检测成像系统

技术领域

本发明涉及检测成像技术领域，特别是涉及一种检测成像系统。

背景技术

随着半导体行业及工业测量行业的发展，工业连续变倍检测系统对放大率及分辨率的要求也在不断提高。由于在通过高放大率、高分辨率来提高测量精度的同时，可观察样品高度和深度的变化范围通常较大，因此急需一种能够满足放大倍率高、测试分辨率高、深样品及高样品检测精度高的检测系统。

然而，现有的检测系统在满足高分辨率和高放大率的条件下，就难以做到较高的相对照度，导致该系统的外视场成像效果较差，甚至出现暗角问题。

发明内容

本发明的一个优势在于提供一种检测成像系统，其能够在实现高分辨率、高放大率的同时，保证较高的相对照度和测试精度。

本发明的另一个优势在于提供一种检测成像系统，其中，在本发明的一个实施例中，所述检测成像系统能够在较高相对照度下清晰地观测较深或较高的目标物。

本发明的另一个优势在于提供一种检测成像系统，其中，在本发明的一个实施例中，所述检测成像系统能够通过更换接收单元或管镜单元来更改成像倍率及物像方的焦深及分辨率。

本发明的另一个优势在于提供一种检测成像系统，其中为了达到上述目的，在本发明中不需要采用复杂的系统。因此，本发明成功和有效地提供一种解决方案，不只提供一种简单的检测成像系统，同时还增加了所述检测成像系统的实用性和可靠性。

为了实现本发明的上述至少一个优势或其他优点和目的，本发明提供了一种检测成像系统，包括：

接收单元；

管镜单元；以及

变焦单元，所述变焦单元被设置于所述接收单元和所述管镜单元之间的光路中，并且所述变焦单元包括邻近所述接收单元且被固定设置的前固定组、邻近所述管镜单元且被固定设置的后固定组以及被可移动地设置在所述前固定组和所述后固定组之间光路中的运动镜组，所述前固定组的入瞳位于所述接收单元的后焦位置处。

在本申请的一个实施例中，所述运动镜组沿光轴方向自物侧至像侧依次包括变倍体组和补偿组，所述变倍体组和所述补偿组可轴向移动地布置于所述前固定组和所述后固定组之间的光路中。

在本申请的一个实施例中，所述检测成像系统进一步包括至少一个光阑，所述光阑被设置于所述接收单元的后焦位置处，和/或所述光阑被设置于所述变焦单元中所述前固定组的物侧第一镜片和所述后固定组的物侧第一镜片之间的光路中。

在本申请的一个实施例中，所述前固定组和所述后固定组分别包括至少一个正光焦度镜片，所述正光焦度镜片为单片透镜或胶合镜组。

在本申请的一个实施例中，所述前固定组和所述后固定组至少包括一个胶合透镜。

在本申请的一个实施例中，所述运动镜组中的所述变倍体组和所述补偿组分别至少包括一个正光焦度镜片或一个负光焦度镜片，所述正光焦度镜片或所述负光焦度镜片为单片透镜或胶合镜组。

在本申请的一个实施例中，所述变倍体组和所述补偿组至少包括一个负光焦度镜片，所述负光焦度镜片为单片透镜或胶合镜组。

在本申请的一个实施例中，所述后固定组的镜片口径与所述前固定组的镜片口径之间的比值大于1。

在本申请的一个实施例中，所述前固定组的物侧第一镜片的口径与所述接收单元的像侧第一镜片的口径之间的比值大于等于0.5。

在本申请的一个实施例中，所述变焦单元的光学长度L与所述后固定组的光学长度L

在本申请的一个实施例中，所述变焦单元中绝对曲率半径值最小的镜片表面位于所述前固定组、所述变倍体组以及所述补偿组中的一个。

在本申请的一个实施例中，所述后固定组具有至少一个弯向像侧的镜片表面。

在本申请的一个实施例中，所述变焦单元至少包括一个阿贝数大于35的镜片。

在本申请的一个实施例中，所述接收单元自物侧至像侧依次包括第一物镜部分、第二物镜部分以及第三物镜部分，所述第一物镜部分和所述第三物镜部分分别至少包括一个正光焦度镜片，所述第二物镜部分至少包括一个负光焦度镜片，并且所述正光焦度镜片或所述负光焦度镜片为单片透镜和胶合透镜中的一种。

