錐光鏡頭±4°—±80°是一種將入射光線角度轉(zhuǎn)換為圖像傳感器上的位置的鏡頭。我們提供半角為 4°、45°、60°和 80°的幾種常用錐光鏡頭。與標(biāo)準(zhǔn) 2.3 MP 相機(jī)匹配時(shí)，每個(gè)像素分別代表 0.007°、0.075°、0.1° 或 0.13°的角度。

錐光鏡頭±4°—±80°Cono60°XR 

Cono60°XR 設(shè)計(jì)用于測(cè)試直徑小于 1.5 mm的平板顯示器 （FPD） 或光源。憑借寬視場(chǎng) （FOV），Cono60°XR 能夠在相機(jī)的單幀中捕捉來(lái)自光源的 120° 以上光線的角度分布。這允許非?？焖俚乇碚鞅粶y(cè)光源。Cono60°XR 還設(shè)計(jì)了 405nm 至 780nm 的擴(kuò)展波長(zhǎng)范圍，使其適用于許多不同的應(yīng)用。

錐鏡選項(xiàng)

除了相機(jī)型號(hào)和鏡頭的半角外，我們還為錐光鏡提供了多種選擇。我們所有的錐光鏡都可以提供適合您需求的光源。透射光源和反射光源均可用。我們還可以提供安裝支架，以便輕松地將我們的鏡頭安裝到您的設(shè)備上。如果您希望錐光鏡成為獨(dú)立儀器，我們可以提供一個(gè)帶有手動(dòng)或電動(dòng)控制的安裝平臺(tái)，用于相對(duì)于鏡頭的樣品定位。

錐光鏡頭的工作原理

錐光鏡鏡頭由前端鏡頭和后端鏡頭組成。前端鏡頭以任何給定角度獲取從源發(fā)出的所有光線，并將它們聚焦到中間圖像平面上的一個(gè)點(diǎn)。后端鏡頭只需以適當(dāng)?shù)拇笮『臀恢弥谱髦虚g圖像的較小副本，以便圖像傳感器進(jìn)行捕獲。

錐光鏡中的Di一組透鏡元件包括一個(gè)外光瞳，并將入射光的角度映射到內(nèi)部像平面上的線性距離上。換句話說(shuō)，隨著光線與鏡頭光軸之間的角度增加，從光軸到光線與像平面相交點(diǎn)的距離也會(huì)增加。將入射角度加倍也會(huì)使從軸到交點(diǎn)的距離加倍，這稱(chēng)為圖像高度。 

通常，zui大光線角度的圖像高度太大，無(wú)法容納經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的圖像傳感器，這需要減小圖像的大小。這就是錐光鏡的第二個(gè)鏡頭組的主要功能。第二組可消除Di一組留下的殘余圖像誤差，如果Di一組前面沒(méi)有物理光圈，則還可以包括鏡頭的光圈光闌。

前端鏡頭

以給定角度前進(jìn)的一組光線也可以稱(chēng)為準(zhǔn)直光束。前端鏡頭可以被認(rèn)為是傅里葉變換鏡頭，中間像平面可以被認(rèn)為是傅里葉平面。也可以將前端鏡頭（或整個(gè)錐光鏡頭）視為 F-Theta 鏡頭。

前端鏡頭設(shè)計(jì)中的一個(gè)主要挑戰(zhàn)是它們必須執(zhí)行精確的角度到位置映射。更具體地說(shuō)，從光軸到光線以給定角度進(jìn)入鏡頭的點(diǎn)的距離必須與該角度線性增加。例如，如果以 10° 進(jìn)入鏡頭的光線在距光軸 10 mm 處聚焦，則以 20° 進(jìn)入的光線必須在距光軸 20 mm 處聚焦。

另一個(gè)需要注意的重要事項(xiàng)是，光束在每個(gè)角度的中心光線都平行于中間像平面附近的光軸。光束的中心光線稱(chēng)為主光線。當(dāng)來(lái)自所有角度的主光線平行時(shí)，我們有一個(gè)稱(chēng)為遠(yuǎn)心度的條件；可以說(shuō)該鏡頭是遠(yuǎn)心鏡頭。雖然錐光鏡不需要遠(yuǎn)心度，但在將鏡頭變成散射計(jì)時(shí)非常有用。

后端鏡頭

錐光鏡頭的后端鏡頭只是將中間圖像平面重新成像到相機(jī)的 ccd 或 cmos 傳感器上。設(shè)計(jì)這些鏡頭的挑戰(zhàn)在于，減小圖像的尺寸以匹配傳感器的尺寸以將 f/# 降低相同的系數(shù)。例如，如果中間圖像的直徑為 50 毫米，而圖像傳感器的直徑為 5 毫米，則我們的放大倍率為 0.1 倍。如果中間像平面上的光束為 f/10，則意味著相機(jī)上的光束為 f/10 * 0.1 = f/1！如果您曾經(jīng)為您的相機(jī)查看過(guò) f/1 鏡頭的價(jià)格，您就會(huì)知道它們很貴。如果圖像傳感器更大，鏡頭設(shè)計(jì)工作會(huì)變得更容易，鏡頭成本也會(huì)降低，但圖像傳感器的價(jià)格會(huì)隨著尺寸的增加而迅速上漲，因此設(shè)計(jì)師必須仔細(xì)權(quán)衡圖像尺寸與 f/#。這假定中間圖像大小是固定的。

為什么中間圖像大小是固定的？為什么不直接讓前端鏡頭更小呢？好問(wèn)題！如果我們簡(jiǎn)單地縮小前端鏡頭，中間圖像也會(huì)縮小。但是樣本的大小呢？如果它也縮小了，一切都很好。然而，對(duì)于我們的大多數(shù)錐光鏡鏡頭，這個(gè)瞳孔的直徑只有 1-2 毫米，使鏡頭能夠在大約 f/12 下工作。將鏡片縮小 2 倍將使樣品尺寸縮小到 0.5-1 毫米。這已經(jīng)變得非常小了！那么為什么不保持樣品大小不變呢？樣品位于前端鏡片的瞳孔處，因此樣品的大小就是瞳孔的大小。

前端鏡頭形成一個(gè)非常廣角的鏡頭，它們必須以相當(dāng)慢的 f/# 才能產(chǎn)生相當(dāng)清晰的圖像。使用原始的 1-2 毫米樣品尺寸和原始尺寸的鏡頭，前端鏡頭工作在 f/12。在不改變樣品尺寸的情況下將鏡頭尺寸減半會(huì)將 f/# 減小到 f/6。這將導(dǎo)致中間圖像平面上的圖像更模糊（因此角度分辨率較低），更不用說(shuō)降低后端鏡頭的 f/#。所以簡(jiǎn)短的回答是，我們不能減少鏡頭尺寸，因?yàn)榇蠖鄶?shù)客戶(hù)不想減少樣品尺寸。

孔徑光闌

關(guān)于錐光鏡頭的zui后一個(gè)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)是后端鏡頭的孔徑光闌是樣品的圖像。在上圖中，圖像一點(diǎn)也不清晰，所以這并不明顯。在雜散光抑制很重要的錐光鏡中，或者客戶(hù)希望能夠通過(guò)在孔徑光闌處放置光圈來(lái)調(diào)整樣品大小，此圖像必須清晰。在其他情況下，讓圖像保持模糊是經(jīng)濟(jì)高效的。我們以?xún)煞N方式設(shè)計(jì)了錐光鏡。