TWI612329B - 六片式顯微鏡鏡片組 - Google Patents
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Abstract
本發明為一種六片式顯微鏡鏡片組，由物側至像側依序包含：一第一透鏡，具有正屈折力；一光圈；一第二透鏡，具有正屈折力；一第三透鏡，具有負屈折力；一第四透鏡，具有正屈折力；一第五透鏡，具有正屈折力；一第六透鏡，具有負屈折力。藉此，本發明則提供一種縮小體積，以降低製造成本，同時具有大畫素、影像放大倍數4.5X，並得以檢測生物體液的鏡片組。
Description
本發明係與顯微鏡鏡片組有關，特別是指一種六片式顯微鏡鏡片組。
光學顯微鏡已被廣泛地應用於觀看在蓋玻片上之物件，其光學系統通常可提供該物件在焦面上之影像。該光學顯微鏡之光學元件主要包含二種取像鏡片(即目鏡與物鏡)及一聚光鏡，該目鏡與該物鏡係用以放大該物件之影像，並將放大影像投射至觀看者之視網膜或照像機之底片，而該聚光鏡之功能則係用以將入射光聚集於該物件上。為了提供該入射光，該光學顯微鏡照射系統可包含一入射光源或導引一外部自然光或人造光至該聚光鏡。此外，該光學顯微鏡亦可選擇性地使用提昇影像對比之光學元件。再者，該光學顯微鏡亦可使用一可動平台，其可承載該物件至該光學路徑，並容許該物件在其聚焦平面上移入移出，甚至沿著光軸右移、左移或旋轉。
然而，目前光學顯微鏡無論其放大倍數的大小，其所使用的光學系統組成體積皆為過大，特別是用以容置顯微鏡鏡片組的腔體，凸顯出成本過高以及空間利用率不佳的缺陷，是以，如何開發出一種顯微鏡鏡片組，其可縮小體積，以降低製造成本，同時具有大畫素、影像放大倍數4.5X，並得以檢測生物體液的鏡片組，即是本發明研發的動機。
本發明之目的在於提供一種六片式顯微鏡鏡片組，尤指一種縮小
體積，以降低製造成本，同時具有大畫素、影像放大倍數4.5X，並得以檢測生物體液的鏡片組。
緣是，為了達成前述目的，依據本發明所提供之一種六片式顯微鏡鏡片組，由物側至像側依序包含：一第一透鏡，具有正屈折力，其像側表面近光軸處為凸面，其物側表面與像側表面至少一表面為非球面；一光圈；一第二透鏡，具有正屈折力，其物側表面近光軸處為凸面，其物側表面與像側表面至少一表面為非球面；一第三透鏡，具有負屈折力，其像側表面近光軸處為凸面，其物側表面與像側表面至少一表面為非球面；一第四透鏡，具有正屈折力，其像側表面近光軸處為凹面，其物側表面與像側表面至少一表面為非球面；一第五透鏡，具有正屈折力，其像側表面近光軸處為凸面，其物側表面與像側表面至少一表面為非球面；一第六透鏡，具有負屈折力，其物側表面近光軸處為凸面，其物側表面與像側表面至少一表面為非球面。
較佳地，其中該第一透鏡的焦距為f1，該第二透鏡的焦距為f2，並滿足下列條件：1.0<f1/f2<3.0。藉此，使該第一透鏡與該第二透鏡的屈折力配置較為合適，可有利於獲得廣泛的畫角(視場角)且減少系統像差的過度增大。
較佳地，其中該第二透鏡的焦距為f2，該第三透鏡的焦距為f3，並滿足下列條件：-2.0<f2/f3<-0.8。藉此，可有效分配該第三透鏡的屈折力且同時確保該第三透鏡的屈折力不會過大，有利於降低系統敏感度且減少像差的產生。
較佳地，其中該第三透鏡的焦距為f3，該第四透鏡的焦距為f4，並滿足下列條件：-0.3<f3/f4<-0.1。藉此，可有效平衡屈折力的配置以加強修正六片式顯微鏡鏡片組的像差。
較佳地，其中該第四透鏡的焦距為f4，該第五透鏡的焦距為f5，並滿足下列條件：3.0<f4/f5<7.0。藉此，可平衡影像系統鏡片組的色差，提高成像品質。
較佳地，其中該第五透鏡的焦距為f5，該第六透鏡的焦距為f6，並滿足下列條件：-1.0<f5/f6<-0.5。藉此，可使後群透鏡系統的屈折力配置較為平衡，有利於系統敏感度的降低與高階像差的補正。
較佳地，其中該第一透鏡的焦距為f1，該第三透鏡的焦距為f3，並滿足下列條件：-3.5<f1/f3<-2.0。藉此，有效分配第一透鏡的屈折力，降低六片式顯微鏡鏡片組的敏感度。
較佳地，其中該第二透鏡的焦距為f2，該第四透鏡的焦距為f4，並滿足下列條件：0.1<f2/f4<0.4。藉此，有利於提升六片式顯微鏡鏡片組的大視角、大光圈特性，且可降低其敏感度，有利於各透鏡的製作，並提高生產良率。
較佳地，其中該第三透鏡的焦距為f3，該第五透鏡的焦距為f5，並滿足下列條件；-1.1<f3/f5<-0.45。藉此，有利於提升六片式顯微鏡鏡片組的大視角、大光圈特性，且可降低其敏感度，有利於各透鏡的製作，並提高生產良率。
較佳地，其中該第四透鏡的焦距為f4，該第六透鏡的焦距為f6，並滿足下列條件：-4.0<f4/f6<-2.2。藉此，可降低六片式顯微鏡鏡片組的敏感度，並有效縮短其總長度。
較佳地，其中該第一透鏡的焦距為f1，該第二透鏡與第三透鏡的合成焦距為f23，並滿足下列條件：-0.25<f1/f23<-0.05。藉此，當f1/f23滿足上述條件時，則可令該六片式顯微鏡鏡片組在獲得廣泛的畫角(視場角)的同時，其解
像能力顯著提昇。
較佳地，其中該第二透鏡的焦距為f2，該第三透鏡與第四透鏡的合成焦距為f34，並滿足下列條件：-1.5<f2/f34<-0.8。藉此，有利於提升六片式顯微鏡鏡片組的大視角、大光圈特性，且可降低其敏感度，有利於各透鏡的製作，並提高生產良率。
較佳地，其中該第二透鏡與第三透鏡的合成焦距為f23，該第四透鏡與第五透鏡的合成焦距為f45，並滿足下列條件：-16.0<f23/f45<-7.0。當f23/f45滿足前述關係式，則可令該六片式顯微鏡鏡片組在具備大畫角、高畫數和低鏡頭高度，同時解像能力顯著提昇，反之，若超出上述光學式之數據值範圍，則會導致六片式顯微鏡鏡片組之性能、解像力低，以及良率不足等問題。
較佳地，其中該第三透鏡與第四透鏡的合成焦距為f34，該第五透鏡與第六透鏡的合成焦距為f56，並滿足下列條件：-1.25<f34/f56<-0.60。當f34/f56滿足前述關係式，則可令該六片式顯微鏡鏡片組在具備大畫角、高畫數和低鏡頭高度，同時解像能力顯著提昇，反之，若超出上述光學式之數據值範圍，則會導致六片式顯微鏡鏡片組之性能、解像力低，以及良率不足等問題。