在本申请的一个实施例中，所述第一物镜部分的总体光焦度为正，所述第二物镜部分的总体光焦度为负。

在本申请的一个实施例中，所述第三物镜部分具有至少一个弯向物侧的镜片表面。

在本申请的一个实施例中，所述第一物镜部分或所述第二物镜部分至少包括一个阿贝数大于35的镜片。

在本申请的一个实施例中，所述第二物镜部分或所述第三物镜部分至少包括一个阿贝数小于60的镜片。

在本申请的一个实施例中，所述接收单元中绝对曲率半径最小的镜片表面位于所述第二物镜部分或所述第三物镜部分。

在本申请的一个实施例中，所述第二物镜部分的物侧表面到物面的距离d

在本申请的一个实施例中，所述接收单元的光学总长大于40mm。

在本申请的一个实施例中，所述接收单元的工作距离WD与所述接收单元的光学总长TTL之间满足关系式：0＜WD/TTL＜0.9。

在本申请的一个实施例中，所述接收单元中物侧第一镜片的厚度与物侧第一镜片的口径之间的比值不小于0.1。

在本申请的一个实施例中，所述接收单元至少包括一个胶合镜组。

在本申请的一个实施例中，所述接收单元中物侧第一镜片的物侧表面的绝对曲率半径大于等于所述接收单元的工作距离。

在本申请的一个实施例中，所述接收单元中物侧第一镜片的像侧表面的绝对曲率半径大于等于所述接收单元的等效焦距。

在本申请的一个实施例中，所述管镜单元自物侧至像侧依次包括第一管镜部分和第二管镜部分，所述第一管镜部分至少包括一个正光焦度镜片，并且所述第二管镜部分至少包括一个弯向像侧的镜片表面。

在本申请的一个实施例中，所述管镜单元的总体光焦度为正。

在本申请的一个实施例中，所述管镜单元至少包括一个胶合镜组。

在本申请的一个实施例中，所述管镜单元至少包括一个阿贝数小于80的镜片。

综上，在本申请的检测成像系统中，当沿光轴方向移动所述变倍体组和所述补偿组进行变倍调焦时，本申请的检测成像系统的相对照度不会降低；也就是说，本申请的检测成像系统能够在实现高分辨率、高放大率的同时，保持较高的相对照度和测试精度。与此同时，本申请的变焦单元包括至少两个动组，即包括至少一个变倍体组和至少一个补偿组，有利于实现光学共轭的变焦成像。

此外，本申请的检测成像系统中的接收单元、管镜单元以及变焦单元可以分别作为单独替换部分进行替换，也就是说，接收单元的功能是接收物方成像信息，变焦单元的功能是改变成像倍率，管镜单元的功能是将图像呈现于像面，各个部分的功能不同，各司其职，可以被单独替换。

