CN108366724A - 用于显微镜的照明视场光阑及相关方法和系统 - Google Patents

Abstract

提供用于外科显微镜的视场光阑。视场光阑沿显微镜照明系统的光轴定位。视场光阑包括被配置为由外科显微镜容纳的框架部分(590)；以及与框架部分集成的非圆形对称掩膜部分(591)。掩膜部分被对齐以便从显微镜的物镜的表面反射的来自沿最小直径的子午线的视场光阑的边缘的边缘光线反射出用于中继通过显微镜的任意目镜通道的接受角之外。

Description

用于显微镜的照明视场光阑及相关方法和系统

技术领域

本发明概念一般地涉及外科显微镜，并且更特别地，涉及用于补偿外科显微镜的视场中的照明眩光的方法、系统和装置。

背景技术

一般地，共用主物镜(common main objective,CMO)外科显微镜使用几乎与观察者的视角平行、向下投射到样本上的垂直照明。在这些显微镜中，当来自垂直照明的光由显微镜物镜的一个表面反射并耦合至目镜通道的一个时，可以发生眩光。

这些显微镜通常被设计为减少或可能地阻止反射的光线达到或耦合进入显微镜目镜通道，从而减少或可能地避免眩光。技术的组合已经用于减少眩光的可能性，例如，高质量涂层可以用于降低反射强度；可以通过透镜曲率和间距的仔细选择控制虚像的位置；视场光阑和挡板可以用于阻挡对显微镜图像无贡献的反射光；等等。

发明内容

本发明概念的一些实施例提供用于外科显微镜的视场光阑。视场光阑沿显微镜照明系统的光轴定位。视场光阑包括被配置为由外科显微镜容纳的框架部分；和与框架部分集成的非圆形对称掩膜部分。掩膜部分被对齐，以便从显微镜的物镜的表面反射的、来自沿最小直径的子午线的视场光阑的边缘的边缘光线反射出用于中继通过显微镜的任意目镜通道的接受角之外。

在另外实施例中，掩膜部分可以包括具有沿至少一个子午线限制通光孔径的非圆形对称插入遮挡的最大通光孔径的圆形对称光阑。

在其他实施例中，插入遮挡可以包括约8mm宽并位于距离孔径的中心约9.5mm处并与垂直成约20度的矩形遮挡掩膜。

在一些实施例中，掩膜部分可以被配置为由外科显微镜中的滤光器狭槽容纳。

在另外实施例中，外科显微镜可以包括外科显微镜的无限空间(infinity space)中的配件。配件的存在可以通过使外科显微镜的物镜的位置移位而改变外科显微镜的眩光管理系统。

在其他实施例中，掩膜部分可以被配置为阻挡照明束的部分以减少从移位的物镜的背向反射。

本发明概念的一些实施例提供用于控制外科显微镜的目镜中的眩光的系统。系统包括外科显微镜；和被配置为由外科显微镜容纳的非圆形对称视场光阑。视场光阑被配置为阻挡外科显微镜的照明束的部分以减少通过其目镜可见的显微镜的视场(FOV)中的眩光的区域。

在另外实施例中，外科显微镜还可以包括物镜和物镜上方的无限空间。无限空间可以用于被配置为在其中容纳配件，并且配件的存在可以通过使外科显微镜的物镜的位置移位而改变外科显微镜的眩光管理系统。

在其他实施例中，视场光阑可以被配置为阻挡照明束的部分以减少从移位的物镜的背向反射。

在一些实施例中，配件可以是光学相干断层成像(OCT)配件。

在另外实施例中，视场光阑可以包括具有沿至少一个子午线限制通光孔径的非圆形对称插入遮挡的最大通光孔径的圆形对称光阑。

在其他实施例中，插入遮挡可以是约8mm宽并位于距离孔径的中心约9.5mm处并与垂直成约20度的矩形遮挡掩膜。

在一些实施例中，外科显微镜还可以包括滤光器狭槽。滤光器狭槽可以被配置为容纳眩光掩膜。

在另外实施例中，视场光阑可以包括被配置为由外科显微镜容纳的框架部分；和与框架部分集成的掩膜部分，掩膜部分被配置为阻挡外科显微镜的照明束的部分。

本发明概念的其他实施例提供外科显微镜，包括至少一个目镜；光耦接至至少一个目镜的物镜；至少一个目镜和物镜之间的准直空间，其中准直空间被配置为在其中容纳光学配件并且其中光学配件光耦接至外科显微镜的成像路径；光耦接至外科显微镜的准直空间的照明系统，其中，来自照明系统的照明被指引沿着至少部分地包含在外科显微镜的准直空间中并穿过物镜的路径；以及位于照明系统内并在至少一个目镜的视场之外的视场光阑和遮挡掩膜中的一个，其中视场光阑和遮挡掩膜中的一个阻挡、衰减或偏转从物镜的表面反射的来自照明系统的光线，以便反射光线通过至少一个目镜不是可见的。

