(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211094417.X (22)申请日 2022.09.08 (71)申请人 广州印芯 半导体技 术有限公司 地址 510663 广东省广州市黄埔区科 学大 道18号A栋 十一楼1103单元 (72)发明人 李俊佑　 (74)专利代理 机构 广州三环 专利商标代理有限 公司 44202 专利代理师 郭浩辉 (51)Int.Cl. G01N 21/63(2006.01) G01N 21/64(2006.01) G01N 21/01(2006.01) G02B 13/00(2006.01) G02B 7/04(2021.01)G02B 27/16(2006.01) (54)发明名称 一种高色散镜头组件、 设计方法及生物检测 系统 (57)摘要 本发明公开了一种高色散镜头组件、 设计方 法及生物检测系统， 其中， 所述高色散镜头组件 由光线入射方向依次为接收元件、 中继元件和聚 焦元件。 接收元件用于接收激发光束并将激发光 根据波长分散为多束色散光； 中继元件用于将具 有相同波长的每一色散光聚焦， 生成中继色散光 组； 其中， 中继元件内包含若干正透镜及负透镜 组合而成的镜组， 每一正透镜按照阿贝系数由大 到小依序排列； 聚焦元件用于将每一中继色散光 组对应的聚焦光斑聚焦至同一焦平面的不同位 置处； 其中， 聚焦元件内包含至少两个折射率不 同的透镜， 且根据折射率由小到大依序排列。 本 发明提供的一种高色散镜头组件、 设计方法及生 物检测系统， 实现了将不同波长的光聚焦在同一 焦平面的不同位置 。 权利要求书2页 说明书8页 附图5页 CN 115452781 A 2022.12.09 CN 115452781 A 1.一种高色散镜头组件， 其特征在于， 包括： 所述高色散镜头组件由光线入射方向依次 为接收元件、 中继元件和聚焦元件； 所述接收元件用于 接收激发光束并将所述激发光 根据波长分散为多 束色散光； 所述中继元件用于将具有相同波长的每一所述色散光聚焦， 生成中继色散光组； 其中， 所述中继元件内包含若干正透镜及负透镜组合而成的镜组， 每一所述正透镜按照阿贝系数 由大到小依序排列； 所述聚焦元件用于将每一所述中继色散光组对应的聚焦光斑聚焦至同一焦平面的不 同位置处； 其中， 所述聚焦元件内包含至少两个折射率不同的透镜， 且各透镜根据折射率由 小到大依序排列。 2.如权利要求1所述的一种高色散镜头组件， 其特征在于， 所述接收元件内包含第 一接 收透镜和第二发散 透镜， 具体包括： 所述第一接收透 镜为凸透 镜， 所述第二发散 透镜为平凹透 镜； 所述第一接收透 镜用于将接收的所述激发光束转变为平行光； 所述第二发散透镜用于将所述平行光根据波长分散为所述色散光； 其中， 所述平凹透 镜的凹面朝向所述激发光束一侧。 3.如权利要求1所述的一种高色散镜头组件， 其特征在于， 所述中继元件内至少存在一 个所述正透镜的材质为聚碳 酸酯材料或改性 烷烃类高色散材 料。 4.如权利要求1所述的一种高色散镜头组件， 其特征在于， 所述中继元件内至少包含双 凸正透镜和弯月正透 镜两种类型的透 镜。 5.一种高色散镜头设计方法， 其特征在于， 适用于如权利要求1至4任意一项所述的高 色散镜头组件， 具体为： 接收激发光束并将所述激发光 根据波长分散为多 束色散光； 将具有相同波长的每一所述色散光聚焦， 生成中继色散光组； 将每一所述中继色散光组对应的聚焦光斑聚焦至同一焦平面的不同位置处。 6.一种生物检测系统， 其特征在于， 包括： 激光发射器、 滤光器、 高色散镜头和检测模 块； 其中所述高色散 镜头包含如权利要求1－ 4任意一项所述的高色散 镜头组件， 具体为： 所述激光发射器用于对待测物体发射稳定的激发光以使所述待测物体产生检测光； 所述滤光器用于对进入所述高色散镜头的光信号进行过滤； 其中， 所述滤光器设置于 所述激光发射器与所述高色散 镜头之间， 所述 光信号包 含所述激发光和所述检测光； 所述高色散 镜头用于将所述激发光和所述检测光进行分离； 所述检测模块用于对经过高色散镜头后的所述检测光进行识别， 以获取待测物体的生 物识别结果。 7.如权利要求6所述的一种生物检测系统， 其特征在于， 所述生物检测系统还包括反射 镜， 具体为： 所述反射镜以预设角度设置于所述激光发射器与 所述高色散镜头之间， 以使所述激光 发射器发射的激发光与所述高色散 镜头呈垂直关系。 8.如权利要求6所述的一种生物检测系统， 其特征在于， 所述滤光器的中心与 所述高色 散镜头的光轴重合； 所述光信号中包 含至少三种不同颜色的可 见光， 每一所述可 见光对应聚焦一个光斑；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115452781 A 2所述光信号经过所述高色散镜头后在焦平面生成若干聚焦光斑； 其中， 所述聚焦光斑 中最大尺寸 光斑的半径至少为 最小尺寸 光斑半径的1.414 倍。 9.如权利要求6所述的一种生物检测系统， 其特征在于， 所述高色散镜头内还包含光电 转换器和数据转换器， 具体为： 所述光电转换器用于根据接收的光信号 生成对应电荷； 所述数据转换器用于读取所述光电转换器累积的电荷并转化为对应的数字量化值， 以 实现所述激发光和所述检测光的分离 。 10.如权利要求6所述的一种生物检测系统， 其特征在于， 所述检测模块用于对经过高 色散镜头后的所述检测光进行识别， 以获取待测物体的生物 识别结果， 具体为： 所述检测模块根据所述待测物体的类别选取对应的检测方式对所述检测光进行识别， 以获取所述待测物体的生物 识别结果。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115452781 A 3