較佳地，其中該第四透鏡與第五透鏡的合成焦距為f45，該第六透鏡的焦距為f6，並滿足下列條件：-1.3<f45/f6<-0.65。當f45/f6滿足前述關係式，則可令該六片式顯微鏡鏡片組在具備大畫角、高畫數和低鏡頭高度，同時解像能力顯著提昇，反之，若超出上述光學式之數據值範圍，則會導致六片式顯微鏡鏡片組之性能、解像力低，以及良率不足等問題。
較佳地，其中該第一透鏡的焦距為f1，該第二透鏡、第三透鏡與第四透鏡的合成焦距為f234，並滿足下列條件：0.05<f1/f234<0.4。藉由屈折力的適當配置，有助於減少球差、像散的產生。
較佳地，其中該第二透鏡、第三透鏡與第四透鏡的合成焦距為f234，該第五透鏡與第六透鏡的合成焦距為f56，並滿足下列條件：4.0<f234/f56<15.0。藉由屈折力的適當配置，有助於減少球差、像散的產生。
較佳地，其中該第二透鏡與第三透鏡的合成焦距為f23，該第四透鏡、第五透鏡與第六透鏡的合成焦距為f456，並滿足下列條件：-30<f23/f456<-12。藉由屈折力的適當配置，有助於減少球差、像散的產生。
較佳地，其中該第二透鏡的焦距為f2，該第三透鏡、第四透鏡與第五透鏡的合成焦距為f345，並滿足下列條件：0.55<f2/f345<1.1。藉由屈折力的適當配置，有助於減少球差、像散的產生。
較佳地，其中該第一透鏡的焦距為f1，該第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡與第六透鏡的合成焦距為f23456，並滿足下列條件：1.2<f1/f23456<3.2。當f123/f456滿足前述關係式，則可令該六片式顯微鏡鏡片組在具備大畫角、高畫數和低鏡頭高度，同時解像能力顯著提昇，反之，若超出上述光學式之數據值範圍，則會導致六片式顯微鏡鏡片組之性能、解像力低，以及良率不足等問題。
有關本發明為達成上述目的，所採用之技術、手段及其他之功效，茲舉二較佳可行實施例並配合圖式詳細說明如後。
請參照圖1A及圖1B，其中圖1A繪示依照本發明第一實施例之六片式顯微鏡鏡片組的示意圖，圖1B由左至右依序為第一實施例的六片式顯微鏡鏡片組的像面彎曲及歪曲收差曲線圖。由圖1A可知，六片式顯微鏡鏡片組係包含有一光圈100和一光學組，該光學組由物側至像側依序包含蓋玻片191、第一透鏡110、定位片192、第二透鏡120、第三透鏡130、第四透鏡140、第五透鏡150、第六透鏡160、紅外線濾除濾光元件170、以及成像面180，其中該六片式顯微鏡鏡片組中具屈折力的透鏡為六片。該蓋玻片191、第一透鏡110、及該定位片192構成前群透鏡系統。該第二透鏡120、第三透鏡130、第四透鏡140、第五透鏡150、第六透鏡160及紅外線濾除濾光元件170構成後群透鏡系統。該光圈100設置在該定位片192與第二透鏡120的像側表面122之間。
該蓋玻片191主要保護及隔離該第一透鏡110，避免該第一透鏡110與待檢測物(例如生物體液)接觸，同時該蓋玻片191為玻璃材質，其設置於物側與第一透鏡110的物側表面111之間且不影響該六片式顯微鏡鏡片組的焦距。
該第一透鏡110具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面111近光軸190處為凹面，其像側表面112近光軸190處為凸面，且該物側表面111及像側表面112皆為非球面。
該定位片192與該蓋玻片191將該第一透鏡110定位，同時該定位片192為塑膠材質，其設置於第一透鏡110的像側表面112與第二透鏡120的物側表面121之間且不影響該六片式顯微鏡鏡片組的焦距。
該第二透鏡120具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面121近光軸190處為凸面，其像側表面122近光軸190處為凸面，且該物側表面121及像側表面122皆為非球面。
該第三透鏡130具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面131近光軸190處為凹面，其像側表面132近光軸190處為凹面，且該物側表面131及像側表面132皆為非球面。
該第四透鏡140具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面141近光軸190處為凸面，其像側表面142近光軸190處為凹面，且該物側表面141及像側表面142皆為非球面。
該第五透鏡150具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面151近光軸190處為凸面，其像側表面152近光軸190處為凸面，且該物側表面151及像側表面152皆為非球面。
該第六透鏡160具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面161近光軸190處為凸面，其像側表面162近光軸190處為凹面，且該物側表面161及像側表面162皆為非球面。
該紅外線濾除濾光元件170為玻璃材質，其設置於該第六透鏡160及成像面180間且不影響該六片式顯微鏡鏡片組的焦距。
上述各透鏡的非球面的曲線方程式表示如下：
其中z為沿光軸190方向在高度為h的位置以表面頂點作參考的位置值；c是透鏡表面靠近光軸190的曲率，並為曲率半徑(R)的倒數(c=1/R)，R為透鏡表面靠近光軸190的曲率半徑，h是透鏡表面距離光軸190的垂直距離，k為圓錐係數(conic constant)，而A、B、C、D、E、G、……為高階非球面係數。
第一實施例的六片式顯微鏡鏡片組中，六片式顯微鏡鏡片組的焦距為f，六片式顯微鏡鏡片組的物側數值孔徑為NA、六片式顯微鏡鏡片組的放大倍數為MA，其數值如下：f=2.999(公厘)；NA=0.3(公厘)；以及MA=4.5。
第一實施例的六片式顯微鏡鏡片組中，該第一透鏡110的焦距為f1，該第二透鏡120的焦距為f2，並滿足下列條件：f1/f2=1.56。
第一實施例的六片式顯微鏡鏡片組中，該第二透鏡120的焦距為f2，該第三透鏡130的焦距為f3，並滿足下列條件：f2/f3=-1.46。
第一實施例的六片式顯微鏡鏡片組中，該第三透鏡130的焦距為13，該第四透鏡140的焦距為f4，並滿足下列條件：f3/f4=-0.21。
