掃描系統的光學設計

Abstract

本論文之目的在於論述（１）微型影像掃描系統的鏡頭設計。（２）雷射掃描共焦顯 微鏡的光學系統設計。 前者，是為了隨身攜帶的微型傳真機而設計的掃描鏡頭（掃描A6尺寸的文件），除了 攜帶方便外，還有高解析度（具１０２４像元的CCD 偵測器）、高視場角、平場效應 等特點。我們自Cooke Triplet 出發，完成幾組鏡頭的設計。 後者，用以觀測線寬微米級或次微米級的圖形。根據Lukosz的理論：解析度可以以視 場角的代價換得。而視場角可以以掃描物件的方式來彌補。採用共焦顯微鏡的安排以 助於深度識別（Depth Discrimination）的提昇，而且物點成像品質正比於物鏡和集 光鏡（Collector ）擴散函數的乘積。我們的系統以He-Ne 雷射為光源，出射後經物 鏡系統到達物體，然後反射通過物鏡至偵測器，經由光電轉換、影像處理，在終端機 成像。物體放置X-Y-Z Table 上進行掃描，我們可以針對不同垂直高度，作水平掃描 以得到不同深度的圖形。 在本文中，完成一高視場角的物鏡設計與一高精密度的雷射掃描共焦顯微鏡系統。前 者，集合了各種像差的考慮；後者，則涵蓋了許多小系統的探討。換言之，在經驗累 積上，前者是點的深入，後者是面的延伸。至於費用的評估，又是設計者所要追尋的 另一項經驗。