基于Zemax的简单连续变倍显微物镜设计.pdf

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1、第35卷第5期2013年10月光学仪器0PTICALINSTRUMENTSV01．35。No．5October，2013文章编号：1005—5630(2013)05—0041—05基于Zemax的简单连续变倍显微物镜设计何湘艳'陈莹花1，廖文哲2，姚敏(1．湘南学院物理与电子信息工程系，湖南郴州423000；2．桂林电子科技大学光机电一体化研究所，广西桂林541004)*摘要：针对目前x-,_lk检测用的连续变倍显微物镜分辨率低的问题，结合机械补偿结构的变焦原理，实现了基于Zemax的简单连续变倍显微物镜设计。该物镜由6片材料为F1、K9、ZF3组合的双胶合组构成，结构简洁成像质量接近衍射极限

2、，可以0．7×～4．5×连续变倍，能与1／3英寸CCD匹配。利用MATLAB对变倍组和补偿组的运动轨迹进行拟合，验证了其可行性，结果表明整个连续变倍显微物镜满足工业视频检测的使用要求。关键词：连续变倍显微物镜；Zemax；MATLAB中图分类号：0439文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—5630．2013．05．010DesignofamonocularzoommicroscopeobjectiveinsuccinctstructurebasedonZemaxHEXiangyan1，CHENYinghua1，LIAOWenzhe2，YAOMin1(1．Departm

3、entofPhysicsandElectronicInformationEngineering，XiangnanUniversity，Chenzhou423000，China；2．TheInstituteofOpto-Mechatronic，GuilinUniversityofElectronicTechnology，Guilin541004，China)Abstract：AmonocularzoommicroscopeobjectiveisdesignedwiththeassistanceofopticaldesignsoftwareZemaxandthezoomprincipleofmec

4、hanicalcompensationtomeettherequirementofthehighresolutionofzoommicroscopeinindustrydetection．Theobjectiveissuitablefortheindustrydetectionwith0．7—4．5zoomratios，anditscostiSlOW．Thezoomobjectiveconsistsof6bondinglenswhichismadeupofF1，K9andZF3，anditsopticalperformanceapproximatestothediffractionlimit，

5、matching1／3inchimagingsensor．Finally，thecorrectnessofthedesignareverifiedbyfittingthemotiontrailofthezoomgroupandcompensationgroupoutbyMATLAB．Itshighresolution，lowcostandsuccinctstructurecanmeetstherequirementofindustrydetection．Keywords：zoommicroscopeobjective；Zemax；MATLAB引言连续变倍显微物镜观察范围较广，因其焦距可以连续改

6、变，其放大倍数也可连续改变，既可适用于自然科学的教学研究，也适用于医疗机构的日常检查、生物工程等科学研究，且可实现工业装配、测试、测量。目前市场上一部分显微镜放大倍率固定，分辨率不高。为此，本文利用MATLAB和Zemax软件设。收稿日期：2013—04—16基金项目：湘南学院科研基金资助项目(2013YJ27)作者简介：何湘艳(1981一)，女，湖南郴州人，硕士研究生，主要从事光电仪器及智能控制方面的研究。·42·光学仪器第35卷计了一款结构简单、像质优良、能与CCD匹配的连续变倍显微物镜。1变焦原理通常变焦系统的物平面并不在变倍组的物平面上，这需要一个透镜或镜组来把指定的物平面成像到变倍系

7、统所需要的物平面上，此透镜组称之为变倍系统的前固定组。若变倍系统所成像的位置和大小与使用要求有差异，此时需要一个透镜或镜组将变倍系统所成的像转折和缩放到所需要的位置，从而满足成像位置和大小的要求，这个透镜或镜组就称为后固定组。因此，一个变倍镜头往往分为前固定组1、变倍组2、补偿组3、后固定组4，如图1所示其中变倍组和补偿组称之为变倍系统。变焦依赖于变倍组和补偿组二组元同时运动，虽前固定组和后固定组