第一實施例的六片式顯微鏡鏡片組中，該第四透鏡140的焦距為f4，該第五透鏡150的焦距為f5，並滿足下列條件：f4/f5=3.63。
第一實施例的六片式顯微鏡鏡片組中，該第五透鏡150的焦距為f5，該第六透鏡160的焦距為f6，並滿足下列條件：f5/f6=-0.75。
第一實施例的六片式顯微鏡鏡片組中，該第一透鏡110的焦距為f1，該第三透鏡130的焦距為f3，並滿足下列條件：f1/f3=-2.29。
第一實施例的六片式顯微鏡鏡片組中，該第二透鏡120的焦距為f2，該第四透鏡140的焦距為f4，並滿足下列條件：f2/f4=0.31。
第一實施例的六片式顯微鏡鏡片組中，該第三透鏡130的焦距為f3，該第五透鏡150的焦距為f5，並滿足下列條件：f3/f5=-0.77。
第一實施例的六片式顯微鏡鏡片組中，該第四透鏡140的焦距為f4，該第六透鏡160的焦距為f6，並滿足下列條件：f4/f6=-2.73。
第一實施例的六片式顯微鏡鏡片組中，該第一透鏡110的焦距為f1，該第二透鏡120與第三透鏡130的合成焦距為f23，並滿足下列條件：f1/f23=-0.13。
第一實施例的六片式顯微鏡鏡片組中，該第二透鏡120的焦距為f2，該第三透鏡130與第四透鏡140的合成焦距為f34，並滿足下列條件： f2/f34 = -1.16。
第一實施例的六片式顯微鏡鏡片組中，該第二透鏡120與第三透鏡130的合成焦距為f23，該第四透鏡140與第五透鏡150的合成焦距為f45，並滿足下列條件： f23/f45 = -10.25。
第一實施例的六片式顯微鏡鏡片組中，該第三透鏡130與第四透鏡140的合成焦距為f34，該第五透鏡150與第六透鏡160的合成焦距為f56，並滿足下列條件： f34/f56 = -0.78。
第一實施例的六片式顯微鏡鏡片組中，該第四透鏡140與第五透鏡150的合成焦距為f45，該第六透鏡160的焦距為f6，並滿足下列條件： f45/f6 = -0.97。
第一實施例的六片式顯微鏡鏡片組中，該第一透鏡110的焦距為f1，該第二透鏡120、第三透鏡130與第四透鏡140的合成焦距為f234，並滿足下列條件： f1/f234 = 0.23。
第一實施例的六片式顯微鏡鏡片組中，該第二透鏡120、第三透鏡130與第四透鏡140的合成焦距為f234，該第五透鏡150與第六透鏡160的合成焦距為f56，並滿足下列條件： f234/f56 = 6.26。
第一實施例的六片式顯微鏡鏡片組中，該第二透鏡120與第三透鏡130的合成焦距為f23，該第四透鏡140、第五透鏡150與第六透鏡160的合成焦距為f456，並滿足下列條件： f23/f456 = -18.17。
第一實施例的六片式顯微鏡鏡片組中，該第二透鏡120的焦距為f2，該第三透鏡130、第四透鏡140與第五透鏡150的合成焦距為f345，並滿足下列條件： f2/f345 = 0.84。
第一實施例的六片式顯微鏡鏡片組中，該第一透鏡110的焦距為f1，該第二透鏡120、第三透鏡130、第四透鏡140、第五透鏡150與第六透鏡160的合成焦距為f23456，並滿足下列條件： f1/f23456 = 1.65。
再配合參照下列表1及表2。
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td><b>表1</b></td></tr><tr><td> 第一實施例 </td></tr><tr><td><u>f(</u><u>焦距) = 2.999 mm(公厘), NA(物側數值孔徑) = 0.3 mm(公厘), MA(放大倍數) = 4.5</u></td></tr><tr><td> 表面 </td><td> </td><td> 曲率半徑 </td><td> 厚度 </td><td> 材質 </td><td> 折射率 </td><td> 色散係數 </td><td> 焦距 </td></tr><tr><td> 0 </td><td> 被攝物 </td><td> 無限 </td><td> 0 </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td></tr><tr><td> 1 </td><td> 蓋玻片 </td><td> 無限 </td><td> 1.000 </td><td> 玻璃 </td><td> 1.585 </td><td> 30 </td><td> - </td></tr><tr><td> 2 </td><td> </td><td> 無限 </td><td> 0.222 </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td></tr><tr><td> 3 </td><td> 第一透鏡 </td><td> -4.269 </td><td> (ASP) </td><td> 0.827 </td><td> 塑膠 </td><td> 1.535 </td><td> 56 </td><td> 5.99 </td></tr><tr><td> 4 </td><td> </td><td> -1.960 </td><td> (ASP) </td><td> 0.100 </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td></tr><tr><td> 5 </td><td> 定位片 </td><td> 無限 </td><td> 1.000 </td><td> 塑膠 </td><td> 1.585 </td><td> 30 </td><td> - </td></tr><tr><td> 6 </td><td> </td><td> 無限 </td><td> 2.000 </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td></tr><tr><td> 7 </td><td> 光圈 </td><td> 無限 </td><td> 0.000 </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td></tr><tr><td> 