本发明专利技术涉及一种荧光共聚焦镜头及其成像方法，以解决多种波长共聚焦的问题，在近距离的工作距离和成像距离下，实现大孔径的工作要求，消色差到一定的量级，实现三种波长共聚焦，同时可以对特定波长进行选择，镜头的光学系统由从物方到像方沿光轴依次排布的第一窗片、第一物镜组、滤光片、第二物镜组以及第二窗片组成，第一物镜组与第二物镜组是同一结构物镜且结构对称。前后消色差达到一定的量级，实现3种波长共聚焦，分辨率达到衍射极限；可在两个物镜组间距中任意位置插入滤光片，实现对特定波长的选择，间隔空间长度可以任意控制，操作方便；第一物镜组和第二物镜组对称，采用同一物镜，物镜内又有胶合件前后对称，加工简单，易于制造。
【技术实现步骤摘要】
：本专利技术涉及一种荧光共聚焦镜头及其成像方法。
技术介绍
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技术介绍
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1、荧光共聚焦镜头在生物医学和材料科学的研究中日益受到重视，它以一种非侵入式的、对活体无损伤的检测手段，得到了多方面的欢迎和越来越广泛的灵活应用。医学领域中的荧光共聚焦镜头可以在细胞水平上做多种功能的分析研究，荧光共聚焦镜头与普通光学显微镜相比优点明显，分辨率、灵敏度、放大率和荧光检测信噪比都大大提高，可通过荧光标记检测细胞。
2、中国专利技术专利申请号cn202010662232.9提供的一种显微镜的物镜，具有高倍率、大数值孔径的特点，但仍存在无法多种波长共聚焦的问题，没法对特定波长进行选择。因此就需要一种能够解决这一问题的共聚焦显微物镜，本案由此而生。
技术实现思路
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技术实现思路
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1、本专利技术针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本专利技术所要解决的技术问题是提供一种荧光共聚焦镜头及其成像方法，设计合理，可实现大孔径的工作要求和三种波长共聚焦，同时可以对特定波长进行选择。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种荧光共聚焦镜头，所述镜头的光学系统由从物方到像方沿光轴依次排布的第一窗片、第一物镜组、滤光片、第二物镜组以及第二窗片组成，第一物镜组与第二物镜组是同一结构物镜且结构对称，所述第一物镜组由从物方到像方沿光轴依次排布的第二正透镜、第三负透镜、第四正透镜、第五负透镜、第六正透镜、第七正透镜、第八正透镜、第九负透镜组成，其中第五负透镜和第六正透镜构成第一胶合透镜组，第八正透镜和第九负透镜构成第二胶合透镜组，第一胶合透镜组和第二胶合透镜组为对称结构，第二正透镜、第三负透镜、第四正透镜构成前准直镜组，第一胶合透镜组、第七正透镜、第二胶合透镜组构成前中继镜组；所述第二物镜组由从物方到像方沿光轴依次排布的第十一负透镜、第十二正透镜、第十三正透镜、第十四正透镜、第十五负透镜、第十六正透镜、第十七负透镜、第十八正透镜组成，第十一负透镜和第十二正透镜构成第三胶合透镜组，第十四正透镜和第十五负透镜构成第四胶合透镜组，第三胶合透镜组和第四胶合透镜组为对称结构，第三胶合透镜组、第十三正透镜、第四胶合透镜组构成后中继镜组，第十六正透镜、第十七负透镜，第十八正透镜构成后准直镜组。
3、进一步的，第一物镜组和第二物镜组的间隔区域为平行光出入射，滤光片位于第一物镜组和第二物镜组之间的任意位置。
4、进一步的，所述第一物镜组和第二物镜组间隔平行光出入射的光束直径/总焦距的比值为：-19～-18。
5、进一步的，所述第一物镜组和第二物镜组的焦距比值为：1.2～1.3；前准直镜组/前中继镜组的焦距比值、后准直镜组/后中继镜组的焦距比值均为：0.2-0.3。
6、进一步的，第一胶合镜组、第二胶合镜组、第三胶合镜组以及第四胶合镜组中分别至少包含一个低折射率高色散透镜，其折射率小于1.5，色散系数大于90。