附图说明

图1是根据本申请的一个实施例的检测成像系统的示例一；

图2示出了根据本申请的示例一的检测成像系统中接收单元的结构示意图；

图3示出了根据本申请的示例一的检测成像系统中管镜单元的结构示意图；

图4A至图4E依次示出了根据本申请的示例一的检测成像系统中变焦单元在第一组态至第五组态的结构示意图；

图5A至图5C依次示出了根据本申请的示例一的检测成像系统在高倍、中倍以及低倍下的横向像差示意图；

图6A至图6C依次示出了根据本申请的示例一的检测成像系统在高倍、中倍以及低倍下的点列像差示意图；

图7A至图7C依次示出了根据本申请的示例一的检测成像系统在高倍、中倍以及低倍下的相对照度示意图；

图8示出了根据本申请的示例二的检测成像系统中接收单元的结构示意图；

图9A至图9C依次示出了根据本申请的示例二的检测成像系统在高倍、中倍以及低倍下的横向像差示意图；

图10A至图10C依次示出了根据本申请的示例二的检测成像系统在高倍、中倍以及低倍下的点列像差示意图；

图11A至图11C依次示出了根据本申请的示例二的检测成像系统在高倍、中倍以及低倍下的相对照度示意图；

图12示出了根据本申请的示例三的检测成像系统中接收单元的结构示意图；

图13示出了根据本申请的示例三的检测成像系统中管镜单元的结构示意图；

图14A至图14D依次示出了根据本申请的示例三的检测成像系统中变焦单元在第一组态至第四组态的结构示意图；

图15A至图15C依次示出了根据本申请的示例三的检测成像系统在高倍、中倍以及低倍下的横向像差示意图；

图16A至图16C依次示出了根据本申请的示例三的检测成像系统在高倍、中倍以及低倍下的点列像差示意图；

图17A至图17C依次示出了根据本申请的示例三的检测成像系统在高倍、中倍以及低倍下的相对照度示意图；

图18示出了根据本申请的示例四的检测成像系统中管镜单元的结构示意图；

图19A至图19D依次示出了根据本申请的示例四的检测成像系统中变焦单元在第一组态至第四组态的结构示意图；

图20A至图20C依次示出了根据本申请的示例三的检测成像系统在高倍、中倍以及低倍下的横向像差示意图；

图21A至图21C依次示出了根据本申请的示例三的检测成像系统在高倍、中倍以及低倍下的点列像差示意图；

图22A至图22C依次示出了根据本申请的示例三的检测成像系统在高倍、中倍以及低倍下的相对照度示意图；

图23A至图23G依次示出了根据本申请的示例五的检测成像系统中变焦单元在第一组态至第七组态的结构示意图。

主要元件符号说明：10、接收单元；11、第一物镜部分；12、第二物镜部分；13、第三物镜部分；20、管镜单元；21、第一管镜部分；22、第二管镜部分；30、变焦单元；31、前固定组；32、后固定组；33、运动镜组；331、变倍体组；332、补偿组；40、光阑。

以上主要元件符号说明结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，权利要求和说明书中术语“一”应理解为“一个或多个”，即在一个实施例，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个。除非在本发明的揭露中明确示意该元件的数量只有一个，否则术语“一”并不能理解为唯一或单一，术语“一”不能理解为对数量的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，属于“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或者一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

考虑到现有的检测系统在满足高分辨率和高放大率的条件下，就难以做到较高的相对照度，导致该系统的外视场成像效果较差，甚至出现暗角问题。本申请提供了一种检测成像系统，其能够在实现高分辨率、高放大率的同时，保证较高的相对照度和测试精度。

具体地，参考本申请的说明书附图之图1，根据本申请的一个实施例提供了一种检测成像系统，其可以包括接收单元10、管镜单元20以及变焦单元30。该变焦单元30被设置于该接收单元10和该管镜单元20之间的光路中，并且该变焦单元30包括邻近该接收单元10且被固定地设置的前固定组31、邻近该管镜单元20且被固定地设置的后固定组32以及被可移动地设置在该前固定组31和该后固定组32之间光路中的运动镜组33，该前固定组31的入瞳位于该接收单元10的后焦位置处。

更具体地，如图1所示，该运动镜组33沿光轴方向自物侧至像侧依次包括变倍体组331和补偿组332，该变倍体组331和该补偿组332可轴向移动地布置于该前固定组31和该后固定组32之间的光路中，以便通过沿光轴方向移动该变倍体组331和该补偿组332来调控该变倍体组331和该补偿组332之间的轴向间距、该变倍体组331与该前固定组31之间的轴向间距以及该补偿组332与该后固定组32之间的轴向间距，从而实现10X变倍比的成像效果。