8 </td><td> 第二透鏡 </td><td> 2.258 </td><td> (ASP) </td><td> 0.745 </td><td> 塑膠 </td><td> 1.535 </td><td> 56 </td><td> 3.83 </td></tr><tr><td> 9 </td><td> </td><td> -20.691 </td><td> (ASP) </td><td> 0.100 </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td></tr><tr><td> 10 </td><td> 第三透鏡 </td><td> -14.411 </td><td> (ASP) </td><td> 0.850 </td><td> 塑膠 </td><td> 1.635 </td><td> 23.9 </td><td> -2.62 </td></tr><tr><td> 11 </td><td> </td><td> 1.949 </td><td> (ASP) </td><td> 0.382 </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td></tr><tr><td> 12 </td><td> 第四透鏡 </td><td> 3.893 </td><td> (ASP) </td><td> 0.909 </td><td> 塑膠 </td><td> 1.535 </td><td> 56 </td><td> 12.42 </td></tr><tr><td> 13 </td><td> </td><td> 8.583 </td><td> (ASP) </td><td> 0.715 </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td></tr><tr><td> 14 </td><td> 第五透鏡 </td><td> 13.894 </td><td> (ASP) </td><td> 1.509 </td><td> 塑膠 </td><td> 1.535 </td><td> 56 </td><td> 3.42 </td></tr><tr><td> 15 </td><td> </td><td> -2.037 </td><td> (ASP) </td><td> 1.000 </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td></tr><tr><td> 16 </td><td> 第六透鏡 </td><td> 3.273 </td><td> (ASP) </td><td> 1.900 </td><td> 塑膠 </td><td> 1.535 </td><td> 56 </td><td> -4.55 </td></tr><tr><td> 17 </td><td> </td><td> 1.115 </td><td> (ASP) </td><td> 3.488 </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td></tr><tr><td> 18 </td><td> 紅外線濾 除濾光片 </td><td> 無限 </td><td> 0.300 </td><td> 玻璃 </td><td> 1.517 </td><td> 64.18 </td><td> - </td></tr><tr><td> 19 </td><td> </td><td> 無限 </td><td> 7.795 </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td></tr><tr><td> 20 </td><td> 成像面 </td><td> 無限 </td><td> 無限 </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td></tr></TBODY></TABLE>
表1為圖1A第一實施例詳細的結構數據，其中曲率半徑、厚度及焦距的單位為mm，且表面0-20依序表示由物側至像側的表面。表2為第一實施例中的非球面數據，其中，k表非球面曲線方程式中的錐面係數，A、B、C、D、……為高階非球面係數。此外，以下各實施例表格乃對應各實施例的示意圖與像面彎曲曲線圖，表格中數據的定義皆與第一實施例的表1、及表2的定義相同，在此不加贅述。
請參照圖2A及圖2B，其中圖2A繪示依照本發明第二實施例之六片式顯微鏡鏡片組的示意圖，圖2B由左至右依序為第二實施例的六片式顯微鏡鏡片組的像面彎曲及歪曲收差曲線圖。由圖2A可知，六片式顯微鏡鏡片組係包含有一光圈200和一光學組，該光學組由物側至像側依序包含蓋玻片291、第一透鏡210、定位片292、第二透鏡220、第三透鏡230、第四透鏡240、第五透鏡250、第六透鏡260、紅外線濾除濾光元件270、以及成像面280，其中該六片式顯微鏡鏡片組中具屈折力的透鏡為六片。該蓋玻片291、第一透鏡210、及該定位片292構成前群透鏡系統。該第二透鏡220、第三透鏡230、第四透鏡240、第五透鏡250、
第六透鏡260及紅外線濾除濾光元件270構成後群透鏡系統。該光圈200設置在該定位片292與第二透鏡220的像側表面222之間。
該蓋玻片291主要保護及隔離該第一透鏡210，避免該第一透鏡210與待檢測物(例如生物體液)接觸，同時該蓋玻片291為玻璃材質，其設置於物側與第一透鏡210的物側表面211之間且不影響該六片式顯微鏡鏡片組的焦距。
該第一透鏡210具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面211近光軸290處為凸面，其像側表面212近光軸290處為凸面，且該物側表面211及像側表面212皆為非球面。
該定位片292與該蓋玻片291將該第一透鏡210定位，同時該定位片292為塑膠材質，其設置於第一透鏡210的像側表面212與第二透鏡220的物側表面221之間且不影響該六片式顯微鏡鏡片組的焦距。
