阅读说明：本技术 一种折叠铰链双目手术显微镜光学系统 (Folding hinge binocular operation microscope optical system ) 是由 张宽 于 2020-08-04 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种折叠铰链双目手术显微镜光学系统,主要涉及显微镜光学系统技术领域,包括有沿光路依次设置的目镜镜组、俯仰调节镜组、变倍镜组以及物镜镜组,所述目镜镜组与变倍镜组之间设置有俯仰调节镜组；所述目镜镜组用于人眼成像；所述俯仰调节镜组包括有沿光路依次设置的直角棱镜一、接目物镜、屋脊棱镜一、直角棱镜二、屋脊棱镜二；所述变倍镜组包括有依次排列的变倍后组、补偿镜组、变倍组、变倍前组；所述物镜镜组用于采集物体的像。本发明实施例可以满足不同工作距离的要求,减少更换大物镜带来的延长手术时间,方便医生进行牙菌斑和龃齿的观察。(The invention discloses a folding hinge binocular surgical microscope optical system, which mainly relates to the technical field of microscope optical systems and comprises an eyepiece lens group, a pitching adjusting lens group, a zoom lens group and an objective lens group, wherein the eyepiece lens group, the pitching adjusting lens group, the zoom lens group and the objective lens group are sequentially arranged along a light path; the eyepiece lens group is used for human eye imaging; the pitching adjusting mirror group comprises a first right-angle prism, an eye objective, a first roof prism, a second right-angle prism and a second roof prism which are sequentially arranged along a light path; the zooming lens group comprises a zooming rear group, a compensating lens group, a zooming group and a zooming front group which are sequentially arranged; the objective lens group is used for collecting an image of an object. The embodiment of the invention can meet the requirements of different working distances, reduce the prolonged operation time brought by replacing a large objective lens and facilitate the observation of dental plaque and irregular teeth for doctors.)

一种折叠铰链双目手术显微镜光学系统

技术领域

本发明涉及显微镜光学系统技术领域，具体涉及一种折叠铰链双目手术显微镜光学系统。

背景技术

在进行口腔牙科外科手术时，需要观察到患者根管内错综复杂的结构，因此需要牙科手术显微镜可以帮助医生分离的根管或者去除钙化物；但是，由于患者口腔内的钙化物或者根管内的异物的尺寸变化范围较宽，例如可以从500-0.1mm，因此，显微镜需要具有较强的变倍能力以适应不同尺寸的异物。

现有技术中，申请号为CN02260210.0的发明专利将设置有目镜的目镜管，与半五角棱镜座呈45度角连接，半五角棱镜座与普鲁棱镜座垂直连接，半五角棱镜座和普鲁棱镜座内，分别装有半五角棱镜和普鲁棱镜，普鲁棱镜座下面，连接有物镜罩壳，物镜罩壳内的上、下端，分别设置有物镜后组和物镜前组，中间设置有变倍物镜组和补偿物镜组，两者可用手轮旋动连续相对位移，构成显微镜主体，主体与调焦支架组件连接，调焦支架组件上装有手轮，转动手轮，可使显微镜主体沿调焦支架组件上、下移动，达到粗调焦，目镜可相对半五角棱镜组作360度旋转，在调焦支架组件上可作水平方向360度旋转，价格比双目显微镜降低一半以上，可连接照相机进行摄影，或接上电脑、电视的有关接口，便可在电视屏上或电脑屏上观看图像。申请号为CN03220266.0的发明专利公开了一种简单的连续变倍装置，包括固定组件和滑动组件，其中固定组件是一个与显微镜目镜组相对位置固定的固定光学组件，滑动组件是一个可相对固定组件作轴向运动的变倍光学组件，且固定光学组件与变倍光学组件处于同一光路中，由于本发明只利用两组光学组件，实现连续变倍，并在连续变倍过程中，采用线性的变倍导轨，只有一组光学组件运动，且采用了接触面积小、具有自润滑性的材料，既可以减少摩擦，又可起到滑动支撑作用，使本发明具有镜头用量小，机构简单，成本低廉的优点。

但是，现有技术中仅提供了一种变倍的概念，并未提供具体的变倍光学系统的实现方式。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种折叠铰链双目手术显微镜光学系统，解决了现有技术存在的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：本发明提供了一种折叠铰链双目手术显微镜光学系统，包括有沿光路依次设置的目镜镜组、俯仰调节镜组、变倍镜组以及物镜镜组；

