專(zhuān)利名稱(chēng)：光學(xué)系統(tǒng)組裝校正裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種光學(xué)系統(tǒng)組裝校正裝置與方法，提供在有限系光學(xué)系 統(tǒng)組裝時(shí)，校正有限系光學(xué)系統(tǒng)的光源與聚焦物鏡之間的最佳成像位置。
背景技術(shù)：
光學(xué)透鏡如光碟機(jī)的讀取頭、數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)相機(jī)與光通信等相關(guān)元件 的應(yīng)用需求大幅增加。隨著模造玻璃成形與射出成形等相關(guān)高精密模具產(chǎn)業(yè) 的蓬勃發(fā)展，此類(lèi)軸對(duì)稱(chēng)光學(xué)元件在制作或系統(tǒng)組裝時(shí)，光軸與旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)軸 若不重合，將產(chǎn)生誤差。隨著光學(xué)透鏡廣泛應(yīng)用及其光學(xué)系統(tǒng)組裝校正的要 求，對(duì)于元件誤差的檢測(cè)評(píng)估，則是制作高精度光學(xué)鏡片的重要課題。
在一般的光學(xué)系統(tǒng)中，假使透鏡的光軸與參考軸并未重合，光線進(jìn)入光 學(xué)系統(tǒng)時(shí)，不管是通過(guò)反射或是折射所形成的光學(xué)成像都會(huì)出現(xiàn)誤差，進(jìn)而 影響了整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的品質(zhì)，因此，目前在組裝光學(xué)系統(tǒng)前，多會(huì)先對(duì)其中 所需要使用的光學(xué)元件(例如透鏡)進(jìn)行誤差的測(cè)量。
傳統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)中確認(rèn)其成像品質(zhì)時(shí)，運(yùn)用在光學(xué)讀取頭的方法為使用 高倍率的光學(xué)系統(tǒng)將讀取頭的物鏡所聚焦的光點(diǎn)放大，通過(guò)光點(diǎn)的形狀分析 成像品質(zhì)，再進(jìn)而分析光學(xué)系統(tǒng)中的元件品質(zhì)與組裝誤差，但是，上述的光 機(jī)校正系統(tǒng)，由于使用了高倍率光學(xué)系統(tǒng)，易受環(huán)境及調(diào)整時(shí)振動(dòng)的影響， 實(shí)際運(yùn)用時(shí)常需搭配伺服控制系統(tǒng)來(lái)解決此振動(dòng)問(wèn)題，因而構(gòu)成系統(tǒng)復(fù)雜且 成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種光學(xué)系統(tǒng)組裝校正裝置與方法。本發(fā)明提供在有限系
(finite conjugate)光學(xué)系統(tǒng)組裝時(shí)，通過(guò)本發(fā)明的校正裝置，找出有限系光學(xué) 系統(tǒng)的光源(物體)與聚焦物鏡之間的最佳成像位置，并以此為基準(zhǔn)來(lái)組裝光 學(xué)系統(tǒng)，便可達(dá)到此有限系光學(xué)系統(tǒng)的最佳像高位置。
6本發(fā)明的校正裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、組立容易、組裝精度高、成本低，且 可針對(duì)每一個(gè)有限系聚焦物鏡與光源間相對(duì)位置作最佳調(diào)整。由于，有限系 光學(xué)系統(tǒng)中的聚焦物鏡難免在工藝上有些微誤差，因此通過(guò)本發(fā)明的校正裝 置，除了可校正聚焦物鏡與內(nèi)部光源間的最佳位置外，也可以校正聚焦物鏡 的工藝誤差。
本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)組裝校正裝置包含外部光源、低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)、 電控系統(tǒng)、以及監(jiān)視器。
根據(jù)本發(fā)明，外部光源產(chǎn)生的平行光束，進(jìn)入所欲調(diào)整的有限系光學(xué)系 統(tǒng)中，并經(jīng)由聚焦物鏡，形成第一聚焦光點(diǎn)；電控系統(tǒng)啟動(dòng)欲調(diào)整的有限系 光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源，并讓此內(nèi)部光源的光束經(jīng)由聚焦物鏡，形成第二聚焦 光點(diǎn)；接著，通過(guò)低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)將第一與第二聚焦光點(diǎn)成像放大，并 通過(guò)監(jiān)視器監(jiān)看；最后通過(guò)電控系統(tǒng)調(diào)整聚焦物鏡或是調(diào)整有限系光學(xué)系統(tǒng) 的內(nèi)部光源的相關(guān)位置，以便找到有限系光學(xué)系統(tǒng)的光源與聚焦物鏡間的最 佳的相對(duì)位置。
如上所述的光學(xué)系統(tǒng)組裝校正裝置，其中該外部光源產(chǎn)生的光束為平行光。
如上所述的光學(xué)系統(tǒng)組裝校正裝置，其中該有限系光學(xué)系統(tǒng)與該低倍率 成像光學(xué)系統(tǒng)之間還包括玻璃蓋板，該玻璃蓋板為與該聚焦物鏡搭配的補(bǔ)償 平板。
如上所述的光學(xué)系統(tǒng)組裝校正裝置，其中該電控系統(tǒng)可控制該聚焦物鏡 的微調(diào)移動(dòng)、啟動(dòng)該外部光源，亦可提供電源給該低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)。
本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)組裝校正方法調(diào)整外部光源所產(chǎn)生的光束與欲調(diào)整 的有限系光學(xué)系統(tǒng)的光軸平行后，讓低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)能夠同時(shí)呈現(xiàn)欲調(diào) 整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的光源與外部光源所形成的兩個(gè)聚焦光點(diǎn)，并通過(guò)監(jiān)視 器監(jiān)看；最后通過(guò)調(diào)整聚焦物鏡的位置或是調(diào)整欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的 光源位置，便可找到欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的最佳像高。
