專利名稱：光學(xué)透鏡以及使用該光學(xué)透鏡的光學(xué)顯微鏡系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種使用在光學(xué)顯微鏡系統(tǒng)的一種光學(xué)透鏡，特別來說，是關(guān)于一種具有環(huán)型遮罩的光學(xué)透鏡，其中環(huán)型遮罩可阻擋光線進(jìn)入光學(xué)透鏡的周圍區(qū)域。
背景技術(shù)：
光學(xué)透鏡(optical lens)是指一種光學(xué)裝置，具有幾近完美的軸對稱形狀，可以穿透光線、反射光線、聚合或分散光線。然而，當(dāng)一平行光源從一側(cè)進(jìn)入光學(xué)透鏡時，無論光線的波長或強(qiáng)度為何，接近中心軸與遠(yuǎn)離中心軸的光線并無法正確聚焦在同一個點上，也就是指球面像差現(xiàn)象(spherical aberration phenom enon)。球面像差產(chǎn)生的原因在于，透鏡接近中心軸的曲度以及周圍的曲度不同，故兩處的折射率也產(chǎn)生差異所導(dǎo)致。請參考圖1，所示為習(xí)知球面像差現(xiàn)象的示意圖。如圖I所示，一近軸光線(paraxial) 102以及一遠(yuǎn)軸光線(peripheral) 100入射至一透鏡104。近軸光線102與遠(yuǎn)軸光線100并不會精確地對焦在同一點上。這樣的現(xiàn)象會使得影像的解析度降低，而成為一種需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明其中一種目的在于提供一種光學(xué)透鏡，能減少球面像差現(xiàn)象，以具有銳利的成像品質(zhì)。根據(jù)一實施例，本發(fā)明提供了一種光學(xué)透鏡，包含一第一曲面以及設(shè)置在第一曲面上并與第一曲面直接接觸的環(huán)型遮罩，其中環(huán)型遮罩阻擋了第一曲面上的一環(huán)型區(qū)域，以避免光線經(jīng)過環(huán)型區(qū)域。根據(jù)另一實施例，本發(fā)明另外提供了一種光學(xué)顯微鏡系統(tǒng)，包含一物鏡以及一目鏡，其中物鏡具有一第一曲面而目鏡具有一第二曲面。一環(huán)型遮罩會設(shè)置在第一曲面或第二曲面的至少一個，以阻擋光線經(jīng)過第一區(qū)面或第二曲面上的環(huán)型區(qū)域。


圖I所示為習(xí)知球面像差現(xiàn)象的示意圖。圖2與圖3所示為本發(fā)明第一實施例中光學(xué)透鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4與圖5所示為本發(fā)明第二實施例以及第三實施例中光學(xué)透鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6所示為本發(fā)明的光學(xué)顯微鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，附圖標(biāo)記說明如下100 遠(yuǎn)軸光線402 聚光鏡102 近軸光線404 物鏡104 透鏡406 投影鏡300 光學(xué)透鏡408 樣品302 第一曲面410 第一曲面
304第二曲面412第二曲面306邊緣414第三曲面308環(huán)型遮罩416第四曲面310開孔418第五曲面400光學(xué)顯微鏡系統(tǒng)420第六曲面
具體實施例方式為使本發(fā)明的一般技術(shù)人員能更進(jìn)一步了解本發(fā)明，下文特別列舉本發(fā)明的幾個優(yōu)選實施例，并配合所附圖式，詳細(xì)說明本發(fā)明的構(gòu)成內(nèi)容及所欲達(dá)成的功效。請參考圖2與圖3，所示為本發(fā)明第一實施例中光學(xué)透鏡的結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖2 所示為光學(xué)透鏡的剖面圖，而圖3所示為光學(xué)透鏡的平視圖。如圖2以及圖3所示，光學(xué)透鏡300包含一第一曲面302、一第二曲面304以及一邊緣(edge) 306。第一曲面302以及第二曲面304是相對設(shè)置且相交于邊緣306的地方。于一實施例中，第一曲面302以及第二曲面304為任何球形曲面且具有一特定的曲率，兩者的曲率可以相同也可以不相同。如圖2所示的實施例中，第一曲面302以及第二曲面304都是凸面(convex)。如前所述，球面像差起因于近軸光線102與遠(yuǎn)軸光線100無法對焦在同一點上。為了解決此一問題，本發(fā)明的一實施例的光學(xué)透鏡300另外設(shè)置有一環(huán)型遮罩(annular maskcomponent) 308,具有環(huán)狀或圈狀的圖形，并具有一開孔(aperture) 310設(shè)置于其中。開孔310可允許近軸光線102穿過光學(xué)透鏡300并聚焦在焦點A上。由于光學(xué)透鏡300外圍的一環(huán)型區(qū)域被環(huán)型遮罩308所包覆，故遠(yuǎn)軸光線100并無法穿過光學(xué)透鏡300的環(huán)型區(qū)域，僅有近軸光線102可以折射進(jìn)入光學(xué)透鏡300，因此習(xí)知近軸光線102和遠(yuǎn)軸光線100所造成的球面像差問題可以得到改善，光學(xué)透鏡300的對焦可以更精確，也增加了光學(xué)透鏡300成像的清晰度與銳利度。于一實施例中，環(huán)型遮罩308會在第一曲面302上延伸至邊緣306，以完全覆蓋第一曲面302的整個周圍。于本發(fā)明的一實施例中，環(huán)型遮罩308可以是選擇性的半透明材質(zhì)。