值得注意的是，由于本申请的变焦单元30中前固定组31的入瞳位于该接收单元10的后焦位置处，因此在沿光轴方向移动该变倍体组331和该补偿组332进行变倍调焦的过程中，本申请的检测成像系统的相对照度不会降低；也就是说，本申请的检测成像系统能够在实现高分辨率、高放大率的同时，保持较高的相对照度和测试精度。与此同时，本申请的变焦单元30包括至少两个动组，即包括至少一个变倍体组331和至少一个补偿组332，有利于实现光学共轭的变焦成像。

此外，本申请的检测成像系统中的接收单元10、管镜单元20以及变焦单元30可以分别作为单独替换部分进行替换，也就是说，接收单元10的功能是接收物方成像信息，变焦单元30的功能是改变成像倍率，管镜单元20的功能是将图像呈现于像面，各个部分的功能不同，各司其职，可以被单独替换。

示例性地，如图1所示，本申请的检测成像系统可以进一步包括至少一个光阑40，该光阑40被设置于该变焦单元30中该前固定组31的物侧第一镜片和该后固定组32的物侧第一镜片之间的光路中，以起到防止相对照度变差的效果。

值得注意的是，在本申请的其他示例中，该光阑40也可以被设置于该接收单元10的后焦位置处，仍能够起到防止相对照度变差的效果。可以理解的是，该光阑40的数量可以是两个，分别被设置于该变焦单元30之内和该接收单元10的后焦位置处，本申请对此不再赘述。

根据本申请的上述实施例，本申请的变焦单元30的前固定组31包括至少一个正光焦度镜片，并且该正光焦度镜片可以是单片透镜或胶合镜组；也就是说，本申请的检测成像系统中的变倍体组331和接收单元10之间包括至少一个正光焦度镜片，并且该正光焦度镜片可以是单片透镜，也可以是胶合镜组，有利于变焦单元30矫正轴向色差。

可选地，本申请的变倍体组331可以至少包括一个正光焦度镜片或一个负光焦度镜片，并且该正光焦度镜片或该负光焦度镜片可以是单片透镜，也可以是胶合镜组，有利于实现光学共轭的变焦成像。

当然，本申请的补偿组332也可以至少包括一个正光焦度镜片或一个负光焦度镜片，并且该正光焦度镜片或该负光焦度镜片可以是单片透镜，也可以是胶合镜组，也有利于实现光学共轭的变焦成像。

优选地，本申请的变倍体组331和补偿组332至少包括一个负光焦度镜片，并且该负光焦度镜片可以是单片透镜，也可以是胶合镜组，有利于在变焦过程中进行色差矫正。

可选地，本申请的后固定组32可以至少包括一个正光焦度镜片，并且该正光焦度镜片可以被实施为单片透镜，也可以被实施为胶合镜组，有利于变焦倍率的色差矫正。

可选地，本申请的前固定组31或后固定组32至少包括一个胶合镜组，用于矫正色差，有利于变焦系统的轴向色差矫正。

可选地，该后固定组32的镜片口径与该前固定组31的镜片口径之间的比值大于1，有利于实现变焦单元30的光学总长(即变焦系统总长)的压缩，及变倍体组331和补偿组332的口径降低，提高光学系统工艺的稳定性。

可选地，该前固定组31的物侧第一镜片的口径与该接收单元10的像侧第一镜片的口径之间的比值大于等于0.5，有利于单独矫正变焦单元30和接收单元10的像差，实现接收单元10和变焦单元30的单独替换效果。

可选地，该变焦单元30的光学长度L与该后固定组32的光学长度L

可选地，该变焦单元30中绝对曲率半径值(即曲率半径R的绝对值)最小的镜片表面可以位于前固定组31、变倍体组331以及补偿组332中的一个，有利于在提高相对照度的同时，尽量压低光线高度。

可选地，本申请的后固定组32具有至少一个弯向物侧的镜片表面，也就是说，该后固定组32中的至少一个镜片表面弯向物侧，有利于矫正倍率色差。

可选地，本申请的变焦单元30至少包括一个阿贝数大于35的镜片，也就是说，该变焦单元30中至少一个镜片的阿贝数大于35，即Vd＞35，有利于矫正变焦单元30的轴向色差。

