高性能平场显微镜中继转接镜的设计探讨
本文详细地介绍了作者在设计和研制高性能平场显微镜中继转接镜的探索体会,并阐述了取得一些成果.(一) 通过理论分析,从使用的灵活性和设计的可行性,得出双望远物镜结构组合比单物镜组结构优势明显.作者详细分析了双望远物镜结构组合的”前组”和”后组”的设计思路.(二) 在设计”前组”过程中,通过统计N.A值与物镜放大率的比率关系,确定了”前组”的最大孔径角,同时根据国家标准和成像清晰范围的规定,确定了”前组”的最大线视场.采用无像差情况下的正方形景物MTF计算公式,确定了考核成像质量的特征空间参考频率.在这些指标下,计算了大量四片和五片式的显微镜目镜的像差,得出:采用原配的目镜作为”前组”难于满足以平面摄像器件为成像面的高分辨率、高性能平场显微光电转换(电视或数码照相)成像的要求的结论.同时分析了它们不能满足的原因:场曲和像散偏大.文章给出了其中像差较过得去的一个实例及MTF曲线、像散曲线.作者通过在像面附近增设正小偏角的场镜和镜组前的负厚透镜产生的+S4和大的-S4,很好地校正了场曲和像散,改善了整个视场的成像效果.此外很重要的是,通过增设场镜能保证物镜的出瞳和”前组”的人瞳重合,却不太影响成像效果的提高.文章给出了”前组”的结构和它的MTF及像散曲线.(三) 通过推导和列表方式,推导了总像素N和单像素尺寸的关系.建立了物方极限分辨率和摄像器件分辨率之间的关系式.得出:(1) 物方的极限分辨率与选取的摄像器件的尺寸规格无关,而只与总像素N的平方根成反比.(2) 物方极限分辨率与中继转接镜的放大率选取无关.(四) 在”后组”设计的过程中,同样发现用现有的MTY镜头作为”后组”也难于满足高分辨率、高清晰成像要求.作者给出了新设计的”后组”结构示意图和它的MTF像散曲线.(五) 双望远物镜结构组合的中继转接镜”前组”和”后组”的放大率,是与它们的焦距成正比,即MR=f1后/f前.在进行”前组”和”后组”组合时,可以根据像差情况进行适当缩放,以保证提高中继转接镜的成像性能.作者给出了新设计的中继转接镜的结构图及相应的MTF及像差曲线
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TH74(仪器、仪表)
2008-06-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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