所述目镜镜组用于人眼成像；

所述俯仰调节镜组包括有沿光路依次设置的直角棱镜一、接目物镜、屋脊棱镜一、直角棱镜二、屋脊棱镜二；

所述变倍镜组包括有依次排列的变倍后组、补偿镜组、变倍组、变倍前组，所述变倍后、变倍组、变倍前组均为正透镜；

所述系统还包括有反光镜以及荧光模块，所述荧光模块包括有带有LED光源的准直透镜，所述反光镜将所述荧光模块发射的荧光反射至物镜镜组朝向变倍镜组的出光面上。

所述目镜镜组与所述变倍镜组之间还设有转向棱镜，所述转向棱镜将变倍镜组中输出的光线转向后输入到目镜镜组中。

所述转向棱镜为五边棱镜。

所述转向棱镜与所述荧光滤光片之间设有内置分光棱镜，所述转向棱镜与所述俯仰调节镜组之间设有外置分光棱镜，所述内置分光棱镜位于所述变倍镜组的光轴上，且分光至相机的光路中。

所述变倍镜组与所述内置分光棱镜之间还设有荧光滤光片。

所述荧光滤光片与变倍镜组之间的光轴上还设有孔径光阑。

所述物镜镜组用于采集物体的像，所述物镜镜组的口径大于所述变倍镜组的口径，且物镜镜组与所述变倍镜组共光轴设置。

所述物镜镜组由胶合透镜一、胶合透镜二和胶合透镜三组成。

所述俯仰调节镜组组成了本发明的折叠铰链部分，使用了2个屋脊棱镜和2个直角棱镜，将斜30度棱镜改为五角棱镜，目的是使目镜始终处于水平状态，折叠铰链部分的光学器件顺序为直角棱镜一，接目物镜，屋脊棱镜一，直角棱镜二，屋脊棱镜二，这样布局，满足折叠铰链在做俯仰运动时，像面的水平和垂直方向始终保持不变，不影响目镜观察。折叠铰链部分具体工作原理是，旋转轴A和旋转轴B均可旋转，旋转轴A与旋转轴B的旋转角度关系满足：旋转轴A旋转角度为θ，旋转轴B旋转角度为负θ，这样就能满足折叠铰链在做俯仰运动时，目镜始终处于水平状态。

本发明具备以下有益效果:

本发明一种折叠铰链双目手术显微镜光学系统基部。

(1)应用本发明实施例，使用依次排列的变倍后组正透镜、变倍组正透镜、变倍前组正透镜组成了连续变倍镜组，进而可以实现连续变焦，变焦范围为200mm-450mm。

(2)本发明实施例可以满足不同工作距离的要求，减少更换大物镜带来的延长手术时间。

(3)本发明实施例根据口腔实际需求，显微镜最大视场直径大于或等于100mm；方便了医生进行牙菌斑和龃齿的观察。

(4)本发明实施例中还增加荧光功能，进一步方便医生进行观察。

附图说明

图1为本发明实施例提供的结构示意图。

1-目镜镜组；2-俯仰调节镜组；3-变倍镜组；4-物镜镜组；5-直角棱镜一；6-接目物镜；7-屋脊棱镜一；8-直角棱镜二；9-屋脊棱镜二；10-变倍后组；11-补偿镜组；12-变倍组；13-变倍前组；14-反光镜；15-荧光模块；16-LED光源；17-准直透镜；18-转向棱镜；19-内置分光棱镜；20-外置分光棱镜；21-相机；22-荧光滤光片；23-孔径光阑；24-胶合透镜一；25-胶合透镜二；26-胶合透镜三。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，所述系统包括：沿光路依次设置的目镜镜组1、俯仰调节镜组2、变倍镜组3以及物镜镜组4；

所述目镜镜组1用于人眼成像；

所述俯仰调节镜组2包括有沿光路依次设置的直角棱镜一5、接目物镜6、屋脊棱镜一7、直角棱镜二8、屋脊棱镜二9；

所述变倍镜组3包括有依次排列的变倍后组10、补偿镜组11、变倍组12、变倍前组13，所述变倍后组10、变倍组12、变倍前组13均为正透镜；

所述物镜镜组4用于采集物体的像；

所述系统还包括有反光镜14以及荧光模块15，所述荧光模块15包括有带有LED光源16的准直透镜17，所述反光镜14将所述荧光模块15发射的荧光反射至物镜镜组4朝向变倍镜组3的出光面上。

所述目镜镜组1与所述变倍镜组3之间还设有转向棱镜18，所述转向棱镜18将变倍镜组3中输出的光线转向后输入到目镜镜组1中。

所述转向棱镜18为五边棱镜。

所述转向棱镜18与所述变倍镜组3之间设有内置分光棱镜19，所述转向棱镜18与所述俯仰调节镜组2之间设有外置分光棱镜20，所述内置分光棱镜19位于所述变倍镜组3的光轴上，且分光至相机21的光路中。

所述变倍镜组3与所述内置分光棱镜19之间还设有荧光滤光片22。

所述荧光滤光片22与变倍镜组3之间的光轴上还设有孔径光阑23。

所述物镜镜组4的口径大于所述变倍镜组3的口径，且物镜镜组4与所述变倍镜组3共光轴设置。

所述物镜镜组4由胶合透镜一24、胶合透镜二25和胶合透镜三26组成，物镜镜组4在工作距离为200-455mm时的等效焦距为EFLa(Effective Focal Length，等效焦距)；变倍组变倍系数为t，0.4-2.4。