根据本申请的上述实施例，如图1所示，本申请的接收单元10可以自物侧至像侧依次包括第一物镜部分11、第二物镜部分12以及第三物镜部分13，该第一物镜部分11和该第三物镜部分13均至少包括一个正光焦度镜片，该第二物镜部分12至少包括一个负光焦度镜片，并且该正光焦度镜片或该负光焦度镜片可以是单片透镜，也可以是胶合镜组，有利于实现接收单元10的平场成像。

可选地，该第一物镜部分11的总体光焦度为正，该第二物镜部分12的总体光焦度为负，该第三物镜部分13的总体光焦度既可以为正，也可以为负，以形成“正负X”的光焦度分布系统，以便满足外视场的成像要求，有利于接收单元10更好地实现平场成像。

可选地，该接收单元10的光学总长TTL大于40mm，即TTL＞40mm，以便通过光学总长来优化接收单元10的色差、球差以及平场性能，使得接收单元10实现高成像品质。

可选地，本申请的接收单元10的工作距离WD与接收单元10的光学总长TTL之间满足关系式：0＜WD/TTL＜0.9，有利于更好地矫正成像质量，同时保证具有足够的工作距离以便用于检测。

可选地，本申请的接收单元10中物侧第一镜片的厚度t

值得注意的是，本申请的接收单元10可以至少包括一个胶合镜组，用于矫正色差。此外，本申请的接收单元10中第三物镜部分13可以具有至少一个弯向物侧的镜片表面，有利于矫正场曲。

可选地，本申请的接收单元10中第一物镜部分11或第二物镜部分12至少包括一个阿贝数大于35的镜片，也就是说，该第一物镜部分11或该第二物镜部分12中至少一个镜片的阿贝数大于35，即Vd＞35，有利于矫正接收单元10的轴向色差。

可选地，本申请的接收单元10中第二物镜部分12或第三物镜部分13至少包括一个阿贝数小于60的镜片，即Vd＜60，有利于矫正接收单元10的倍率色差。

可选地，本申请的接收单元10中绝对曲率半径值最小的镜片表面可以位于该第二物镜部分12或该第三物镜部分13，有利于接收单元10实现平场成像。

可选地，本申请的接收单元10中物侧第一镜片的物侧表面的绝对曲率半径|R

可选地，本申请的接收单元10中物侧第一镜片的像侧表面的绝对曲率半径|R

可选地，本申请的接收单元10中第二物镜部分12的物侧表面到物面的距离d

根据本申请的上述实施例，如图1所示，本申请的管镜单元20可以自物侧至像侧依次包括第一管镜部分21和第二管镜部分22，该第一管镜部分21至少包括一个正光焦度镜片，并且该第二管镜部分22至少具有一个弯向像侧的镜片表面，有利于矫正场曲。可以理解的是，本申请的第一管镜部分21中的正光焦度镜片可以是单片透镜，也可以是胶合镜组。

可选地，本申请的管镜单元20的总体光焦度为正，以形成整体为正光焦度的管镜系统。

可选地，本申请的管镜单元20至少包括一个胶合镜组，用于矫正轴向色差。

可选地，本申请的管镜单元20至少包括一个阿贝数小于80的镜片，有利于矫正管镜单元20的平场性能。

下面参照附图进一步描述可适用于上述实施方式的检测成像系统的具体面型、参数的示例。

示例一

以下参照图1至图7C描述根据本申请的示例一的检测成像系统，其光谱范围为可见光。具体地，如图2所示，该接收单元10中的第一物镜部分11为一个单片透镜，其自物侧至像侧依次具有镜片表面S1和S2；该接收单元10中的第二物镜部分12为一个胶合镜组，其自物侧至像侧依次具有镜片表面S3至S5；该接收单元10中的第三物镜部分13由一个胶合镜组和一个单片透镜组成，其自物侧至像侧依次具有镜片表面S6至S10。更具体地，本申请的示例一中接收单元10的基本光学参数如下表1所示。可以理解的是，以下各表中：半径指的是当前镜片表面的曲率半径，厚度指的是当前镜面表面到下一镜片表面的轴上距离，例如镜片表面S1的厚度指的是S1到S2距离，其可以是介质或镜片的轴上厚度，也可以是表面之间的轴上空气间隙，本申请对此不再赘述。