本發(fā)明還提供一種光學(xué)系統(tǒng)組裝校正方法，應(yīng)用于有限系光學(xué)系統(tǒng)中， 以使該有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源與聚焦物鏡之間具有最佳成像位置，該方 法包含下列步驟a.調(diào)整外部光源所產(chǎn)生的光束與該有限系光學(xué)系統(tǒng)的光軸 平行；b.調(diào)整低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)的焦平面，使外部光源的平行光束經(jīng)聚焦物鏡所形成的第一聚焦光點(diǎn)(或欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源經(jīng)聚焦
物鏡所形成的第二聚焦光點(diǎn))成像于監(jiān)視器上；c.沿著光軸方向至少移動(dòng)該聚 焦物鏡與該低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)的任何一個(gè)元件的位置，讓該外部光源與該 有限系光學(xué)系統(tǒng)的該內(nèi)部光源產(chǎn)生的光束，經(jīng)由該聚焦物鏡所形成的第一聚 焦光點(diǎn)與第二聚焦光點(diǎn)顯示在監(jiān)視器上；以及d.至少調(diào)整聚焦物鏡或有限 系光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)部任何一個(gè)元件的位置，使待調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光 源經(jīng)聚焦物鏡所形成的第二聚焦光點(diǎn)位于最佳像高位置。
如上所述的光學(xué)系統(tǒng)組裝校正方法，其中該步驟a中，該外部光源所產(chǎn) 生的光束為平行光束。
如上所述的光學(xué)系統(tǒng)組裝校正方法，其中該步驟c中，可沿著光軸方向 移動(dòng)該聚焦物鏡的位置，讓該外部光源與該有限系光學(xué)系統(tǒng)的該內(nèi)部光源產(chǎn) 生的光束，經(jīng)由該聚焦物鏡所形成的該第一聚焦光點(diǎn)與該第二聚焦光點(diǎn)顯示 在該監(jiān)視器上。
如上所述的光學(xué)系統(tǒng)組裝校正方法，其中該步驟c中，可沿著光軸方向 移動(dòng)該低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)的位置，讓該外部光源與該有限系光學(xué)系統(tǒng)的該 內(nèi)部光源產(chǎn)生的光束，經(jīng)由該聚焦物鏡所形成的該第一聚焦光點(diǎn)與該第二聚 焦光點(diǎn)顯示在該監(jiān)視器上。
如上所述的光學(xué)系統(tǒng)組裝校正方法，其中該步驟c中，可沿著光軸方向 同時(shí)移動(dòng)該低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)的位置，讓該外部光源與該有限系光學(xué)系統(tǒng) 的該內(nèi)部光源產(chǎn)生的光束，經(jīng)由該聚焦物鏡所形成的該第一聚焦光點(diǎn)與該第 二聚焦光點(diǎn)顯示在該監(jiān)視器上。
如上所述的光學(xué)系統(tǒng)組裝校正方法，其中該步驟d中，可調(diào)整該聚焦物 鏡的位置，以得到最佳的成像品質(zhì)。
如上所述的光學(xué)系統(tǒng)組裝校正方法，其中該步驟d中，可調(diào)整該有限系 光學(xué)系統(tǒng)的該內(nèi)部任何一個(gè)元件的位置，以得到最佳的成像品質(zhì)。
如上所述的光學(xué)系統(tǒng)組裝校正方法，其中該步驟d中，可同時(shí)調(diào)整該聚 焦物鏡與該有限系光學(xué)系統(tǒng)的該內(nèi)部任何一個(gè)元件的位置，以得到最佳的成
像品質(zhì)o
本發(fā)明還提供一種光學(xué)系統(tǒng)組裝校正方法，應(yīng)用于有限系光學(xué)系統(tǒng)中， 以使該有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源與聚焦物鏡之間具有最佳成像位置，該方法包含下列步驟A.調(diào)整外部光源所產(chǎn)生的光束與該有限系光學(xué)系統(tǒng)的光軸 平行；B.調(diào)整低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)，使該外部光源的平行光束經(jīng)該聚焦物鏡 所形成的第一聚焦光點(diǎn)并成像于監(jiān)視器上，記錄此成像點(diǎn)位置；C.電控系統(tǒng) 開(kāi)啟欲調(diào)整之有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源，至少調(diào)整低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)或 聚焦物鏡于光軸方向移動(dòng)，使得欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源經(jīng)聚焦 物鏡的第二聚焦光點(diǎn)成像于監(jiān)視器熒幕上；以及D.調(diào)整欲調(diào)整的該有限系 光學(xué)系統(tǒng)的該內(nèi)部任何一個(gè)元件的位置，使其成像點(diǎn)與步驟B中所記錄的該 外部光源所形成的成像點(diǎn)，位于最佳相對(duì)位置。