在一些实施例中，当外科显微镜在没有耦合至显微镜的成像路径的光学配件的情况下操作时，第一视场光阑和第一遮挡掩膜中的一个可以位于照明系统的路径内。当外科显微镜在具有耦接至显微镜的成像路径的光学配件的情况下操作时，第二视场光阑和第二遮挡掩膜中的一个可以位于照明系统的路径内。

在另外实施例中，当外科显微镜在具有耦接至显微镜的成像路径的光学配件的情况下操作时，相对于当外科显微镜在没有耦接至显微镜的成像路径的光学配件的情况下操作时的物镜的轴向位置，物镜的位置可以被沿物镜的光轴移位距离dL。

在其他实施例中，第二视场光阑和第二遮挡掩膜中的一个的半径尺寸可以相对于第一视场光阑的半径尺寸被缩小适合的比率R＝[1-(M-1)*dL/(L_0+FL)]，其中M是像平面处第一视场光阑的放大率，且L_0+FL是第一视场光阑至第一物镜位置的路径长度L_0和物镜的焦距FL的和。

在一些实施例中，配件可以包括光学相干断层成像(OCT)装置、扫描激光检眼镜装置、波前分析装置、自动屈光计装置、视频照相机和激光传送装置中的一个。

在另外实施例中，第二视场光阑和第二遮挡掩膜中的一个是非圆形对称的。

在其他实施例中，第二视场光阑和第二遮挡掩膜中的一个是圆形对称的。

附图说明

图1是具有垂直照明的外科显微镜的示意图。

图2A和2B是使用垂直照明的显微镜的照明系统的示意性表示，其中照明光线到达物平面(2A)且其中由物镜的上表面的反射形成的视场光阑的虚像对目镜通道是遮蔽的(2B)。

图3A和3B是包括显微镜的无限空间中的配件的显微镜的照明系统的示意性表示，其中照明光线到达物平面(3A)且其中由物镜的上表面的反射形成的视场光阑的虚像产生眩光(3B)。

图4A和4B是具有配件的莱卡M844的照明视场FOV(4A)和具有配件和眩光掩膜的莱卡M844的照明视场FOV(4B)。

图5A至5C是根据本发明概念的一些实施例的眩光减少视场光阑的各种形状因素的图像。

图6A至6C是示出根据本发明概念的一些实施例的非圆形对称视场光阑的特定形状的图。

图7是示出根据本发明概念的一些实施例的几何形状的表示的图，该几何形状被应用以在给出第一视场光阑、从第一视场光阑到视场的路径长度和引起炫光感应反射的新分量的物镜的位移的知识的情况下，确定将抑制炫光的第二视场光阑的子午线的半径。

图8A是示出根据本发明概念的一些实施例的第一视场光阑的子午线的半径的图。

图8B是示出根据本发明概念的一些实施例的适用于在物镜的位移后减少眩光的圆形对称的第二视场光阑的半径的图。

图8C至8E是示出根据本发明概念的一些实施例的适用于在物镜的位移后减少非对称眩光的具有沿至少一个子午线的减小的半径的非圆形对称视场光阑的图。

图9A是示出根据本发明概念的一些实施例的具有根据本发明概念的一些实施例的第一位置中的物镜的共用主物镜(CMO)立体缩放显微镜(SZM)的光路图的图。

图9B是示出根据本发明的概念的一些实施例的具有使能配件光学装置的二向色耦合的在轴向移位的第二位置中的物镜的相同CMO-SZM的光路图的图。

具体实施方式

此后，将参考附图更全面地描述本发明概念，其中示出本发明概念的实施例。然而，此发明概念可以以许多替换形式实施且不应被解释为受限于在此提到的实施例。

相应地，虽然本发明概念可以有各种修改和替换形式，但是其特定实施例在附图中以示例形式示出并在此将被具体地描述。然而，应当理解的是，这不旨在将本发明概念限制于公开的特定形式，而相反地，本发明概念在于覆盖落入由权利要求限定的本发明概念的精神和范围内的全部修改、等同和替换。在附图的描述中，自始至终相似的附图标记指的是相似的元件。

