CN105005134A - 一种手术显微镜的变焦距物镜 - Google Patents

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Abstract

<b>本发明涉及</b><b>一种手术显微镜的变焦距物镜，所述的变焦距物镜与手术显微镜同光轴设置，包括同光轴设置的正透镜组和负透镜组，所述的正透镜组设置在物镜座上，所述的负透镜组设置在负透镜组座上并且正对观察物，所述的变焦距物镜通过所述的物镜座或联接座能够更换的连接到所述的手术显微镜镜身上，所述的负透镜组座能够相对所述的物镜座沿光轴移动，所述的物镜座相对照明组、观察组相对位置不变。本发明的变焦距物镜可连续调节焦距，可整体更换，原手术显微镜的照明系统、观察系统的结构保持不变，且在变焦距过程中变焦距物镜与照明组、观察组的相对位置不变，同时本变焦距物镜中设置了负透镜组移动和外调焦式引导、传动机构，结构紧凑，调节方便</b><b>。</b>

Description

一种手术显微镜的变焦距物镜
技术领域
本发明涉及医疗器械的医用光学仪器领域，特别是涉及一种手术显微镜的变焦距物镜。
背景技术
通常的手术显微镜的大物镜焦距是一定的，其对应的工作距离和放大倍数也是一定的，如图1a所示，当需要改变大物镜的焦距时，通过更换不同焦距的大物镜Wa或Wb来实现，其缺点是大物镜焦距的变化不连续、更换不方便、影响使用，另有一种连续变焦距的手术显微镜，系采用非线性移动的补偿透镜和线性移动的透镜组同时移动变焦距，其结构和工艺复杂，属不同类型。
发明内容
本发明目的是提供一种手术显微镜的变焦距物镜。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种手术显微镜的变焦距物镜，所述的变焦距物镜与手术显微镜同光轴设置，包括同光轴设置的正透镜组和负透镜组，所述的正透镜组设置在物镜座上，所述的负透镜组设置在负透镜组座上并且正对观察物，所述的变焦距物镜通过所述的物镜座连接到所述的手术显微镜镜身上，所述的负透镜组座能够相对所述的物镜座沿光轴移动，所述的正透镜组相对照明组、观察组的相对位置不变。
优选地，所述的变焦距物镜能够更换的连接到所述的手术显微镜镜身上。
优选地，所述的变焦距物镜还包括用于引导所述的负透镜组座沿光轴移动的引导机构，所述的引导机构包括固定在所述的物镜座上的导向柱、开设在所述的负透镜组座上的导向槽，所述的导向槽与导向柱相滑动配合，并且所述的导向柱的移动轴线与光轴相平行。
优选地，所述的变焦距物镜还包括用于引导所述的负透镜组座沿光轴移动的引导机构，所述的引导机构包括设置在所述的物镜座内筒壁上的圆柱配合导向面，所述的负透镜组座的外筒壁与圆柱配合导向面相滑动配合。
进一步优选地，所述的物镜座两侧开设有与光轴相平行的直线导槽，所述的负透镜组座上设置有引导销钉，所述的引导销钉能够滑动的设置在所述的直线导槽内。
进一步优选地，所述的变焦距物镜还包括用于驱动所述的负透镜组座沿光轴移动的传动机构，所述的传动机构为螺纹转环机构，所述的螺纹转环机构包括设置在所述的物镜座下部的限位圈、中心轴线与光轴同轴设置并能够绕光轴旋转的螺纹转环，所述的螺纹转环套设在所述的物镜座上、限位圈的上方，并与所述的引导销钉相滑动配合。
优选地，所述的变焦距物镜还包括用于驱动所述的负透镜组座沿光轴移动的传动机构，所述的传动机构包括设置在所述的负透镜组座上的齿条、设置在所述的物镜座上与所述的齿条相配合的齿轮以及驱动所述的齿轮相对所述的齿条传动的驱动轴。