本發(fā)明又提供一種光學(xué)系統(tǒng)組裝校正方法，應(yīng)用于有限系光學(xué)系統(tǒng)中， 以使該有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源與聚焦物鏡之間具有最佳成像位置，該方 法包含下列步驟(1).調(diào)整外部光源所產(chǎn)生的光束與該有限系光學(xué)系統(tǒng)的 光軸平行；(2).調(diào)整低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)的焦平面，使外部光源的平行光 束經(jīng)聚焦物鏡所形成的第一聚焦光點(diǎn)(或欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光 源經(jīng)聚焦物鏡所形成的第二聚焦光點(diǎn))成像于監(jiān)視器上；(3).電控系統(tǒng)調(diào) 整聚焦物鏡于光軸方向擺動(dòng)，讓監(jiān)視器上交叉顯示欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng) 的內(nèi)部光源與外部光源經(jīng)聚焦物鏡所形成的兩個(gè)聚焦光點(diǎn)；以及(4).至少 調(diào)整聚焦物鏡或有限系光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)部任何一個(gè)元件的位置，使待調(diào)整的有限 系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源經(jīng)聚焦物鏡所形成的第二聚焦光點(diǎn)位于最佳像高位 置。
本發(fā)明還提供一種光學(xué)系統(tǒng)組裝校正方法，應(yīng)用于有限系光學(xué)系統(tǒng)中， 以使該有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源與聚焦物鏡之間具有最佳成像位置，該方 法包含下列步驟I.調(diào)整外部光源所產(chǎn)生的光束與該有限系光學(xué)系統(tǒng)的光軸 平行；II.調(diào)整低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)的焦平面，使外部光源的平行光束經(jīng)聚焦 物鏡所形成的第一聚焦光點(diǎn)(或欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源經(jīng)聚焦 物鏡所形成的第二聚焦光點(diǎn))成像于監(jiān)視器上；III.電控系統(tǒng)控制同時(shí)開(kāi)啟外 部光源與欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源，并調(diào)整低倍率成像光學(xué)系統(tǒng) 在光軸方向擺動(dòng)，讓監(jiān)視器上交叉顯示欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源 與外部光源經(jīng)聚焦物鏡所形成的兩個(gè)聚焦光點(diǎn)；以及IV.至少調(diào)整聚焦物鏡 或有限系光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)部任何一個(gè)元件的位置，使待調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的 內(nèi)部光源經(jīng)聚焦物鏡所形成的第二聚焦光點(diǎn)位于最佳像高位置。本發(fā)明的校正裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、組立容易、組裝精度高、成本低，且可針 對(duì)每一個(gè)有限系聚焦物鏡位置作最佳調(diào)整。
配合下列附圖、實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明及權(quán)利要求書(shū)，將上述及本發(fā)明的其 他目的與優(yōu)點(diǎn)詳述于后。


圖1為本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)組裝校正裝置的一個(gè)示意圖。
圖2為本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)組裝校正方法的一個(gè)工作流程圖。 圖3為本發(fā)明第一工作范例，說(shuō)明光學(xué)系統(tǒng)組裝校正方法的一個(gè)工作流 程圖。
圖4為本發(fā)明第二工作范例，說(shuō)明光學(xué)系統(tǒng)組裝校正方法的一個(gè)工作流 程圖。
圖5為本發(fā)明第三工作范例，說(shuō)明光學(xué)系統(tǒng)組裝校正方法的一個(gè)工作流 程圖。
其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下
101外部光源103低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)
105監(jiān)視器107電控系統(tǒng)
IIO有限系光學(xué)系統(tǒng)113內(nèi)部光源
115聚焦物鏡117補(bǔ)償平板
110a分光鏡101a第一聚焦光點(diǎn)
113a第二聚焦光點(diǎn)
201調(diào)整外部光源所產(chǎn)生的光束與欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的光軸平行
202調(diào)整低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)的焦平面，使外部光源的平行光束經(jīng)聚焦 物鏡所形成的第一聚焦光點(diǎn)(或欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源經(jīng)聚焦 物鏡所形成的第二聚焦光點(diǎn))成像于監(jiān)視器上
203沿著光軸方向至少移動(dòng)聚焦物鏡與低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)的任何一個(gè) 元件的位置，讓外部光源與欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源產(chǎn)生的光 束，經(jīng)由聚焦物鏡所形成的第一與第二聚焦光點(diǎn)顯示在監(jiān)視器上
204至少調(diào)整聚焦物鏡或有限系光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)部任何一個(gè)元件的位置，使 待調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源經(jīng)聚焦物鏡所形成的第二聚焦光點(diǎn)位