在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并不旨在限制本发明概念。如在此所使用的，除非上下文另有清楚地指示，单数形式“一”、“此”和“该”旨在还包括复数形式。还将进一步理解的是，当在此说明书中使用时，术语“包括”、“包含”、“含有”和/或“具有”指定陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，而不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组的存在或附加。此外，当元件被称为“响应于”或“连接至”另一元件时，其可以直接地响应于或连接至其他元件，或可以存在中间元件。相反，当元件被称为“直接响应于”或“直接连接至”另一元件时，不存在中间元件。如在此使用的，术语“和/或”包括相关的列出项的一个或多个的任意或所有组合，并可以被缩写为“/”。

除非另有限定，在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与此发明概念所属领域中的普通技术人员所通常理解的相同的含义。还将进一步理解的是，在此使用的术语应当被解释为具有与在此说明书的上下文中和相关领域中的其含义一致的含义，且除非在此明确地如此限定，不以理想的或过度正式的意义来解释。

将理解的是，尽管可以在此使用术语第一、第二等描述各种元件，但是这些元件不应当被这些术语限制。这些术语仅用于彼此区分元件。例如，在不脱离公开的教导的情况下，第一元件可以被称为第二元件，且相似地，第二元件可以被称为第一元件。尽管一些图包括通信路径上的箭头以显示通信的主要方向，但是应当理解的是，通信可以以与描绘的箭头相反的方向发生。

如上所讨论的，外科显微镜使用几乎平行于观察者的视角、向下投射至样本的垂直照明。在这些显微镜中，当来自垂直照明的光从显微镜物镜的表面的一个反射并耦合进目镜通道的一个中时可以发生眩光。外科显微镜为外科医生提供放大的操作视场。外科显微镜经常是共用主物镜立体变倍结构(CMO-SZM)。一些外科显微镜具有用于外科医生的双眼查看端口，并经常具有与外科医生成90度(左和右)的一个或两个观察者查看端口(目镜)。

这些显微镜通常包括变焦组件和共用主物镜之间的、具有耦合进显微镜的无限空间的非相干光的宽视场照明系统。此照明使用通过目镜不可见的一个或多个战略性放置的镜而被向下定向(远离目镜)。这些显微镜包括靠近照明体的视场光阑以控制照明场以及被设计为减少或可能地防止反射的光线到达或耦合进入显微镜目镜通道从而减少或可能地避免眩光的其他结构。然而，当安装显微镜系统的新元件(例如显微镜配件)时，透镜的位置可能被移动且用于控制眩光的方法可能无法正常运作。

在本发明概念的一些实施例中，配件可以是光学相干断层成像(OCT)配件、滤光器、视频照相机、波前分析系统、扫描激光检眼镜、自动屈光计、荧光成像系统、治疗激光传送系统等。特别地，这样的装置可以被安装至立体显微镜的准直或“无限空间”中。在这样的安装中，物镜从其原始位置被重新定位，且因此可以导致用于减少或可能地消除特定显微镜中的眩光的特定技术失效，特别是如果这些技术对物镜的轴向位置是敏感的。相应地，本发明概念的一些实施例提供例如与CMO显微镜兼容的视场光阑或眩光掩膜以减少或可能地消除源于主物镜的修改位置的眩光，如将在此关于图1至9B所进一步讨论的。

现在参考图1，将讨论具有垂直照明的CMO显微镜(如图9A所示)的示意性表示。如图1所示，显微镜照明系统100包括灯泡灯丝或发光二极管(LED)105、聚光透镜组107、聚光器孔径光阑109、辅助透镜111、视场光阑(FD)113、场透镜115、折叠镜117、物镜119、物平面121和样本。如在此所使用的，样本指的是待被成像的对象，例如，人眼。尽管在此讨论的示例的许多指的样本是眼睛，特别是眼睛的视网膜、角膜、前段部分和晶状体，但是本发明概念的实施例不限于此类型的样本。在不脱离本发明概念的范围的情况下，可以使用可以与在此讨论的实施例结合使用的任意类型的样本。