7、进一步的，镜头使用的波长为767nm-532nm，最大色差小于1.1um。
8、进一步的，所述滤光片为波长767nm-532nm中的任意波长的窄带滤光片。
9、进一步的，在前准直镜组和后准直镜组中，第二正透镜、第三负透镜、第四正透镜、第十六正透镜、第十七负透镜，第十八正透镜均采用折射率小于1.5、阿贝常数大于94的材料；在第一胶合透镜组、第二胶合透镜组、第三胶合透镜组以及第四胶合透镜组中，第六正透镜、第八正透镜、第十二正透镜以及第十四正透镜均采用折射率折射率小于1.5、阿贝常数大于94的材料；在第一胶合透镜组、第二胶合透镜组、第三胶合透镜组以及第四胶合透镜组中，第五负透镜、第九负透镜、第十一负透镜以及第十五负透镜均为双凹镜片，且材料折射率均为1.637、阿贝常数均为45.41；第六正透镜、第八正透镜、第十二正透镜以及第十四正透镜均为双凸镜片，且材料折射率为1.438、阿贝常数均为94.96。
10、进一步的，整个镜头的焦距f满足：-0.27mm≤f≤-0.26mm，光学总长ttl满足：115mm≤ttl≤116mm。
11、本专利技术采用的另外一种技术方案是：一种荧光共聚焦镜头的成像方法，成像时：光线从物方到像方依次通过第一窗片、第二正透镜、第三负透镜、第四正透镜、第五负透镜、第六正透镜、第七正透镜、第八正透镜、第九负透镜、滤光片、第十一负透镜、第十二正透镜、第十三正透镜、第十四正透镜、第十五负透镜、第十六正透镜、第十七负透镜、第十八正透镜以及第二窗片后进行成像。
12、与现有技术相比，本专利技术具有以下效果：本专利技术设计合理，前后消色差达到一定的量级，实现3种波长共聚焦，分辨率达到衍射极限；可在两个物镜组间距中任意位置插入滤光片，实现对特定波长的选择，间隔空间长度可以任意控制，操作方便；整体光学结构中第一物镜组和第二物镜组对称，采用同一物镜，物镜内又有胶合件前后对称，加工简单，易于制造。
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【技术保护点】
1.一种荧光共聚焦镜头，其特征在于：所述镜头的光学系统由从物方到像方沿光轴依次排布的第一窗片、第一物镜组、滤光片、第二物镜组以及第二窗片组成，第一物镜组与第二物镜组是同一结构物镜且结构对称，所述第一物镜组由从物方到像方沿光轴依次排布的第二正透镜、第三负透镜、第四正透镜、第五负透镜、第六正透镜、第七正透镜、第八正透镜、第九负透镜组成，其中第五负透镜和第六正透镜构成第一胶合透镜组，第八正透镜和第九负透镜构成第二胶合透镜组，第一胶合透镜组和第二胶合透镜组为对称结构，第二正透镜、第三负透镜、第四正透镜构成前准直镜组，第一胶合透镜组、第七正透镜、第二胶合透镜组构成前中继镜组；所述第二物镜组由从物方到像方沿光轴依次排布的第十一负透镜、第十二正透镜、第十三正透镜、第十四正透镜、第十五负透镜、第十六正透镜、第十七负透镜、第十八正透镜组成，第十一负透镜和第十二正透镜构成第三胶合透镜组，第十四正透镜和第十五负透镜构成第四胶合透镜组，第三胶合透镜组和第四胶合透镜组为对称结构，第三胶合透镜组、第十三正透镜、第四胶合透镜组构成后中继镜组，第十六正透镜、第十七负透镜，第十八正透镜构成后准直镜组。
>2.根据权利要求1所述的一种荧光共聚焦镜头，其特征在于：第一物镜组和第二物镜组的间隔区域为平行光出入射，滤光片位于第一物镜组和第二物镜组之间的任意位置。3.根据权利要求2所述的一种荧光共聚焦镜头，其特征在于：所述第一物镜组和第二物镜组间隔平行光出入射的光束直径/总焦距的比值为：-19～-18。
4.根据权利要求1所述的一种荧光共聚焦镜头，其特征在于：所述第一物镜组和第二物镜组的焦距比值为：1.2～1.3；前准直镜组/前中继镜组的焦距比值、后准直镜组/后中继镜组的焦距比值均为：0.2-0.3。
5.根据权利要求1所述的一种荧光共聚焦镜头，其特征在于：第一胶合镜组、第二胶合镜组、第三胶合镜组以及第四胶合镜组中分别至少包含一个低折射率高色散透镜，其折射率小于1.5，色散系数大于90。
