显微摄象物镜的设计方法

    　随着电子学领域的不断开拓，由平场复消色差物镜组一光电导型摄象管所组成的显微摄象系统，不仅大有取代传统型投影仪、生物显微镜之势，而且作为一种二次型仪表，在模式识另11技术中也有用武之地。该系统的工作原理，是将目标信息以光学成象的方式转换到摄象管靶面，靶面上不同光强的图形阵列即激励其下的光敏性电子原件，产生出相应的光电流。对此光电流进行调制后，既可作控制讯号用，又可输入微机或电视显象屏幕，再现目标的放大象。所抖，显微摄象物镜的设计，实际上就是设计一个具有显微镜物镜象质要求的投影物镜组。

　　下面，我们以用作集成电路引线焊接机监视与定位的显微摄象物镜组为例，来讨论其设计方法。该光学组具有以下参数:

　　初始模型的建立

　　1、数值孔径的确定

　　众知，数值孔径NA、物镜的倍率p、理论分辨率N三者之间有如下关系[1]:

　　2、消色差波段的确定

　　3、初始结构的提出

　　众知，镜头所具有的光学参数，本身就是用户所提出的使用要求。根据前述的使用条件，我们是这样来设置初始结构的:

       (i)为安置分划板，镜头得分成“+”、“‘十”型前、后组分设的结构，如图2所示。

　(ii)前组和后组的倍率分配

　　为保证l≥98mm，又不致造成过长的筒长，前组的放大率p，不宜大于1。若βl，虽利于结构紧凑，但不利于整体象差平衡。众知，物体在靶面上所成的象，其残余象差弥散值

　　(iii)前、后组的结构特点

　　因β=IX，故镜头前组宜于取全对称结构，即其本身也可再分成前、后两个半部的结构，让光路在此两半部之间呈平行光状态，使物面位于前半部物方焦面上，分划板位于后半部的象方芹面上。这样，在系统对物体做轴向调焦时，只移动前组的前半部结构，就可满足调焦，不影响整体倍率和象质的要求。

　　因为l=98mm，故前组的两半部结构选f''半，100mm为宜。为利于整体结构紧凑，让后组尽可能靠近分划板，这样后组的焦距值不宜大于20mm。

　　到此不难看出，该系统前、后两组的结构特点是:前组为中焦中孔径的等倍小视惕系统;后组为倍率在5~6.5x的短焦小孔径中等视场系统。

　　设计过程

　　1、象差容限的确定

　　根据瑞利准则，一个象质理想的光学组，其残余象差弥散值不应超过该光学组的焦宽值。