如图1所示，具有垂直照明的CMO显微镜通常使用垂直(或落射照明)配置的Kohler照明。将理解的是，CMO显微镜的特定实施变化，且在此讨论的实施例仅被提供为示例。如所示出的，从灯泡灯丝或LED 105发射的光由光收集系统106聚集。如将由本领域技术人员所理解的，光收集系统106变化并可以包括或可以不包括控制光强的聚光器孔径光阑109。例如，在不包括聚光器孔径光阑109的实施例中，可以经由对灯丝的驱动电流的修改控制光强。然而，示于图1的实施例的收集系统106包括收集器107、聚光器孔径光阑109和辅助透镜111。收集系统106出射的光被指引朝着与物平面121共轭的视场光阑113。视场光阑113然后经由场透镜115、折叠镜117和物镜119成像到物平面121上。因此，视场光阑113控制物平面121处照明场的延伸。

现在参考图2A和2B，将讨论使用垂直Kohler照明的CMO显微镜的照明系统的示意性表示。图2A是示出到达物平面的照明光线的示意性表示，且图2B是示出由物镜的上表面的反射形成的视场光阑的虚像的示意性表示。图2A和2B的相似的附图标记指的是关于图1示出的相似的元件，且为简洁起见在此不重复。

现在参考图2A和2B，CMO显微镜中最常见的眩光源是显微镜物镜219的反射。图2A和2B示出CMO显微镜的光学系统的光线图，但光线图被简化为以二维表示。图2A和2B中示出的系统已经被设计为减少或可能地消除眩光。图2A示出到达物平面121的照明光线。图2B示出来自视场光阑113的虚像235的光束不进入目镜通道230，因为其被折叠镜117倾斜反射或遮蔽。换句话说，由物镜119的上表面的反射形成的视场光阑113的虚像235从目镜通道230遮蔽，从而减少或可能地消除由物镜的反射导致的眩光。

然而，如上所讨论的，当通过插入配件而修改CMO(如图9B所示)时，物镜的位置可能从被设计为减少或消除眩光的初始位置被移位，从而导致眩光减少设计变得低效率或甚至无用。现在参考图3A和3B，示出CMO显微镜的照明系统的示意性表示，物镜119被移位足够引入分束器的距离，例如基本以45度并基本跨整个物镜通光孔径。例如，与60mm直径物镜结合使用的45度分束器将通常要求物镜位置被轴向移位60mm。图3A和3B中的相似的附图标记指示关于如上讨论的图1至图2B示出的相似的元件，且为简洁起见在此不重复。

现在参考图3A和3B，图2的显微镜通过例如在物镜119上方放置扫描头被修改，以便物镜119被移位约60mm，加长显微镜的准直或“无限空间”内的路径长度。这可以发生在例如当OCT成像系统等被定位在显微镜系统的无限空间内时。如图3A所示，照明光线到达物平面121，几乎不变。然而，如图3B所示，由物镜240的上表面的反射形成的视场光阑235的虚像耦合进入目镜通道230，产生在物镜119被移位之前不存在的眩光380。换句话说，当物镜119被移位时，由物镜119形成的灯丝的虚像不再从目镜通道230遮蔽。因此，一些照明光线由物镜240的上表面反射并耦合进入目镜通道230，产生眩光380。

更仔细的检查揭示，仅从视场光阑113的顶部发出的光线(以虚线的圆示出的350；相对于图形方向并不必须指显微镜系统的物理顶部或底部)对眩光有贡献。因此，缩小或遮盖光阑113可以通过阻挡杂散眩光产生光线350而减少或消除眩光。这些眩光产生光线350还存在于照明场的边缘处。如将关于本发明概念的实施例而进一步讨论的，仔细的遮盖可以减少或可能地消除眩光，同时对照明场具有非常小的影响。

将理解的是，示于图1至3B的系统已经为了简明而被简化为二维表示，且因此不表达产生眩光的光线的圆周延伸。在实践中，仅视场光阑113的圆周的小部分需要被阻挡以减少或消除眩光。如将在下面所讨论的，这可以通过放置与原始视场光阑113相邻的新的视场光阑或掩膜实现。此掩膜减少或可能地消除眩光，同时只有对照明视场(FOV)的非常小的影响。