10于最佳像高位置
302調(diào)整低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)，使外部光源的平行光束經(jīng)聚焦物鏡所形 成的第一聚焦光點(diǎn)并成像于監(jiān)視器上，記錄此成像點(diǎn)位置
303電控系統(tǒng)開(kāi)啟欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源，至少調(diào)整低倍 率成像光學(xué)系統(tǒng)或聚焦物鏡于光軸方向移動(dòng)，使得欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng) 的內(nèi)部光源經(jīng)聚焦物鏡的第二聚焦光點(diǎn)成像于監(jiān)視器熒幕上
304調(diào)整欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部任何一個(gè)元件的位置，使其成 像點(diǎn)與步驟302中所記錄的外部光源所形成的成像點(diǎn)，位于最佳相對(duì)位置
403電控系統(tǒng)調(diào)整聚焦物鏡于光軸方向擺動(dòng)，讓監(jiān)視器上交叉顯示欲調(diào) 整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源與外部光源經(jīng)聚焦物鏡所形成的兩個(gè)聚焦 光點(diǎn)
503電控系統(tǒng)控制同時(shí)開(kāi)啟外部光源與欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部 光源，并調(diào)整低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)在光軸方向擺動(dòng)，讓監(jiān)視器上交叉顯示欲 調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源與外部光源經(jīng)聚焦物鏡所形成的兩個(gè)聚 焦光點(diǎn)
具體實(shí)施例方式
圖1為本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)組裝校正裝置的一個(gè)示意圖，其中此裝置是應(yīng) 用在一個(gè)有限系光學(xué)系統(tǒng)110中，其內(nèi)部光源113與聚焦物鏡115之間的最 佳成像位置。參考圖1，此光學(xué)系統(tǒng)組裝校正裝置至少備有外部光源101、 低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)103、電控系統(tǒng)107、以及監(jiān)視器105。
此光學(xué)系統(tǒng)組裝校正裝置的外部光源101產(chǎn)生的平行光，進(jìn)入所欲調(diào)整 的有限系光學(xué)系統(tǒng)110中，并經(jīng)由聚焦物鏡115，形成第一聚焦光點(diǎn)101a; 電控系統(tǒng)107啟動(dòng)欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源113，并讓此內(nèi)部光 源的光束經(jīng)由聚焦物鏡115，形成第二聚焦光點(diǎn)113a;接著，通過(guò)低倍率成 像光學(xué)系統(tǒng)103將第一與第二聚焦光點(diǎn)(101a、 113a)成像放大，并通過(guò)監(jiān)視 器105監(jiān)看；最后電控系統(tǒng)107調(diào)整聚焦物鏡115或是調(diào)整有限系光學(xué)系統(tǒng) 的內(nèi)部光源113的相關(guān)位置，以便找到有限系光學(xué)系統(tǒng)110的最佳像高。
其中，在欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)110與低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)103之間 更可以包括補(bǔ)償平板(componsated plate)117，其為聚焦物鏡115搭配的補(bǔ)償平板。電控系統(tǒng)107除了可提供欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源113夕卜， 也可控制聚焦物鏡115的微調(diào)移動(dòng)與控制外部光源101的啟動(dòng)，亦可以提供 低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)103的電源供應(yīng)。而欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)110內(nèi)備 有分光鏡110a，用來(lái)將內(nèi)部光源113反射為其他角度的入射光。低倍率成像 光學(xué)系統(tǒng)103具有感光耦合元件(Charge Coupled Device, CCD)，可將第一與 第二聚焦光點(diǎn)(101a、 113a)成像于此感光耦合元件上。
補(bǔ)充說(shuō)明的是，聚焦物鏡的特性為，在物鏡所設(shè)計(jì)的物像位置，可以得 到最佳的成像品質(zhì)。但是，如何使光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源(亦即光學(xué)系統(tǒng)之物) 位于聚焦物鏡的光軸上，其在光學(xué)系統(tǒng)組裝時(shí)，必須有參考指標(biāo)來(lái)加以確認(rèn)。 本發(fā)明的校正裝置，即通過(guò)外部光源101產(chǎn)生的平行光，其平行光行進(jìn)方向 與光學(xué)系統(tǒng)的光軸方性平行，而此平行光經(jīng)由聚焦物鏡所形成的第一聚焦光 點(diǎn)101a，通過(guò)低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)103，將此第一聚焦光點(diǎn)101a成像于監(jiān) 視器上，則此外部光源101所產(chǎn)生的第一聚焦光點(diǎn)101a的位置即可作為光 學(xué)系統(tǒng)光軸的標(biāo)準(zhǔn)參考位置。