优选地，所述的变焦距物镜还包括用于驱动所述的负透镜组座沿光轴移动的传动机构，所述的传动机构为凸轮推板机构，其包括设置在所述的负透镜组座上的直角导板、设置在所述的物镜座上的偏心凸轮以及与所述的偏心凸轮相连接的旋轮，所述的偏心凸轮的外周面与所述的直角导板的底面相抵紧。
优选地，所述的变焦距物镜还包括用于驱动所述的负透镜组座沿光轴移动的传动机构，所述的传动机构为摆杆滑块机构，其包括开设在所述的物镜座两则与光轴相平行的直槽、设置在所述的负透镜组座上能够在所述的直槽内滑动的滑块、摆杆、连接在所述的摆杆上的销钉，所述的滑块上开设有孔，所述的销钉与孔相转动配合。
优选地，所述的变焦距物镜与手术显微镜镜身通过螺纹或卡环接口相连接。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：
本发明的变焦距物镜可连续调节焦距，可整体更换，原手术显微镜的照明系统、观察系统的结构保持不变，且在变焦距过程中变焦距物镜与照明组、观察组的相对位置不变，同时本变焦距物镜中设置了负透镜组移动和外调焦式引导、传动机构，结构紧凑，调节方便。
附图说明
附图1a为现有技术中手术显微镜的变焦距物镜的光学系统示意图；
附图1b为本发明中手术显微镜的变焦距物镜的光学系统示意图；
附图1c为附图1b中A向示意图；
附图2为本发明中手术显微镜的变焦距物镜的整体结构示意图；
附图3a为本发明中引导机构的结构示意图（导柱引导）；
附图3b为本发明中引导机构的结构示意图（圆柱配合导向面引导）；
附图4a、4b为本发明中传动机构的结构示意图（齿轮、齿条传动）；
附图5为本发明中传动机构的结构示意图（凸轮推板传动）；
附图6为本发明中传动机构的结构示意图（摆杆滑块传动）；
附图7为本发明中引导机构、传动机构的结构示意图（圆柱配合导向面引导、螺纹转环传动）。
其中：
10、手术显微镜；
11、111、211、正透镜组；
12、112、212、负透镜组；
14、114、414物镜座；
15、115、215、415负透镜组座；
16、变焦距物镜；
17、117、217、引导机构；
18、118、218、318、传动机构；
20、手术显微镜镜身；21、照明组；22、观察组；
24、124、224、光轴；
25、滑块；26、摆杆；27、摆杆旋钮；28、摆杆销钉；
30、130、圆柱配合导向面；
31、引导销钉；32、螺纹转环；33、限位圈；
41、固定元件；42、导向柱；43、导向柱配合面；44、导向柱中心轴；
51、齿条；52、齿轮；53、驱动轴；54、旋钮；55、微电机；
61、旋轮；62、偏心凸轮；63、直角导板。
具体实施方式
下面结合附图及实施案例对本发明作进一步描述：
如图1、2所示的一种手术显微镜的变焦距物镜，变焦距物镜16与手术显微镜同光轴24设置，包括同光轴24设置的正透镜组11和负透镜组12，正透镜组11设置在物镜座14上，负透镜组12设置在负透镜组座15上并且正对观察物G，变焦距物镜16通过物镜座15连接到手术显微镜镜身20上，负透镜组座15能够相对物镜座14沿光轴24移动，物镜座14相对照明组21、观察组22相对位置不变。
由于负透镜组座15带动负透镜组12沿光轴24的移动，使变焦距物镜16的焦距变化，当负透镜组12与正透镜组11的间距缩小时，变焦距物镜16的焦距增大，手术显微镜的观察工作距离也相应增大；当负透镜组12与正透镜组11的间距增大时，变焦距物镜16的焦距相应缩小，手术显微镜的观察工作距离也相应缩小。
本发明的变焦距物镜16能够更换的连接到所述的手术显微镜镜身20上：
变焦距物镜16与手术显微镜镜身20通过螺纹或卡环接口相连接。变焦距物镜16与手术显微镜镜身20可以进行更换，可以和手术显微镜的其他变焦距或定焦距物镜更换，也可以按使用要求绕光轴24旋转。