现在参考图4A和4B，将讨论具有和不具有根据在此讨论的实施例的眩光掩膜的照明FOV。图4A和4B是在具有安装的OCT装置等，因此如上讨论使物镜移位并干扰用于减少眩光的机构的情况下，通过助理目镜中的一个(具有最大量的眩光的目镜)获取的图像。图4A是当为了二向色耦合配件的安装需要被移位60mm的主物镜没有被安装眩光掩膜时，从测试显微镜获取的图像。如图4A所示，随着物镜被轴向移位，在FOV中观察到两个明亮的眩光热点480和481。如图4B所示，当视场光阑掩膜(眩光掩膜)然后被安装时，眩光已经在FOV中被掩膜完全地消除。如图4B所示，掩膜可以在FOV的底部区域中投射阴影。阴影的尺寸和形状取决于掩膜的尺寸和形状。用于产生图4B的图像的掩膜朝着显微镜的用户在FOV的底角投射两个小的局部阴影490和491。在具有典型显微镜的眼外科应用中，这些小的阴影将被相对于患者的头部名义上较高地定位，在眉毛处或之上，基本上在外科医生的可用视场之外，并因此相比于图4A中所示的两个明亮的光斑480和481，对外科可视化是潜在地较小破坏性的。图4A和4B中的图像是使用莱卡M844外科显微镜获得的。为提供比例，每个图像中的圆是36mm的直径，是眼睛的角膜的直径的三倍且比眼睑的鼻-颞宽度大50％。因此，本发明概念的实施例可以用于当在显微镜中安装改变显微镜的初始配置的装置时，减少或可能地消除眩光。例如，本发明概念的实施例可以用于减少或消除从在莱卡M844外科显微镜上安装EnFocus^TM光学相干断层成像装置、在另一共用主物镜显微镜上安装EnFocus^TM光学相干断层成像装置、或在类似的共用主物镜显微镜上安装其他类似配件而产生的眩光。

根据本发明概念的一些实施例的外科显微镜包括“无限空间”。这是在最后的物镜上方的空间。外科显微镜(例如，莱卡M844外科显微镜)提供将配件添加到显微镜的“无限空间”的能力。配件可以包括上述提到的配件或可以包括但不限于例如滤光器、视频照相机、波前分析系统、扫描激光检眼镜、自动屈光计、荧光成像系统、治疗激光传送系统等。配件(例如，光学相干断层成像(OCT)配件)至共用主物镜显微镜的无限空间的附加改变显微镜照明系统的眩光管理策略，如上所讨论的。

因此，根据在此讨论的实施例的眩光掩膜可以用于阻挡主照明光束的特定区域以减少或可能地消除如上所讨论的在目镜中被观察为眩光区域的、来自移位的主物镜(被配件移位)的背向反射。本发明概念的一些实施例提供被配置为被显微镜的滤光器狭槽容纳的眩光掩膜，如将关于图5A至8E所进一步讨论的。

如上所讨论的，仅反射光线的一些被反射回进入外科医生所使用的目镜中，因此仅光线的一些需要被眩光掩膜阻挡。因此，眩光掩膜可以具有许多形状因素并仍用于阻挡这些特定光线的目的。现在参考图5A至5C，将讨论根据本发明概念的一些实施例的眩光掩膜的三个不同实施例。示于图5A至5C的设计类型有效地减少或消除对所有目镜端口(例如测试显微镜莱卡M844的四个目镜端口)的眩光。图5A至5C中的掩膜的每个具有框架部分590和掩膜部分591。图5A示出具有21.5mm的直径的圆形遮挡掩膜。图5B示出在距孔径中心的径向距离10mm处与外接孔径的半径垂直的直线(straight)遮挡掩膜。图5C示出位于距孔径中心9.5mm的8mm宽并安装时与垂直成20度角的矩形遮挡掩膜。将理解的是，本发明概念的实施例不限于图5A至5B的掩膜配置且这些图仅被提供为示例。

特别地，根据本发明概念的另外的实施例示于图6A至6C中。图6A至6C示出条和标签掩膜之间的混合，在此称为部分条，并被设计为提供比标签更多的遮挡，同时寻求减少可能阻挡不对眩光有另外贡献的光线的全条配置中的光线阻挡。在不脱离本发明概念的范围的情况下，可以使用具有很多其他形状和尺寸的眩光掩膜的各种形状因素。