當(dāng)?shù)谝痪劢构恻c(diǎn)的位置為光學(xué)系統(tǒng)光軸的標(biāo)準(zhǔn)參考位置，此時(shí)開(kāi)啟光學(xué) 系統(tǒng)的內(nèi)部光源，此內(nèi)部光源的光束經(jīng)聚焦物鏡產(chǎn)生第二聚焦光點(diǎn)。此時(shí)， 微調(diào)光學(xué)系統(tǒng)的相關(guān)元件(聚焦物鏡或內(nèi)部光源位置)，讓第二聚焦光點(diǎn)與作 為參考基準(zhǔn)的第一聚焦光點(diǎn)位于最佳的相對(duì)位置，則此光學(xué)系統(tǒng)即具有最佳 的成像效果。
綜上所述，圖2為本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)組裝校正方法的一個(gè)工作流程圖。 參考圖2，首先，調(diào)整外部光源所產(chǎn)生的光束與欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的 光軸平行，如步驟201所示。調(diào)整低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)的焦平面，使外部光 源的平行光束經(jīng)聚焦物鏡所形成的第一聚焦光點(diǎn)(或欲調(diào)整的有限系光學(xué)系 統(tǒng)的內(nèi)部光源經(jīng)聚焦物鏡所形成的第二聚焦光點(diǎn))成像于監(jiān)視器，如步驟202 所示。接著，沿著光軸方向至少移動(dòng)聚焦物鏡與低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)的任何 一個(gè)元件的位置，讓外部光源與欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源產(chǎn)生的 光束，經(jīng)由聚焦物鏡所形成的第一與第二聚焦光點(diǎn)顯示在監(jiān)視器上，如步驟 203所示。其中，步驟203中，可單獨(dú)移動(dòng)聚焦物鏡的位置或低倍率成像光 學(xué)系統(tǒng)的位置；亦可以同時(shí)移動(dòng)聚焦物鏡的位置與低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)的位 置。最后，至少調(diào)整聚焦物鏡或有限系光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)部任何一個(gè)元件的位置， 使待調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源經(jīng)聚焦物鏡所形成的第二聚焦光點(diǎn)
位于最佳像高位置，如步驟204所示。其中，步驟204中，可單獨(dú)調(diào)整聚焦 物鏡或有限系光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)部任何一個(gè)元件的位置；亦可以同時(shí)移動(dòng)聚焦物鏡 的位置與有限系光學(xué)系統(tǒng)裕內(nèi)部任何一個(gè)元件的位置。
以下列舉三個(gè)工作范例，說(shuō)明利用本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)組裝校正裝置(如圖 1所示)，其分別微調(diào)此校正裝置的元件，讓監(jiān)視器上記錄或交叉顯示欲調(diào)整 的有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源與外部光源經(jīng)聚焦物鏡所形成的兩個(gè)聚焦光 點(diǎn)，方便調(diào)整欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部任何一個(gè)元件的位置，使該欲 調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)容易調(diào)整到成像的最佳位置。
不失一般性，圖3為本發(fā)明第一工作范例，說(shuō)明光學(xué)系統(tǒng)組裝校正方法 的一個(gè)工作流程圖。第一工作范例中，系可通過(guò)記錄外部光源的平行光束經(jīng) 聚焦物鏡所形成的第一聚焦光點(diǎn)的位置作為參考位置，來(lái)調(diào)整欲調(diào)整的有限 系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部任何一個(gè)元件的位置，達(dá)到欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的成 像位于最佳相對(duì)位置。參考圖3，如步驟201，調(diào)整外部光源所產(chǎn)生的光束 與欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的光軸平行。接著，調(diào)整低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)， 使外部光源的平行光束經(jīng)聚焦物鏡所形成的第一聚焦光點(diǎn)并成像于監(jiān)視器 上，記錄此成像點(diǎn)位置，如步驟302所示。然后，電控系統(tǒng)開(kāi)啟欲調(diào)整的有 限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源，至少調(diào)整低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)或聚焦物鏡于光軸 方向移動(dòng)，使得欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源經(jīng)聚焦物鏡的第二聚焦 光點(diǎn)成像于監(jiān)視器熒幕上，如步驟303所示。最后，調(diào)整欲調(diào)整的有限系光 學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部任何一個(gè)元件的位置，使其成像點(diǎn)與步驟302中所記錄的外部 光源所形成的成像點(diǎn)，位于最佳相對(duì)位置，如步驟304所示。