于一實施例中，環(huán)型遮罩308為不透明(opaque)材質(zhì)，以完全阻擋進(jìn)入環(huán)型區(qū)域的光線。在最理想的狀況下，環(huán)型遮罩308為一黑體材質(zhì)(black body material)，可以吸收任何電磁輻射能量。于一實施例中，環(huán)型遮罩308是一碳膜(carbon film),碳膜會形成在第一曲面302上并與其直接接觸，形成碳膜的方式例如是涂布(coating)或其他適合的方式。請參考圖4與圖5，所示為本發(fā)明第二實施例以及第三實施例中光學(xué)透鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。如第4圖所示，本實施例的環(huán)型遮罩308是設(shè)置在第二曲面304而非設(shè)置在第一曲面302。如圖5所示，環(huán)型遮罩308會同時設(shè)置在光學(xué)透鏡300的第一曲面302以及第二曲面304上。在本實施例中，第一曲面302和第二曲面304為凹面(concave)。然而,值得注意的是，環(huán)型遮罩308的擺設(shè)位置以及第一曲面302和第二曲面304的實施方式可做任意的組合，在此不加以描述。本發(fā)明的光學(xué)透鏡300可以應(yīng)用在各種光學(xué)領(lǐng)域當(dāng)中，例如是光學(xué)顯微鏡。請參考圖6，所示為本發(fā)明光學(xué)顯微鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6所示，本發(fā)明的光學(xué)顯微鏡系統(tǒng) 400 包含有一聚光鏡(condenser lens)402>一物鏡(objective lens)404 以及一投影鏡(projector lens)406。一樣品(specimen)408則放置在聚光鏡402以及物鏡404之間。聚光鏡402主要用以將點光源(pointsource)轉(zhuǎn)換成為平行光源(collimated light),而物鏡404以及投影鏡406則用以決定光學(xué)顯微鏡系統(tǒng)400的放大倍率。舉例來說，當(dāng)平行光穿過樣品408而在物鏡404以及投影鏡406處折射時，會在位置C處產(chǎn)生一放大的影像。而為了得到更加清晰的影像，本發(fā)明的光學(xué)顯微鏡系統(tǒng)400中，聚光鏡402、物鏡404以及投影鏡406中至少一個會具有一環(huán)狀遮罩308包覆其周圍區(qū)域，例如環(huán)狀遮罩308可以分別設(shè)置在聚光鏡402的一第一曲面410及/或一第四曲面416的周圍區(qū)域上、或物鏡404的一第二曲面412及/或一第五曲面418的周圍區(qū)域上、或者投影鏡406的一第三曲面414及/或一第六曲面420的周圍區(qū)域上。于一實施例中，物鏡404的第二曲面412及第五曲面418以及投影鏡406的第三曲面414及第六曲面420的周圍區(qū)域都設(shè)置有環(huán)狀遮罩308。環(huán)狀遮罩308的實施方式如前所述，在此不加以重復(fù)。藉由此環(huán)型遮罩308的設(shè)計，本發(fā)明的光學(xué)顯微鏡系統(tǒng)400可以改善球面像差現(xiàn)象，故能得到良好的成像品質(zhì)。需要了解的是，本發(fā)明并不局限于前述的光學(xué)顯微鏡系統(tǒng)，而可以應(yīng)用于其他光學(xué)相關(guān)的產(chǎn)品，例如電子顯微鏡等。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)透鏡，其特征在于包含 第一曲面；以及 環(huán)型遮罩，設(shè)置在所述第一曲面上且和所述第一曲面直接接觸，其中所述環(huán)型遮罩阻擋光線通過所述第一曲面的所述周圍區(qū)域。
2.如權(quán)利要求I所述的光學(xué)透鏡，其特征在于所述環(huán)型遮罩包含不透光材質(zhì)。
3.如權(quán)利要求I所述的光學(xué)透鏡，其特征在于所述環(huán)型遮罩包含碳膜。
4.如權(quán)利要求I所述的光學(xué)透鏡，其特征在于所述第一曲面為凸面或凹面。
5.如權(quán)利要求I所述的光學(xué)透鏡，其特征在于還包含第二曲面與所述第一曲面相對設(shè)置。
6.如權(quán)利要求5所述的光學(xué)透鏡，其特征在于所述第二曲面為凸面或凹面。
7.一種光學(xué)顯微鏡系統(tǒng)，其特征在于包含 物鏡，具有第一曲面；以及 一投影鏡包含第二曲面，至少一環(huán)型遮罩設(shè)置于所述第一曲面或所述第二曲面的其中至少一個并與其直接接觸，所述環(huán)型遮罩可阻擋光線通過所述第一曲面及/或所述第二曲面的周圍區(qū)域。
8.如權(quán)利要求7所述的光學(xué)顯微鏡系統(tǒng)，其特征在于還包含聚光鏡具有第三曲面，且所述環(huán)型遮罩設(shè)置在所述第三曲面上并與其直接接觸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光學(xué)透鏡，包含一第一曲面以及設(shè)置在第一曲面上并與第一曲面直接接觸的環(huán)型遮罩，其中環(huán)型遮罩阻擋了第一曲面上的一環(huán)型區(qū)域，以避免光線經(jīng)過環(huán)型區(qū)域。本發(fā)明另外提供了一種使用該光學(xué)透鏡的光學(xué)顯微鏡裝置。
文檔編號G02B21/02GK102778706SQ20121002877
公開日2012年11月14日 申請日期2012年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月13日
發(fā)明者劉獻(xiàn)文, 謝明燈, 陳逸男 申請人:南亞科技股份有限公司