在本实施例中的变焦距物镜的光路设计计算如下：
设正透镜组11的焦距为82.63mm，
No-透镜面序号；R-透镜曲率半径；D -透镜间距；Nd -折射率；
No.    R          D      Nd
1    107.100      .000      1
2    -295.100     3.600    1.5163
3    75.0000      5.000     1
4    -186.680      .100    1.5163
5    .100000E+15  8.000    1.7172   
   负透镜组12的焦距为-89.46mm，
No.    R          D      Nd    
1    -128.950      .000     1        
2    128.950      3.000    1.7172
设定正透镜组11不动，移动负透镜组12改变其与正透镜组的间距D，整套物镜的焦距F呈线性连续变化。
取部分间距变化时对应的物镜焦距：（mm）
间距D:    25    22    18    16    15     3.6
焦距F:   202.4；220.88；251.5；270.2；280.7；502.16。
由此可见：负透镜组12与正透镜组11的间距D缩小时，整套物镜的焦距F增大。
变焦距物镜16还包括用于引导负透镜组座15沿光轴24移动的引导机构，以下为几种实施方式：
如图3a所示：引导机构17包括用固定元件41固定在物镜座14上的导向柱42、开设在负透镜组座上的圆柱形导向槽，导向槽的中心轴线和导向柱 42 的中心轴线44重合，并和导向柱42的圆柱配合导向面滑动配合，同时导向柱42的中心轴线44和负透镜组12的光轴24平行。在本实施例中采用了双导向柱42，使负透镜组座15沿导向柱42的中心轴线44平行于光轴移动，受力均匀、工作稳定。
如图3b所示：引导机构117包括设置在物镜座114内筒壁上的圆柱配合导向面30，负透镜组座115的外筒壁与圆柱配合导向面30相配合滑动。
如图7所示：引导机构217包括设置在物镜座414内筒壁上的圆柱配合导向面130，负透镜组座415的外筒壁与圆柱配合导向面130相配合滑动，同时，物镜座414两侧开设有与光轴224相平行的直线导槽，负透镜组座415上设置有引导销钉31，引导销钉31能够滑动的设置在直线导槽内，通过引导销钉31在直线导槽内滑动并带动负透镜组座415轴向移动。
变焦距物镜16还包括用于驱动负透镜组座15沿光轴24移动的传动机构，以下为几种实施方式：
如图4a、4b所示：传动机构18包括设置在负透镜组座15上的齿条51、设置在物镜座14上与齿条51相配合的齿轮52以及驱动齿轮52相对齿条51传动的驱动轴53，通过旋转驱动轴53使动传动机构18运作。
如图5所示：传动机构118为凸轮推板机构，其包括设置在负透镜组座15上的直角导板63、设置在物镜座14上的偏心凸轮62以及与偏心凸轮62相连接的旋轮61，偏心凸轮61的外周面与直角导板63的底面相抵紧，通过偏心凸轮61在直角导板62底面的滑动使传动机构118运作。
如图6和3b所示：传动机构218为摆杆滑块机构，其包括开设在物镜座114两则与光轴124相平行的直槽、设置在负透镜组座115上能够在物镜座114直槽内滑动的滑块25、摆杆26、连接在摆杆26上的销钉28，滑块25上开设有孔，销钉28与孔相转动配合，摆杆26上的销钉28带动滑块25及负透镜组座115运动。