該第二透鏡220具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面221近光軸290處為凸面，其像側表面222近光軸290處為凸面，且該物側表面221及像側表面222皆為非球面。
該第三透鏡230具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面231近光軸290處為凹面，其像側表面232近光軸290處為凹面，且該物側表面231及像側表面232皆為非球面。
該第四透鏡240具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面241近光軸290處為凸面，其像側表面242近光軸290處為凹面，且該物側表面241及像側表面242皆為非球面。
該第五透鏡250具有正屈折力，且為塑膠材質，其物側表面251近光軸290處為凸面，其像側表面252近光軸290處為凸面，且該物側表面251及像側表面252皆為非球面。
該第六透鏡260具有負屈折力，且為塑膠材質，其物側表面261近光軸290處為凸面，其像側表面262近光軸290處為凹面，且該物側表面261及像側表面262皆為非球面。
該紅外線濾除濾光元件270為玻璃材質，其設置於該第六透鏡260及成像面280間且不影響該六片式顯微鏡鏡片組的焦距。
再配合參照下列表3、以及表4。
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td><b>表3</b></td></tr><tr><td> 第二實施例 </td></tr><tr><td><u>f(</u><u>焦距) = 3.132 mm(公厘), NA(物側數值孔徑) = 0.3 mm(公厘), MA(放大倍數) = 4.5</u></td></tr><tr><td> 表面 </td><td> </td><td> 曲率半徑 </td><td> 厚度 </td><td> 材質 </td><td> 折射率 </td><td> 色散係數 </td><td> 焦距 </td></tr><tr><td> 0 </td><td> 被攝物 </td><td> 無限 </td><td> 0 </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td></tr><tr><td> 1 </td><td> 蓋玻片 </td><td> 無限 </td><td> 1.000 </td><td> 玻璃 </td><td> 1.585 </td><td> 30 </td><td> - </td></tr><tr><td> 2 </td><td> </td><td> 無限 </td><td> 0.203 </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td></tr><tr><td> 3 </td><td> 第一透鏡 </td><td> 69.556 </td><td> (ASP) </td><td> 0.595 </td><td> 塑膠 </td><td> 1.535 </td><td> 56 </td><td> 9.45 </td></tr><tr><td> 4 </td><td> </td><td> -5.458 </td><td> (ASP) </td><td> 0.100 </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td></tr><tr><td> 5 </td><td> 定位片 </td><td> 無限 </td><td> 1.000 </td><td> 塑膠 </td><td> 1.585 </td><td> 30 </td><td> - </td></tr><tr><td> 6 </td><td> </td><td> 無限 </td><td> 2.000 </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td></tr><tr><td> 7 </td><td> 光圈 </td><td> 無限 </td><td> 0.000 </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td></tr><tr><td> 8 </td><td> 第二透鏡 </td><td> 2.265 </td><td> (ASP) </td><td> 0.818 </td><td> 塑膠 </td><td> 1.535 </td><td> 56 </td><td> 3.85 </td></tr><tr><td> 9 </td><td> </td><td> -20.574 </td><td> (ASP) </td><td> 0.073 </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td></tr><tr><td> 10 </td><td> 第三透鏡 </td><td> -14.935 </td><td> (ASP) </td><td> 0.303 </td><td> 塑膠 </td><td> 1.635 </td><td> 23.9 </td><td> -2.95 </td></tr><tr><td> 11 </td><td> </td><td> 2.187 </td><td> (ASP) </td><td> 0.313 </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td></tr><tr><td> 12 </td><td> 第四透鏡 </td><td> 5.214 </td><td> (ASP) </td><td> 0.674 </td><td> 塑膠 </td><td> 1.535 </td><td> 56 </td><td> 21.48 </td></tr><tr><td> 13 </td><td> </td><td> 9.082 </td><td> (ASP) </td><td> 