表1：示例一的接收单元的基本光学参数表

此外，在本申请的示例一中，如图3所示，该管镜单元20中的第一管镜部分21由一个单片透镜和一个胶合镜组组成，其自物侧至像侧依次具有镜片表面S1至S5；该管镜单元20中的第二管镜部分22由两个单片透镜组成，其自物侧至像侧依次具有镜片表面S6至S9。更具体地，本申请的示例一中管镜单元20的基本光学参数如下表2所示。

表2：示例一的管镜单元的基本光学参数表

值得注意的是，由于本申请的变焦单元30在变焦的过程中会处于不同的组态，即该变焦单元30在不同组态下会具有不同的变焦倍率，因此为了更清楚地阐明变焦单元30的特征，本申请以图4A示出了示例一的变焦单元在第一组态下的结构示意图，图4B示出了示例一的变焦单元在第二组态下的结构示意图，图4C示出了示例一的变焦单元在第三组态下的结构示意图，图4D示出了示例一的变焦单元在第四组态下的结构示意图，图4E示出了示例一的变焦单元在第五组态下的结构示意图。

示例性地，如图4A至图4E所示，在处于第一至第五组态的变焦单元30中：该前固定组31由两个单片透镜和一个胶合镜组组成，其自物侧至像侧依次具有镜片表面S1至S7；该变倍体组331由一个胶合镜组组成，其自物侧至像侧依次具有镜片表面S8至S10；该补偿组332由一个胶合镜组组成，其自物侧至像侧依次具有镜片表面S11至S13；该后固定组32由一个胶合镜组组成，其自物侧至像侧依次具有镜片表面S14至S16。具体地，本申请的示例一中变焦单元30的光学参数如下表3和表4所示。可以理解的是，本申请所提及的半径为Infinity指的是当前镜片表面为平面。

表3：示例一的变焦单元的基本光学参数表

表4：示例一的变焦单元在不同组态下的可变光学参数表

经过仿真测试：示例一的检测成像系统分别在高倍、中倍以及低倍下的横向像差图依次如图5A、图5B以及图5C所示，图中横坐标PY、PX分别代表归一化入瞳尺寸，纵坐标代表横向像差，Y方向为子午方向，X方向为弧矢方向；示例一的检测成像系统分别在高倍、中倍以及低倍下的点列(spot)像差图如图6A、图6B以及图6C所示，图6A和图6C中的标尺为100um，图6B中的标尺为40um；示例一的检测成像系统分别在高倍、中倍以及低倍下的相对照度如图7A、图7B以及图7C所示，由图易知示例一的检测成像系统的相对照度均能够达到90％以上。

示例二

以下参照图8至图11C描述根据本申请的示例二的检测成像系统，其光谱范围为可见光。相比于上述示例一，根据本申请的示例二的检测成像系统的不同之处在于：如图8所示，该接收单元10中的第一物镜部分11由两个单片透镜和三个胶合镜组组成，其自物侧至像侧依次具有镜片表面S1至S14；该接收单元10中的第二物镜部分12为一个胶合镜组，其自物侧至像侧依次具有镜片表面S15至S17；该接收单元10中的第三物镜部分13为一个胶合镜组，其自物侧至像侧依次具有镜片表面S18至S20。更具体地，本申请的示例二中接收单元10的基本光学参数如下表5所示。可以理解的是，根据本申请的示例二的检测成像系统与上述示例一的检测成像系统中的管镜单元和变焦单元完全相同，本申请对此不再赘述。