如图7所示：传动机构318为螺纹转环机构，其与引导机构217相结合，螺纹转环32和设置在物镜座414下部的限位圈33、其中心轴线与光轴224同轴设置并能够绕光轴224旋转，螺纹转环32套设在物镜座414上、限位圈33的上方，并与引导销钉31相滑动配合，通过旋转螺纹转环32带动引导销钉31沿直线导槽滑动，使负透镜组座415运动。
上述传动机构中的驱动轴53可采用旋钮54或微电机55代替运作。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1. 一种手术显微镜的变焦距物镜，所述的变焦距物镜与手术显微镜同光轴设置，包括同光轴设置的正透镜组和负透镜组，其特征在于：所述的正透镜组设置在物镜座上，所述的负透镜组设置在负透镜组座上并且正对观察物，所述的变焦距物镜通过所述的物镜座连接到所述的手术显微镜镜身上，所述的负透镜组座能够相对所述的物镜座沿光轴移动，所述的正透镜组相对照明组、观察组的相对位置不变。
2. 根据权利要求1所述的一种手术显微镜的变焦距物镜，其特征在于：所述的变焦距物镜能够更换的连接到所述的手术显微镜镜身上。
3. 根据权利要求1或2所述的一种手术显微镜的变焦距物镜，其特征在于：所述的变焦距物镜还包括用于引导所述的负透镜组座沿光轴移动的引导机构，所述的引导机构包括固定在所述的物镜座上的导向柱、开设在所述的负透镜组座上的导向槽，所述的导向槽与导向柱相滑动配合，并且所述的导向柱的移动轴线与光轴相平行。
4. 根据权利要求1或2所述的一种手术显微镜的变焦距物镜，其特征在于：所述的变焦距物镜还包括用于引导所述的负透镜组座沿光轴移动的引导机构，所述的引导机构包括设置在所述的物镜座内筒壁上的圆柱配合导向面，所述的负透镜组座的外筒壁与圆柱配合导向面相滑动配合。
5. 根据权利要求4所述的一种手术显微镜的变焦距物镜，其特征在于：所述的物镜座两侧开设有与光轴相平行的直线导槽，所述的负透镜组座上设置有引导销钉，所述的引导销钉能够滑动的设置在所述的直线导槽内。
6. 根据权利要求5所述的一种手术显微镜的变焦距物镜，其特征在于：所述的变焦距物镜还包括用于驱动所述的负透镜组座沿光轴移动的传动机构，所述的传动机构为螺纹转环机构，所述的螺纹转环机构包括设置在所述的物镜座下部的限位圈、中心轴线与光轴同轴设置并能够绕光轴旋转的螺纹转环，所述的螺纹转环套设在所述的物镜座上、限位圈的上方，并与所述的引导销钉相相滑动配合。
7. 根据权利要求1或2所述的一种手术显微镜的变焦距物镜，其特征在于：所述的变焦距物镜还包括用于驱动所述的负透镜组座沿光轴移动的传动机构，所述的传动机构包括设置在所述的负透镜组座上的齿条、设置在所述的物镜座上与所述的齿条相配合的齿轮以及驱动所述的齿轮相对所述的齿条传动的驱动轴。
8. 根据权利要求1或2所述的一种手术显微镜的变焦距物镜，其特征在于：所述的变焦距物镜还包括用于驱动所述的负透镜组座沿光轴移动的传动机构，所述的传动机构为凸轮推板机构，其包括设置在所述的负透镜组座上的直角导板、设置在所述的物镜座上的偏心凸轮以及与所述的偏心凸轮相连接的旋轮，所述的偏心凸轮的外周面与所述的直角导板的底面相抵紧。
9. 根据权利要求1或2所述的一种手术显微镜的变焦距物镜，其特征在于：所述的变焦距物镜还包括用于驱动所述的负透镜组座沿光轴移动的传动机构，所述的传动机构为摆杆滑块机构，其包括开设在所述的物镜座两则与光轴相平行的直槽、设置在所述的负透镜组座上能够在所述的直槽内滑动的滑块、摆杆、连接在所述的摆杆上的销钉，所述的滑块上开设有孔，所述的销钉与孔相转动配合。
10. 根据权利要求1或2所述的一种手术显微镜的变焦距物镜，其特征在于：所述的变焦距物镜与手术显微镜镜身通过螺纹或卡环接口相连接。
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