总放大倍率β＝EFLc/EFLa*t*12.5

根据工作距离不同，物镜镜组焦距EFLa满足范围EFLa(最小值)≤1.9*EFLa(最大值)，在本发明实施例中，物镜镜组的焦距在280-530mm范围内。

接目物镜6等效焦距的EFLc满足170mm-185mm范围内。

实施例1

表1为本发明实施例1中使用到的各个透镜的光学设计参数表，如表1所示，

表1

如表1所示，序号4的厚度间隔根据工作距离可以调整，调整范围为1.5-21mm，序号14的厚度根据变倍倍率进行调整，调整范围为1.3-43mm，序号18的厚度根据变倍倍率进行调整，调整范围为2-25.8mm，序号20的厚度根据变倍倍率进行调整，调整范围为1.5-27mm。

需要强调的是，按照物体反射的光线在镜组中前进顺序，在表1中，序号1为胶合透镜一种的双凹透镜到物体之间的空气层厚度，及双凹透镜到物体的距离。序号2为双凹透镜的参数，其面型是指双凹透镜的曲面为球面曲面，其曲率半径为-98.772，双凹透镜的中轴线处的厚度为4mm，其材料的折射率为1.7。序号3位胶合透镜一种的双凹透镜与平凸透镜之间的粘合胶的参数，其粘合胶的曲率半径为85.212，厚度为11m，折射率为1.9，序号4为胶合透镜一24中的平凸透镜，其凸面为入光面且朝向双凹透镜，曲率半径为370.652mm；出光面为平面；平凸透镜厚度为可变厚度是指其厚度可以根据实际需求进行调整。

类似的，序号5、6、7依次为胶合透镜二25中的平凸透镜、粘合胶、凹透镜的光学参数。序号5的透镜为平凸透镜，其平面为入光面，朝向胶合透镜一24，其凸面为出光面朝向胶合透镜三26；序号7为凹透镜，其入光面为凹面朝向平凸透镜，其出光面为凸面朝向胶合透镜三26。

胶合透镜三26从下到上依次包括：序号为8的平凹透镜、序号为9的粘合胶以及序号为10双凸透镜，平凸透镜的平面为入光面朝向胶合透镜二25；平凸透镜的凹面为出光面，朝向双凸透镜。

序号11位胶合透镜三26与变倍前组3之间的空气层。

变倍前组3从下到上依次包括：序号为12的凹透镜、序号为13的粘合胶、序号为14的平凸透镜，其中，凹透镜入光面为凸面朝向胶合透镜三26，其出光面为凹面朝向序号为14的平凸透镜；序号为14的平凸透镜的凸面为入光面，朝向序号为12的凹透镜；平凸透镜14的平面为出光面，朝向变倍组。

变倍组12从下到上依次包括：序号为15的平凸透镜、序号为16的粘合胶以及序号为17的双凹透镜。序号为15的平凸透镜的平面为入光面，朝向变倍前组；其凸面为出光面，朝向序号为17的双凹透镜。

补偿镜组11从下到上依次包括：序号为18的平凹透镜、序号为19的粘合胶以及序号为20的凹透镜。平凸透镜的平面为入光面，朝向变倍组；平凹透镜的凸面为出光面，朝向变倍后组。

变倍后组10从下到上依次包括：序号为21的平凸透镜、序号为22的粘合胶、序号为23的凹透镜；平凸透镜的平面为入光面，朝向补偿组；凹透镜的凹面为入光面，凹透镜的出光面为凸面，朝向光阑。

孔径光阑23为序号为24的透镜。

荧光滤光片22为序号为25的透镜。

需要强调的是，序号4的厚度间隔根据工作距离可以调整，调整范围为1.5-21mm，序号14的厚度根据变倍倍率进行调整，调整范围为1.3-44mm，序号17的厚度根据变倍倍率进行调整，调整范围为1.5-29mm，序号20的厚度根据变倍倍率进行调整，调整范围为1.5-18mm。

实施例2

表2为本发明实施例提供的光学系统的技术性能表，如表2所示，

表2

主要性能项目	设计参数
		工作距离	200-400mm
视场直径范围	11.2-120mm
		总光学放大率(12.5X目镜)	1.87X-20X
变倍比例	6X(0.4X-2.4X)

表3为本发明实施例2中使用到的各个透镜的光学设计参数表，如表3所示，

表3

需要说明的是，本发明实施例2中的镜型与实施例1中的镜型完全一致，区别仅在于具体的光学参数。因此，实施例2在此并不对各个透镜的物侧面以及透镜的设置方式进行赘述。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。