圖4為本發(fā)明第二工作范例，說(shuō)明光學(xué)系統(tǒng)組裝校正方法的一個(gè)工作流 程圖。第二工作范例中，使用沿光軸擺動(dòng)的聚焦物鏡，讓監(jiān)視器上交叉顯示 欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源與外部光源經(jīng)聚焦物鏡所形成的兩個(gè) 聚焦光點(diǎn)，方便調(diào)整欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部任何一個(gè)元件的位置， 使該欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)容易調(diào)整到成像的最佳位置。參考圖4,如步 驟201，調(diào)整外部光源所產(chǎn)生的光束與欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的光軸平行。 接著，調(diào)整低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)的焦平面，使外部光源的平行光束經(jīng)聚焦物鏡所形成的第一聚焦光點(diǎn)(或欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源經(jīng)聚焦物
鏡所形成的第二聚焦光點(diǎn))成像于監(jiān)視器上，如步驟202所示。然后，電控系 統(tǒng)調(diào)整聚焦物鏡于光軸方向擺動(dòng)，讓監(jiān)視器上交叉顯示欲調(diào)整的有限系光學(xué) 系統(tǒng)的內(nèi)部光源與外部光源經(jīng)聚焦物鏡所形成的兩個(gè)聚焦光點(diǎn)，如步驟403 所示。最后，至少調(diào)整聚焦物鏡或有限系光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)部任何一個(gè)元件的位置， 使待調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)之內(nèi)部光源經(jīng)聚焦物鏡所形成的第二聚焦光點(diǎn) 位于最佳像高位置，如步驟204所示。
圖5為本發(fā)明第三工作范例，說(shuō)明光學(xué)系統(tǒng)組裝校正方法的一個(gè)工作流 程圖。第三工作范例中，使用沿光軸擺動(dòng)的低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)，讓監(jiān)視器 上交叉顯示欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源與外部光源經(jīng)聚焦物鏡所 形成的兩個(gè)聚焦光點(diǎn)，方便調(diào)整欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部任何一個(gè)元 件的位置，使該欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)容易調(diào)整到成像的最佳位置。參考 圖5，同樣的如步驟201，調(diào)整外部光源所產(chǎn)生的光束與欲調(diào)整的有限系光 學(xué)系統(tǒng)的光軸平行。接著，調(diào)整低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)的焦平面，使外部光源 的平行光束經(jīng)聚焦物鏡所形成的第一聚焦光點(diǎn)(或欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng) 的內(nèi)部光源經(jīng)聚焦物鏡所形成的第二聚焦光點(diǎn))成像于監(jiān)視器上，如步驟202 所示。接著，電控系統(tǒng)控制同時(shí)開(kāi)啟外部光源與欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的 內(nèi)部光源，并調(diào)整低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)在光軸方向擺動(dòng)，讓監(jiān)視器上交叉顯 示欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源與外部光源經(jīng)聚焦物鏡所形成的兩 個(gè)聚焦光點(diǎn)，如步驟503所示。最后，至少調(diào)整聚焦物鏡或有限系光學(xué)系統(tǒng) 內(nèi)部任何一個(gè)元件的位置，使待調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源經(jīng)聚焦物 鏡所形成的第二聚焦光點(diǎn)位于最佳像高位置，如步驟204所示。
值得一提的是，由于聚焦物鏡其系統(tǒng)物與像之間存在縱向放大率通常 M<-1，因此當(dāng)調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源時(shí)，其移動(dòng)的相對(duì)距離比經(jīng)聚焦物鏡 所形成的第二聚焦光點(diǎn)大，如此可在內(nèi)部光源側(cè)使用較低調(diào)整精度的設(shè)備， 但是在成像面仍可得到較高的調(diào)整精度。由于外部光源的聚焦光點(diǎn)與聚焦物 鏡移動(dòng)的距離一致；但是欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源經(jīng)聚焦物鏡所 形成的第二聚焦光點(diǎn)，在聚焦物鏡移動(dòng)時(shí)，其聚焦物鏡移動(dòng)距離與第二聚焦 光點(diǎn)移動(dòng)距離并不相同；因此，當(dāng)移動(dòng)聚焦物鏡位置時(shí)可使第一及第二兩個(gè) 聚焦光點(diǎn)位于最佳位置。且有限系光學(xué)系統(tǒng)中，其中包括至少一個(gè)聚焦物鏡，
14而此聚焦物鏡亦可通過(guò)本發(fā)明的校正系統(tǒng)，找出有限系光學(xué)系統(tǒng)的最佳成像 位置。