表5：示例二的接收单元的基本光学参数表

经过仿真测试：示例二的检测成像系统分别在高倍、中倍以及低倍下的横向像差图依次如图9A、图9B以及图9C所示，图中横坐标PY、PX分别代表归一化入瞳尺寸，纵坐标代表横向像差，Y方向为子午方向，X方向为弧矢方向；示例二的检测成像系统分别在高倍、中倍以及低倍下的spot像差图如图10A、图10B以及图10C所示，图10A和图10C中的标尺为100um，图10B中的标尺为40um；示例二的检测成像系统分别在高倍、中倍以及低倍下的相对照度如图11A、图11B以及图11C所示，由图易知示例二的检测成像系统的相对照度也能够达到90％以上。

示例三

以下参照图12至图17C描述根据本申请的示例三的检测成像系统，其光谱范围为可见光。具体地，在本申请的示例三中：如图12所示，接收单元10中的第一物镜部分11由一个单片透镜和三个胶合镜组组成，其自物侧至像侧依次具有镜片表面S1至S11；该接收单元10中的第二物镜部分12为一个胶合镜组，其自物侧至像侧依次具有镜片表面S12至S14；该接收单元10中的第三物镜部分13为一个胶合镜组，其自物侧至像侧依次具有镜片表面S15至S17。更具体地，本申请的示例三中接收单元10的基本光学参数如下表6所示。

表6：示例三的接收单元的基本光学参数表

此外，在本申请的示例三中，如图13所示，该管镜单元20中的第一管镜部分21为一个胶合镜组，其自物侧至像侧依次具有镜片表面S1至S3；该管镜单元20中的第二管镜部分22为一个胶合镜组，其自物侧至像侧依次具有镜片表面S4至S6。更具体地，本申请的示例三中管镜单元20的基本光学参数如下表7所示。

表7：示例三的管镜单元的基本光学参数表

值得注意的是，本申请以图14A示出了示例三的变焦单元在第一组态下的结构示意图，图14B示出了示例三的变焦单元在第二组态下的结构示意图，图14C示出了示例三的变焦单元在第三组态下的结构示意图，图14D示出了示例三的变焦单元在第四组态下的结构示意图。

示例性地，如图14A至图14D所示，在处于第一至第四组态的变焦单元30中：该前固定组31由一个胶合镜组和一个单片透镜组成，其自物侧至像侧依次具有镜片表面S1至S5；该变倍体组331为一个胶合镜组，其自物侧至像侧依次具有镜片表面S6至S8；该补偿组332为一个胶合镜组，其自物侧至像侧依次具有镜片表面S9至S12；该后固定组32由一个单片透镜和一个胶合镜组组成，其自物侧至像侧依次具有镜片表面S13至S17。具体地，本申请的示例三中变焦单元30的光学参数如下表8和表9所示。

表8：示例三的变焦单元的基本光学参数表

表9：示例三的变焦单元在不同组态下的可变光学参数表

经过仿真测试：示例三的检测成像系统分别在高倍、中倍以及低倍下的横向像差图依次如图15A、图15B以及图15C所示，图中横坐标PY、PX分别代表归一化入瞳尺寸，纵坐标代表横向像差，Y方向为子午方向，X方向为弧矢方向；示例三的检测成像系统分别在高倍、中倍以及低倍下的spot像差图如图16A、图16B以及图16C所示，图16A和图16C中的标尺为200um，图16B中的标尺为100um；示例三的检测成像系统分别在高倍、中倍以及低倍下的相对照度如图17A、图17B以及图17C所示，由图易知示例三的检测成像系统的相对照度均能够达到75％以上。

示例四

以下参照图18至图22C描述根据本申请的示例四的检测成像系统，其光谱范围为可见光。相比于上述示例二，根据本申请的示例四的检测成像系统中的接收单元完全一致，不同之处在于：如图18所示，该管镜单元20中的第一管镜部分21为一个胶合镜组，其自物侧至像侧依次具有镜片表面S1至S3；该管镜单元20中的第二管镜部分22由两个单片透镜组成，其自物侧至像侧依次具有镜片表面S4至S7。更具体地，本申请的示例四中管镜单元20的基本光学参数如下表10所示。