0.528 </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td></tr><tr><td> 14 </td><td> 第五透鏡 </td><td> 13.510 </td><td> (ASP) </td><td> 1.493 </td><td> 塑膠 </td><td> 1.535 </td><td> 56 </td><td> 3.34 </td></tr><tr><td> 15 </td><td> </td><td> -1.987 </td><td> (ASP) </td><td> 0.973 </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td></tr><tr><td> 16 </td><td> 第六透鏡 </td><td> 3.218 </td><td> (ASP) </td><td> 1.971 </td><td> 塑膠 </td><td> 1.535 </td><td> 56 </td><td> -5.44 </td></tr><tr><td> 17 </td><td> </td><td> 1.203 </td><td> (ASP) </td><td> 5.258 </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td></tr><tr><td> 18 </td><td> 紅外線濾 除濾光片 </td><td> 無限 </td><td> 0.300 </td><td> 玻璃 </td><td> 1.517 </td><td> 64.18 </td><td> - </td></tr><tr><td> 19 </td><td> </td><td> 無限 </td><td> 7.449 </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td></tr><tr><td> 20 </td><td> 成像面 </td><td> 無限 </td><td> 無限 </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td></tr></TBODY></TABLE>
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td><b>表 4</b></td></tr><tr><td> 非球面係數 </td></tr><tr><td> 表面 </td><td> 3 </td><td> 4 </td><td> 8 </td><td> 9 </td><td> 10 </td><td> 11 </td></tr><tr><td> K: </td><td> 1.9079E+02 </td><td> -4.1779E+01 </td><td> -2.2843E+00 </td><td> -1.5646E+02 </td><td> 1.2251E+02 </td><td> -4.8682E+00 </td></tr><tr><td> A: </td><td> 1.1231E-02 </td><td> -2.4477E-02 </td><td> 6.9787E-03 </td><td> -7.3281E-03 </td><td> -5.8409E-02 </td><td> -1.1384E-02 </td></tr><tr><td> B: </td><td> 5.0993E-02 </td><td> 3.6142E-02 </td><td> -7.1845E-03 </td><td> -3.3400E-03 </td><td> 5.2537E-02 </td><td> 2.6092E-02 </td></tr><tr><td> C: </td><td> 2.4559E-02 </td><td> 1.2232E-02 </td><td> 1.1842E-02 </td><td> 8.1645E-05 </td><td> -1.4685E-02 </td><td> 5.7563E-03 </td></tr><tr><td> D: </td><td> -1.0922E-02 </td><td> 7.3076E-03 </td><td> -2.8598E-02 </td><td> -2.7566E-02 </td><td> -1.8836E-02 </td><td> -2.5122E-02 </td></tr><tr><td> E </td><td> 0.0000E+00 </td><td> 0.0000E+00 </td><td> 2.0039E-02 </td><td> 2.2408E-02 </td><td> 1.5101E-02 </td><td> 1.3320E-02 </td></tr><tr><td> F </td><td> 0.0000E+00 </td><td> 0.0000E+00 </td><td> -5.7266E-03 </td><td> -5.6895E-03 </td><td> -2.6645E-03 </td><td> -2.0774E-03 </td></tr><tr><td> 表面 </td><td> 12 </td><td> 13 </td><td> 14 </td><td> 15 </td><td> 16 </td><td> 17 </td></tr><tr><td> K: </td><td> -9.4260E+00 </td><td> -1.3782E+00 </td><td> 6.8313E+01 </td><td> -2.3942E+00 </td><td> -9.3349E+00 </td><td> -2.3942E+00 </td></tr><tr><td> A: </td><td> -3.2696E-03 </td><td> 1.7942E-03 </td><td> 1.4405E-02 </td><td> -2.7417E-03 </td><td> 1.4302E-02 </td><td> 2.5305E-02 </td></tr><tr><td> B: </td><td> -1.5167E-03 </td><td> 7.4513E-04 </td><td> -2.1033E-02 </td><td> -9.5482E-03 </td><td> -2.3839E-02 </td><td> -4.9040E-02 </td></tr><tr><td> C: </td><td> -3.0632E-04 </td><td> 9.3330E-05 </td><td> 1.7731E-02 </td><td> 7.0490E-03 </td><td> 1.7920E-02 </td><td> 6.4311E-02 </td></tr><tr><td> D: </td><td> 6.6115E-05 </td><td> -1.6139E-04 </td><td> -1.0681E-02 </td><td> -3.1861E-03 </td><td> -8.5824E-03 </td><td> -5.3599E-02 </td></tr><tr><td> E </td><td> -1.1787E-04 </td><td> 4.3140E-05 </td><td> 3.2869E-03 </td><td> 7.1424E-04 </td><td> 2.3591E-03 </td><td> 2.5788E-02 </td></tr><tr><td> F </td><td> -1.6328E-04 </td><td> 1.1397E-05 </td><td> -4.4673E-04 </td><td> 7.2338E-05 </td><td> -2.6313E-04 </td><td> -5.1495E-03 </td></tr></TBODY></TABLE>
第二實施例中，非球面的曲線方程式表示如第一實施例的形式。此外，下表參數的定義皆與第一實施例相同，在此不加以贅述。
配合表3、以及表4可推算出下列數據：
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 第二實施例 </td></tr><tr><td> f[mm] </td><td> 3.132 </td><td> f4/f6 </td><td> -3.95 </td></tr><tr><td> NA[mm] </td><td> 0.3 </td><td> f1/f23 </td><td> -0.15 </td></tr><tr><td> MA </td><td> 4.50 </td><td> f2/f34 </td><td> -1.14 </td></tr><tr><td> f1/f2 </td><td> 2.46 </td><td> f23/f45 </td><td> -13.30 </td></tr><tr><td> f2/f3 </td><td> -1.30 </td><td> f34/f56 </td><td> -0.92 </td></tr><tr><td> f3/f4 </td><td> -0.14 </td><td> f45/f6 </td><td> -0.89 </td></tr><tr><td> f4/f5 </td><td> 6.44 </td><td> f1/f234 </td><td> 0.21 </td></tr><tr><td> f5/f6 </td><td> -0.61 </td><td> f234/f56 </td><td> 12.25 </td></tr><tr><td> f1/f3 </td><td> -3.20 </td><td> f23/f456 </td><td> -25.32 </td></tr><tr><td> f2/f4 </td><td> 0.18 </td><td> f2/f345 </td><td> 0.74 </td></tr><tr><td> f3/f5 </td><td> -0.88 </td><td> f1/f23456 </td><td> 2.86 </td></tr></TBODY></TABLE>
本發明提供的六片式顯微鏡鏡片組，蓋玻片、定位片、及透鏡的材質可為塑膠或玻璃，當透鏡材質為塑膠，可以有效降低生產成本，另當透鏡的材質為玻璃，則可以增加六片式顯微鏡鏡片組屈折力配置的自由度。此外，六片式顯微鏡鏡片組中透鏡的物側表面及像側表面可為非球面，非球面可以容易製作成球面以外的形狀，獲得較多的控制變數，用以消減像差，進而縮減透鏡使用的數目，因此可以有效降低本發明六片式顯微鏡鏡片組的總長度。
本發明提供的六片式顯微鏡鏡片組中，就以具有屈折力的透鏡而言，若透鏡表面係為凸面且未界定該凸面位置時，則表示該透鏡表面於近光軸處為凸面；若透鏡表面係為凹面且未界定該凹面位置時，則表示該透鏡表面於近光軸處為凹面。
本發明提供的六片式顯微鏡鏡片組更可視需求應用於移動對焦的光學系統中，並兼具優良像差修正與良好成像品質的特色。
綜上所述，上述各實施例及圖式僅為本發明的較佳實施例而已，當不能以之限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍所作的均等變化與修飾，皆應屬本發明專利涵蓋的範圍內。
100、200‧‧‧光圈
110、210‧‧‧第一透鏡
111、211‧‧‧物側表面
112、212‧‧‧像側表面
120、220‧‧‧第二透鏡
121、221‧‧‧物側表面
122、222‧‧‧像側表面
130、230‧‧‧第三透鏡
131、231‧‧‧物側表面
132、232‧‧‧像側表面
140、240‧‧‧第四透鏡
141、241‧‧‧物側表面
142、242‧‧‧像側表面
150、250‧‧‧第五透鏡
151、251‧‧‧物側表面
152、252‧‧‧像側表面
160、260‧‧‧第六透鏡
161、261‧‧‧物側表面
162、262‧‧‧像側表面
170、270‧‧‧紅外線濾除濾光元件
180、280‧‧‧成像面
190、290‧‧‧光軸
191、291‧‧‧蓋玻片
192、292‧‧‧定位片
f‧‧‧六片式顯微鏡鏡片組的焦距
NA‧‧‧六片式顯微鏡鏡片組的物側數值孔徑
MA‧‧‧六片式顯微鏡鏡片組的放大倍數