以上所述僅為發(fā)明的最佳實(shí)施例而已，不能依此限定本發(fā)明實(shí)施的范 圍。即凡依本發(fā)明權(quán)利要求所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明專(zhuān)利涵 蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種光學(xué)系統(tǒng)組裝校正裝置，應(yīng)用于有限系光學(xué)系統(tǒng)中，以使該有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源與聚焦物鏡之間具有最佳成像位置，該裝置包含外部光源；低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)；電控系統(tǒng)；監(jiān)視器；該外部光源產(chǎn)生的光束，進(jìn)入所欲調(diào)整的該有限系光學(xué)系統(tǒng)中，經(jīng)由該聚焦物鏡，形成第一聚焦光點(diǎn)；該電控系統(tǒng)啟動(dòng)欲調(diào)整的該有限系光學(xué)系統(tǒng)的該內(nèi)部光源，讓該內(nèi)部光源的光束經(jīng)由該聚焦物鏡，形成第二聚焦光點(diǎn)；接著，該低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)將該第一聚焦光點(diǎn)與該第二聚焦光點(diǎn)成像放大，并通過(guò)監(jiān)視器監(jiān)看；調(diào)整該聚焦物鏡或該有限系光學(xué)系統(tǒng)的該內(nèi)部光源的任何一個(gè)元件的位置，以得到最佳的成像品質(zhì)。
2、 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)組裝校正裝置，其中該外部光源產(chǎn)生 的光束為平行光。
3、 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)組裝校正裝置，其中該有限系光學(xué)系 統(tǒng)與該低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)之間還包括玻璃蓋板，該玻璃蓋板為與該聚焦物 鏡搭配的補(bǔ)償平板。
4、 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)組裝校正裝置，其中該電控系統(tǒng)可控 制該聚焦物鏡的微調(diào)移動(dòng)、啟動(dòng)該外部光源，亦可提供電源給該低倍率成像 光學(xué)系統(tǒng)。
5、 一種光學(xué)系統(tǒng)組裝校正方法，應(yīng)用于有限系光學(xué)系統(tǒng)中，以使該有 限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源與聚焦物鏡之間具有最佳成像位置，該方法包含下 列步驟a. 調(diào)整外部光源所產(chǎn)生的光束與該有限系光學(xué)系統(tǒng)的光軸平行；b. 調(diào)整低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)的焦平面，使外部光源的平行光束經(jīng)聚焦物 鏡所形成的第一聚焦光點(diǎn)或欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源經(jīng)聚焦物 鏡所形成的第二聚焦光點(diǎn)而成像于監(jiān)視器上；c. 沿著光軸方向至少移動(dòng)該聚焦物鏡與該低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)的任何一 個(gè)元件的位置，讓該外部光源與該有限系光學(xué)系統(tǒng)的該內(nèi)部光源產(chǎn)生的光束，經(jīng)由該聚焦物鏡所形成的第一聚焦光點(diǎn)與第二聚焦光點(diǎn)顯示在監(jiān)視器上；以及d.至少調(diào)整聚焦物鏡或有限系光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)部任何一個(gè)元件的位置，使待 調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源經(jīng)聚焦物鏡所形成的第二聚焦光點(diǎn)位于 最佳像高位置。
6、 如權(quán)利要求5所述的光學(xué)系統(tǒng)組裝校正方法，其中該步驟a中，該 外部光源所產(chǎn)生的光束為平行光束。
7、 如權(quán)利要求5所述的光學(xué)系統(tǒng)組裝校正方法，其中該步驟c中，可 沿著光軸方向移動(dòng)該聚焦物鏡的位置，讓該外部光源與該有限系光學(xué)系統(tǒng)的 該內(nèi)部光源產(chǎn)生的光束，經(jīng)由該聚焦物鏡所形成的該第一聚焦光點(diǎn)與該第二 聚焦光點(diǎn)顯示在該監(jiān)視器上。
8、 如權(quán)利要求5所述的光學(xué)系統(tǒng)組裝校正方法，其中該步驟c中，可 沿著光軸方向移動(dòng)該低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)的位置，讓該外部光源與該有限系 光學(xué)系統(tǒng)的該內(nèi)部光源產(chǎn)生的光束，經(jīng)由該聚焦物鏡所形成的該第一聚焦光 點(diǎn)與該第二聚焦光點(diǎn)顯示在該監(jiān)視器上。
9、 如權(quán)利要求5所述的光學(xué)系統(tǒng)組裝校正方法，其中該步驟c中，可 沿著光軸方向同時(shí)移動(dòng)該低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)的位置，讓該外部光源與該有 限系光學(xué)系統(tǒng)的該內(nèi)部光源產(chǎn)生的光束，經(jīng)由該聚焦物鏡所形成的該第一聚 焦光點(diǎn)與該第二聚焦光點(diǎn)顯示在該監(jiān)視器上。
10、 如權(quán)利要求5所述的光學(xué)系統(tǒng)組裝校正方法，其中該步驟d中，可 調(diào)整該聚焦物鏡的位置，以得到最佳的成像品質(zhì)。
11、 如權(quán)利要求5所述的光學(xué)系統(tǒng)組裝校正方法，其中該步驟d中，可 調(diào)整該有限系光學(xué)系統(tǒng)的該內(nèi)部任何一個(gè)元件的位置，以得到最佳的成像品 質(zhì)。
12、 如權(quán)利要求5所述的光學(xué)系統(tǒng)組裝校正方法，其中該步驟d中，可 同時(shí)調(diào)整該聚焦物鏡與該有限系光學(xué)系統(tǒng)的該內(nèi)部任何一個(gè)元件的位置，以 得到最佳的成像品質(zhì)。