表10：示例四的管镜单元的基本光学参数表

此外，本申请以图19A示出了示例四的变焦单元在第一组态下的结构示意图，图19B示出了示例四的变焦单元在第二组态下的结构示意图，图19C示出了示例四的变焦单元在第三组态下的结构示意图，图19D示出了示例四的变焦单元在第四组态下的结构示意图。

示例性地，如图19A至图19D所示，在处于第一至第四组态的变焦单元30中：该前固定组31由三个单片透镜和一个胶合镜组组成，其自物侧至像侧依次具有镜片表面S1至S9；该变倍体组331为一个胶合镜组，其自物侧至像侧依次具有镜片表面S10至S12；该补偿组332为一个胶合镜组，其自物侧至像侧依次具有镜片表面S13至S15；该后固定组32为一个胶合镜组，其自物侧至像侧依次具有镜片表面S16至S18。具体地，本申请的示例四中变焦单元30的光学参数如下表11和表12所示。

表11：示例四的变焦单元的基本光学参数表

表12：示例四的变焦单元在不同组态下的可变光学参数表

经过仿真测试：示例四的检测成像系统分别在高倍、中倍以及低倍下的横向像差图依次如图20A、图20B以及图20C所示，图中横坐标PY、PX分别代表归一化入瞳尺寸，纵坐标代表横向像差，Y方向为子午方向，X方向为弧矢方向；示例四的检测成像系统分别在高倍、中倍以及低倍下的spot像差图如图21A、图21B以及图21C所示，图21A至图21C中的标尺均为200um；示例四的检测成像系统分别在高倍、中倍以及低倍下的相对照度如图22A、图22B以及图22C所示，由图易知示例四的检测成像系统的相对照度均能够达到90％以上。

示例五

根据本申请的上述实施例的变焦单元30的设计特征，变焦单元30的运动组件可以但不限于两组，以下参照图23A至图23G描述根据本申请的示例五的检测成像系统，其可以包括三组运动组件，即除了包括一个变倍体组331和一个补偿组332之外，还可以包括另一个补偿组332。相比于上述各种示例，根据本申请的示例五的检测成像系统中的接收单元和管镜单元均相同，不同之处在于：该变焦单元30中运动镜组33由一个变倍体组331和两个补偿组332组成，以图23A示出了示例五的变焦单元在第一组态下的结构示意图，图23B示出了示例五的变焦单元在第二组态下的结构示意图，图23C示出了示例五的变焦单元在第三组态下的结构示意图，图23D示出了示例五的变焦单元在第四组态下的结构示意图，图23E示出了示例五的变焦单元在第五组态下的结构示意图，图23F示出了示例五的变焦单元在第六组态下的结构示意图，图23G示出了示例五的变焦单元在第七组态下的结构示意图。

示例性地，如图23A至图23G所示，在处于第一至第七组态的变焦单元30的运动镜组33中：该变倍体组331为一个胶合镜组，其自物侧至像侧依次具有镜片表面S2至S4；第一个补偿组332为一个胶合镜组，其自物侧至像侧依次具有镜片表面S5至S8；第二个补偿组332为一个胶合镜组，其自物侧至像侧依次具有镜片表面S9至S11。具体地，本申请的示例五中变焦单元30的光学参数如下表13和表14所示。可以理解的是，在该第五示例中，镜片表面S1指的是前固定组的像侧第一镜片的像侧面。

表13：示例五的变焦单元中运动镜组的基本光学参数表

表14：示例五的变焦单元中运动镜组在不同组态下的可变光学参数表

值得注意的是，本申请的检测成像系统中的变焦单元一般使用两组运动组件进行变焦，但使用三组运动组件进行变焦可以实现更大的变倍比；当然，可以使用三组以上的运动组件进行变焦，本申请对此不再赘述。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。