6.根据权利要求1所述的一种荧光共聚焦镜头，其特征在于：镜头使用的波长为767nm-532nm，最大色差小于1.1um。
7.根据权利要求1所述的一种荧光共聚焦镜头，其特征在于：所述滤光片为波长767nm-532nm中的任意波长的窄带滤光片。
8.根据权利要求1所述的一种荧光共聚焦镜头，其特征在于：在前准直镜组和后准直镜组中，第二正透镜、第三负透镜、第四正透镜、第十六正透镜、第十七负透镜，第十八正透镜均采用折射率小于1.5、阿贝常数大于94的材料；在第一胶合透镜组、第二胶合透镜组、第三胶合透镜组以及第四胶合透镜组中，第六正透镜、第八正透镜、第十二正透镜以及第十四正透镜均采用折射率折射率小于1.5、阿贝常数大于94的材料；在第一胶合透镜组、第二胶合透镜组、第三胶合透镜组以及第四胶合透镜组中，第五负透镜、第九负透镜、第十一负透镜以及第十五负透镜均为双凹镜片，且材料折射率均为1.637、阿贝常数均为45.41；第六正透镜、第八正透镜、第十二正透镜以及第十四正透镜均为双凸镜片，且材料折射率为1.438、阿贝常数均为94.96。
9.根据权利要求1所述的一种荧光共聚焦镜头，其特征在于：整个镜头的焦距f满足：-0.27mm≤f≤-0.26mm，光学总长TTL满足：115mm≤TTL≤116mm。
10.一种荧光共聚焦镜头的成像方法，其特征在于：包括采用如权利要求1-9中任意一项所述的短波红外消垂轴色差镜头，成像时：光线从物方到像方依次通过第一窗片、第二正透镜、第三负透镜、第四正透镜、第五负透镜、第六正透镜、第七正透镜、第八正透镜、第九负透镜、滤光片、第十一负透镜、第十二正透镜、第十三正透镜、第十四正透镜、第十五负透镜、第十六正透镜、第十七负透镜、第十八正透镜以及第二窗片后进行成像。
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【技术特征摘要】
1.一种荧光共聚焦镜头，其特征在于：所述镜头的光学系统由从物方到像方沿光轴依次排布的第一窗片、第一物镜组、滤光片、第二物镜组以及第二窗片组成，第一物镜组与第二物镜组是同一结构物镜且结构对称，所述第一物镜组由从物方到像方沿光轴依次排布的第二正透镜、第三负透镜、第四正透镜、第五负透镜、第六正透镜、第七正透镜、第八正透镜、第九负透镜组成，其中第五负透镜和第六正透镜构成第一胶合透镜组，第八正透镜和第九负透镜构成第二胶合透镜组，第一胶合透镜组和第二胶合透镜组为对称结构，第二正透镜、第三负透镜、第四正透镜构成前准直镜组，第一胶合透镜组、第七正透镜、第二胶合透镜组构成前中继镜组；所述第二物镜组由从物方到像方沿光轴依次排布的第十一负透镜、第十二正透镜、第十三正透镜、第十四正透镜、第十五负透镜、第十六正透镜、第十七负透镜、第十八正透镜组成，第十一负透镜和第十二正透镜构成第三胶合透镜组，第十四正透镜和第十五负透镜构成第四胶合透镜组，第三胶合透镜组和第四胶合透镜组为对称结构，第三胶合透镜组、第十三正透镜、第四胶合透镜组构成后中继镜组，第十六正透镜、第十七负透镜，第十八正透镜构成后准直镜组。
2.根据权利要求1所述的一种荧光共聚焦镜头，其特征在于：第一物镜组和第二物镜组的间隔区域为平行光出入射，滤光片位于第一物镜组和第二物镜组之间的任意位置。
3.根据权利要求2所述的一种荧光共聚焦镜头，其特征在于：所述第一物镜组和第二物镜组间隔平行光出入射的光束直径/总焦距的比值为：-19～-18。
4.根据权利要求1所述的一种荧光共聚焦镜头，其特征在于：所述第一物镜组和第二物镜组的焦距比值为：1.2～1.3；前准直镜组/前中继镜组的焦距比值、后准直镜组/后中继镜组的焦距比值均为：0.2-0.3。
5.根据权利要求1所述的一种荧光共聚焦镜头，其特征在于：第一胶合镜组、第二胶合镜组、第三胶合镜组以及第四胶...
【专利技术属性】
技术研发人员：游海斌，张恬，
申请(专利权)人：福州宏旭科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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