13、 一種光學(xué)系統(tǒng)組裝校正方法，應(yīng)用于有限系光學(xué)系統(tǒng)中，以使該有 限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源與聚焦物鏡之間具有最佳成像位置，該方法包含下 列步驟A. 調(diào)整外部光源所產(chǎn)生的光束與該有限系光學(xué)系統(tǒng)的光軸平行；B. 調(diào)整低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)，使該外部光源的平行光束經(jīng)該聚焦物鏡所 形成的第一聚焦光點(diǎn)并成像于監(jiān)視器上，記錄此成像點(diǎn)位置；C. 電控系統(tǒng)開(kāi)啟欲調(diào)整之有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源,至少調(diào)整低倍率 成像光學(xué)系統(tǒng)或聚焦物鏡于光軸方向移動(dòng)，使得欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的 內(nèi)部光源經(jīng)聚焦物鏡的第二聚焦光點(diǎn)成像于監(jiān)視器熒幕上；以及D. 調(diào)整欲調(diào)整的該有限系光學(xué)系統(tǒng)的該內(nèi)部任何一個(gè)元件的位置，使 其成像點(diǎn)與步驟B中所記錄的該外部光源所形成的成像點(diǎn)，位于最佳相對(duì)位 置。
14、 一種光學(xué)系統(tǒng)組裝校正方法，應(yīng)用于有限系光學(xué)系統(tǒng)中，以使該有 限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源與聚焦物鏡之間具有最佳成像位置，該方法包含下 列步驟(1 ).調(diào)整外部光源所產(chǎn)生的光束與該有限系光學(xué)系統(tǒng)的光軸平行；(2) .調(diào)整低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)的焦平面，使外部光源的平行光束經(jīng)聚 焦物鏡所形成的第一聚焦光點(diǎn)或欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源經(jīng)聚 焦物鏡所形成的第二聚焦光點(diǎn)而成像于監(jiān)視器上；(3) .電控系統(tǒng)調(diào)整聚焦物鏡于光軸方向擺動(dòng)，讓監(jiān)視器上交叉顯示欲 調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源與外部光源經(jīng)聚焦物鏡所形成的兩個(gè)聚 焦光點(diǎn)；以及(4) .至少調(diào)整聚焦物鏡或有限系光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)部任何一個(gè)元件的位置， 使待調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源經(jīng)聚焦物鏡所形成的第二聚焦光點(diǎn) 位于最佳像高位置。
15、 一種光學(xué)系統(tǒng)組裝校正方法，應(yīng)用于有限系光學(xué)系統(tǒng)中，以使該有 限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源與聚焦物鏡之間具有最佳成像位置，該方法包含下 列步驟I. 調(diào)整外部光源所產(chǎn)生的光束與該有限系光學(xué)系統(tǒng)的光軸平行；II. 調(diào)整低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)的焦平面，使外部光源的平行光束經(jīng)聚焦物 鏡所形成的第一聚焦光點(diǎn)或欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源經(jīng)聚焦物 鏡所形成的第二聚焦光點(diǎn)而成像于監(jiān)視器上；ni.電控系統(tǒng)控制同時(shí)開(kāi)啟外部光源與欲調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源，并調(diào)整低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)在光軸方向擺動(dòng)，讓監(jiān)視器上交叉顯示欲 調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源與外部光源經(jīng)聚焦物鏡所形成的兩個(gè)聚 焦光點(diǎn)；以及IV.至少調(diào)整聚焦物鏡或有限系光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)部任何一個(gè)元件的位置，使 待調(diào)整的有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源經(jīng)聚焦物鏡所形成的第二聚焦光點(diǎn)位 于最佳像高位置。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種光學(xué)系統(tǒng)組裝校正裝置與方法。在有限系光學(xué)系統(tǒng)組裝時(shí)，提供一種簡(jiǎn)單而有效的方法，以尋找并調(diào)整出有限系光學(xué)系統(tǒng)德光源與聚焦物鏡之間的最佳成像位置。此裝置包含備有外部光源、低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、以及監(jiān)視器。當(dāng)外部光源所產(chǎn)生的平行光束與待校正有限系光學(xué)系統(tǒng)的光軸平行時(shí)，讓低倍率成像光學(xué)系統(tǒng)能夠同時(shí)呈現(xiàn)待校正有限系光學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)部光源與外部光源所形成的兩個(gè)聚焦光點(diǎn)，最后通過(guò)調(diào)整聚焦物鏡的位置或是調(diào)整有限系光學(xué)系統(tǒng)的光源位置，便可找到待校正有限系光學(xué)系統(tǒng)的最佳像高。本發(fā)明的校正裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、組立容易、組裝精度高、成本低，且可針對(duì)每一個(gè)有限系聚焦物鏡位置作最佳調(diào)整。
文檔編號(hào)G02B27/62GK101587244SQ200810100539
公開(kāi)日2009年11月25日 申請(qǐng)日期2008年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月20日
發(fā)明者盧成志, 楊聰明 申請(qǐng)人:臺(tái)?？萍脊煞萦邢薰?br>