透镜(212)的厚度介于9.4mm至11.5mm之间;
所述第三物方透镜(221)的第一面的曲率半径介于172mm至211mm之间;
所述第三物方透镜(221)的第二面的曲率半径介于-68mm至-56mm之间;
所述第三物方透镜(221)的厚度介于16.5mm至20.2mm之间;
所述第四物方透镜(222)的第一面的曲率半径介于-68mm至-56mm之间;
所述第四物方透镜(222)的第二面的曲率半径介于-160mm至-131mm之间;
所述第四物方透镜(222)的厚度介于10.8mm至13.2mm之间;
所述第五物方透镜(231)的第一面的曲率半径介于83mm至101mm之间;
所述第五物方透镜(231)的第二面的曲率半径介于36mm至44mm之间;
所述第五物方透镜(231)的厚度介于5.7mm至7.1mm之间;
所述第六物方透镜(232)的第一面的曲率半径介于36mm至44mm之间;
所述第六物方透镜(232)的第二面的曲率半径介于-1582mm至-1294mm之间;
所述第六物方透镜(232)的厚度介于20.4mm至25.0mm之间;
所述第七物方透镜(241)的第一面的曲率半径介于-102mm至-83mm之间;
所述第七物方透镜(241)的第二面的曲率半径介于48mm至58mm之间;
所述第七物方透镜(241)的厚度介于6.8mm至8.3mm之间;
所述第八物方透镜(242)的第一面的曲率半径介于48mm至58mm之间;
所述第八物方透镜(242)的第二面的曲率半径介于-143mm至-117mm之间;
所述第八物方透镜(242)的厚度介于17.7mm至21.7mm之间;
所述第九物方透镜(25)的第一面的曲率半径介于39mm至48mm之间;
所述第九物方透镜(25)的第二面的曲率半径介于143mm至175mm之间;
所述第九物方透镜(25)的厚度介于14mm至17mm之间;
所述第十物方透镜(26)的第一面的曲率半径介于45mm至55mm之间;
所述第十物方透镜(26)的第二面的曲率半径介于15mm至19mm之间;
所述第十物方透镜(26)的厚度介于9.1mm至11.1mm之间;
所述第十一物方透镜(27)的第一面的曲率半径介于18mm至22mm之间;
所述第十一物方透镜(27)的第二面的曲率半径介于26mm至32mm之间;
所述第十一物方透镜(27)的厚度介于7.2mm至8.9mm之间。
8.根据权利要求1-3任一项所述的双远心镜头,其特征在于,其中所述像方镜组的焦距为500mm,所述像方镜组的数值孔径为0.04,所述像方镜组的视场为80mm,所述像方镜组为无限共轭远心系统。
9.根据权利要求1所述的双远心镜头,其特征在于,
其中所述第一像方透镜(111)的第二面与所述第二像方透镜(112)的第一面胶合,所述第一像方透镜(111)的第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值,所述第二像方透镜(112)的第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值;
其中所述第三像方透镜(121)的第一面朝向所述第二像方透镜(112)的第二面,且所述第三像方透镜(121)的第二面与所述第四像方透镜(122)的第一面胶合,所述第三像方透镜(121)的第一面的曲率半径绝对值小于其第二面的曲率半径绝对值,所述第四像方透镜(122)的第一面的曲率半径绝对值大于其第二面的曲率半径绝对值。
10.根据权利要求9所述的双远心镜头,其特征在于,其中,
所述第一像方透镜(111)的第一面的曲率半径介于115mm至140mm之间;
所述第一像方透镜(111)的第二面的曲率半径介于194mm至138mm之间;
所述第一像方透镜(111)的厚度介于13.5mm至16.5mm之间;
所述第二像方透镜(112)的第一面的曲率半径介于194mm至138mm之间;
所述第二像方透镜(112)的第二面的曲率半径介于337mm至412mm之间;
所述第二像方透镜(112)的厚度介于9mm至11mm之间;
所述第三像方透镜(121)的第一面的曲率半径介于71mm至87mm之间;
所述第三像方透镜(121)的第二面的曲率半径介于750mm至917mm之间;
所述第三像方透镜(121)的厚度介于13.5mm至16.5mm之间;
所述第四像方透镜(122)的第一面的曲率半径介于750mm至917mm之间;
所述第四像方透镜(122)的第二面的曲率半径介于59mm至72mm之间;
所述第四像方透镜(122)的厚度介于9mm至11mm之间;
所述第五像方透镜(13)的第一面的曲率半径介于-81mm至-66mm之间;
所述第五像方透镜(13)的第二面的曲率半径介于-170mm至-139mm之间;
所述第五像方透镜(13)的厚度介于9mm至11mm之间;
所述第六像方透镜(14)的第一面的曲率半径介于-285mm至-233mm之间;
所述第六像方透镜(14)的第二面的曲率半径介于-194mm至-159mm之间;
所述第六像方透镜(14)的厚度介于13.5mm至16.5mm之间;
所述第七像方透镜(15)的第一面的曲率半径介于582mm至711mm之间;
所述第七像方透镜(15)的第二面的曲率半径介于-382mm至-313mm之间;
所述第七像方透镜(15)的厚度介于18mm至22mm之间。
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