f1‧‧‧第一透鏡的焦距
f2‧‧‧第二透鏡的焦距
f3‧‧‧第三透鏡的焦距
f4‧‧‧第四透鏡的焦距
f5‧‧‧第五透鏡的焦距
f6‧‧‧第六透鏡的焦距
f23‧‧‧第二透鏡與第三透鏡的合成焦距
f34‧‧‧第三透鏡與第四透鏡的合成焦距
f45‧‧‧第四透鏡與第五透鏡的合成焦距
f56‧‧‧第五透鏡與第六透鏡的合成焦距
f234‧‧‧第二透鏡、第三透鏡與第四透鏡的合成焦距
f345‧‧‧第三透鏡、第四透鏡與第五透鏡的合成焦距
f456‧‧‧第四透鏡、第五透鏡與第六透鏡的合成焦距
f23456‧‧‧第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡與第六透鏡的合成焦距
圖1A係本發明第一實施例之六片式顯微鏡鏡片組的示意圖。
圖1B由左至右依序為第一實施例的六片式顯微鏡鏡片組的像面彎曲及歪曲收差曲線圖。
圖2A係本發明第二實施例之六片式顯微鏡鏡片組的示意圖。
圖2B由左至右依序為第二實施例的六片式顯微鏡鏡片組的像面彎曲及歪曲收差曲線圖。
100‧‧‧光圈
110‧‧‧第一透鏡
111‧‧‧物側表面
112‧‧‧像側表面
120‧‧‧第二透鏡
121‧‧‧物側表面
122‧‧‧像側表面
130‧‧‧第三透鏡
131‧‧‧物側表面
132‧‧‧像側表面
140‧‧‧第四透鏡
141‧‧‧物側表面
142‧‧‧像側表面
150‧‧‧第五透鏡
151‧‧‧物側表面
152‧‧‧像側表面
160‧‧‧第六透鏡
161‧‧‧物側表面
162‧‧‧像側表面
180‧‧‧成像面
190‧‧‧光軸
191‧‧‧蓋玻片
192‧‧‧定位片
Claims (20)
- 一種六片式顯微鏡鏡片組，由物側至像側依序包含：一第一透鏡，具有正屈折力，其像側表面近光軸處為凸面，其物側表面與像側表面至少一表面為非球面；一光圈；一第二透鏡，具有正屈折力，其物側表面近光軸處為凸面，其物側表面與像側表面至少一表面為非球面；一第三透鏡，具有負屈折力，其像側表面近光軸處為凸面，其物側表面與像側表面至少一表面為非球面；一第四透鏡，具有正屈折力，其像側表面近光軸處為凹面，其物側表面與像側表面至少一表面為非球面；一第五透鏡，具有正屈折力，其像側表面近光軸處為凸面，其物側表面與像側表面至少一表面為非球面；一第六透鏡，具有負屈折力，其物側表面近光軸處為凸面，其物側表面與像側表面至少一表面為非球面。
- 如請求項1所述的六片式顯微鏡鏡片組，其中該第一透鏡的焦距為f1，該第二透鏡的焦距為f2，並滿足下列條件：1.0<f1/f2<3.0。
- 如請求項1所述的六片式顯微鏡鏡片組，其中該第二透鏡的焦距為f2，該第三透鏡的焦距為f3，並滿足下列條件：-2.0<f2/f3<-0.8。
- 如請求項1所述的六片式顯微鏡鏡片組，其中該第三透鏡的焦距為f3，該第四透鏡的焦距為f4，並滿足下列條件：-0.3<f3/f4<-0.1。
- 如請求項1所述的六片式顯微鏡鏡片組，其中該第四透鏡的焦距為f4，該第五透鏡的焦距為f5，並滿足下列條件：3.0<f4/f5<7.0。
- 如請求項1所述的六片式顯微鏡鏡片組，其中該第五透鏡的焦距為f5，該第六透鏡的焦距為f6，並滿足下列條件：-1.0<f5/f6<-0.5。
- 如請求項1所述的六片式顯微鏡鏡片組，其中該第一透鏡的焦距為f1，該第三透鏡的焦距為f3，並滿足下列條件：-3.5<f1/f3<-2.0。
- 如請求項1所述的六片式顯微鏡鏡片組，其中該第二透鏡的焦距為f2，該第四透鏡的焦距為f4，並滿足下列條件：0.1<f2/f4<0.4。
- 如請求項1所述的六片式顯微鏡鏡片組，其中該第三透鏡的焦距為f3，該第五透鏡的焦距為f5，並滿足下列條件：-1.1<f3/f5<-0.45。
- 如請求項1所述的六片式顯微鏡鏡片組，其中該第四透鏡的焦距為f4，該第六透鏡的焦距為f6，並滿足下列條件：-4.0<f4/f6<-2.2。
- 如請求項1所述的六片式顯微鏡鏡片組，其中該第一透鏡的焦距為f1，該第二透鏡與第三透鏡的合成焦距為f23，並滿足下列條件：-0.25<f1/f23<-0.05。
- 如請求項1所述的六片式顯微鏡鏡片組，其中該第二透鏡的焦距為f2，該第三透鏡與第四透鏡的合成焦距為f34，並滿足下列條件：-1.5<f2/f34<-0.8。
- 如請求項1所述的六片式顯微鏡鏡片組，其中該第二透鏡與第三透鏡的合成焦距為f23，該第四透鏡與第五透鏡的合成焦距為f45，並滿足下列條件：-16.0<f23/f45<-7.0。
- 如請求項1所述的六片式顯微鏡鏡片組，其中該第三透鏡與第四透鏡的合成焦距為f34，該第五透鏡與第六透鏡的合成焦距為f56，並滿足下列條件：-1.25<f34/f56<-0.60。
- 如請求項1所述的六片式顯微鏡鏡片組，其中該第四透鏡與第五透鏡的合成焦距為f45，該第六透鏡的焦距為f6，並滿足下列條件：-1.3<f45/f6<-0.65。
- 如請求項1所述的六片式顯微鏡鏡片組，其中該第一透鏡的焦距為f1，該第二透鏡、第三透鏡與第四透鏡的合成焦距為f234，並滿足下列條件：0.05<f1/f234<0.4。
- 如請求項1所述的六片式顯微鏡鏡片組，其中該第二透鏡、第三透鏡與第四透鏡的合成焦距為f234，該第五透鏡與第六透鏡的合成焦距為f56，並滿足下列條件：4.0<f234/f56<15.0。
- 如請求項1所述的六片式顯微鏡鏡片組，如請求項1所述的六片式顯微鏡鏡片組，其中該第二透鏡與第三透鏡的合成焦距為f23，該第四透鏡、第五透鏡與第六透鏡的合成焦距為f456，並滿足下列條件：-30<f23/f456<-12。
- 如請求項1所述的六片式顯微鏡鏡片組，其中該第二透鏡的焦距為f2，該第三透鏡、第四透鏡與第五透鏡的合成焦距為f345，並滿足下列條件：0.55<f2/f345<1.1。
- 如請求項1所述的六片式顯微鏡鏡片組，其中該第一透鏡的焦距為f1，該第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡與第六透鏡的合成焦距為f23456，並滿足下列條件：1.2<f1/f23456<3.2。
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