本文主要针对微小盲孔与微小面积(医学应用等)提出一种微结构观测镜仪器结构。该仪器基于直接成像原理，主要针对常见通信机架上光纤连接器FC、SC设计，深入到直径2.5毫米的盲孔底部进行检测。现在国外的类似仪器数值孔径和视场均受被观测孔径的限制，体积较大，只能观测光纤端面污染情况。针对以上限制，考虑扩展应用，根据应用光学理论对仪器提出以下结构要求：1．仪器的微型化设计，便于手持和携带，用于检测通信机架上光纤连接器内孔或医学检测。内窥式探测头中微小物镜不受数值孔径限制，也有一定视场。2．光学系统可以低倍率粗观测和高倍率细观测。因数值孔径不受严格限制，故系统既有低倍定焦物镜，还有高倍变焦物镜，二者可单独使用，也可对接构成高倍系统。可接目镜直接观测，也可接CCD摄像头摄取图像，再通过计算机处理。并可应用CCD细分技术以适当满足变倍率和高倍率的分辨率要求。3．一般照明只能观测光纤端面不透明的污染。为了能观测到位相型污染，在系统中设置了相衬法照明。4．为了瞄准非视场中心处的细节，利用转动系统中微扫描器将值得注意的局部置于视场中心。5．为保证以上功能，并将机械、光学、电子及CCD摄像系统集成在一个微小体积和能够较长时间手持重量内，总体设计将着重于仪器的微型化。论文的主要工作：分析了光纤端面检查的方法，针对两种连接器和应用条件提出光学系统总体设计思路，给出了系统原理图，讨论了其中光学系统应用功能的扩展。基于应用光学理论，设计物镜镜头组，柯拉照明系统，并对镜头组的变焦距拆分、扫描法等作了研究。基于像差理论选择定焦距镜头，照明系统，目镜和变焦距镜头结构形式，并设计一组二元全动型变焦距镜头。并校正了光学系统的像差。基于物理光学理论分析相衬照明应用，对照明光能进行计算。设计定焦距微结构观测镜机械结构。基于尺寸链理论的误差分析公式，分析系统光学结构和机械结构误差。考虑了电路软硬件和摄像系统的配置，应用了CCD细分技术。