对眩光掩膜的视场光阑的孔径的减小的近似可以被如下考虑。如图3B所示，眩光源于具有显微镜物镜上的冲击的最大入射角的从视场光阑的边缘发出的光线。当显微镜物镜被轴向移位时，此一个或多个边缘光线从物镜的边缘朝着中心横越，且从物镜的表面的反射逃脱折叠镜的遮挡并变为潜在地有害的眩光光线。

适合的眩光掩膜增加当物镜被移位时从新的眩光减少视场光阑发出的新的边缘光线留在在其原始位置的透镜的原始边缘光线的边界内的可能性。现在参考图7，将讨论示出根据本发明概念的一些实施例的几何形状的表示，该几何形状被应用以在给出第一视场光阑、从第一视场光阑到视场的路径长度、和引起眩光感应反射的新分量的物镜的位移的知识的情况下，确定将抑制眩光的第二视场光阑的子午线的半径。

如图7所示，FD_1是沿边缘光线(当透镜被移位时，该光线最可能导致眩光)的子午线测量的原始视场光阑的直径。视场光阑FD_1位于距焦距FL的显微镜物镜的表面的距离L_0(包括折叠)处。根据在此位置的物镜，照明视场是FOV_0的直径，表示放大率M＝FOV_0/FD_1。在本发明概念的一些实施例中，FD_1具有直径30mm，具有175mm焦距透镜的FOV是55mm，M＝55/30＝1.83，物镜被移位距离dL＝60mm，且新的视场光阑FD_2位于距物镜新的距离dL+L_0处。如所示出的，为使新的边缘光线留在原始系统布设的无眩光边界内，新的边缘光线应当留在原始边缘光线的轨道内，且沿引起麻烦的子午线的视场光阑FD_2的直径应当在角2*φ的照明锥内。根据已知的量FD_1、L_0、FL和FOV_1，沿引起麻烦的子午线的新的视场光阑的直径FD_2可以由以下等式估计：

FD_2＝FD_1-2*h_2 等式1

其中FD_2是新的视场光阑的直径，FD_1是视场光阑的直径，且其中：

h2＝h1*(dL/L0) 等式2

其中dL是显微镜物镜的轴向位移且

h1＝m*L0 等式3

其中m是从光轴测量的边缘光线的斜率(注意：m不等于放大率M)且m由以下等式表示：

m＝(FOV1-FD1)/[2*(L0+FL)] 等式4

视场光阑1和视场光阑2的直径之间的关系可以被重写为如下：

FD2＝FD1*[1-(M-1)*dL/(L0+FL)] 等式5

最后，第二视场光阑的直径(或半径)相对原始视场光阑被以比例R缩小：

R＝[1-(M-1)*dL/(L0+FL)] 等式6

将理解的是，视场光阑的缩小是原始照明光学器件的放大率M、视场光阑和像平面之间的原始距离L_0+FL，和物镜的后续轴向位移dL的函数。

在本发明概念的一些实施例中，FL＝175mm；L_0＝100mm；FD_1＝30mm；FOV_1＝55mm；M＝1.833；m＝0.045；且dL＝60mm。因此，使用在上述列出的等式中使用这些变量，FD_2＝24.5mm且

FOV_2＝M*FD_2＝45mm 等式7

其中FOV_2是像平面中沿引起麻烦的子午线的方向的新的视场。注意，掩膜不必须是圆形对称的，且最小照明场减少R＝FOV_2/FOV_1仅需要沿对应于眩光感应边缘光线的成像子午线发生，且因此其还有利于仅考虑沿引起麻烦的方向的子午线半径，以便沿至少一个子午线的半径根据如下与原始视场光阑的半径相关：

FR_2＝FR_1-h_2 等式8

其中FR_2是沿眩光掩膜(或第二视场光阑)的关键子午线的最小半径且FR_1＝FD_1/2是沿第一视场光阑的相同子午线的半径。

现在参考图8A至8E，图8A是示出原始视场光阑的图；图8B是示出具有减小的子午线半径的圆形对称眩光掩膜或第二视场光阑的图；图8C是示出具有减小的子午线半径的非对称条眩光掩膜或第二视场光阑的图；图8D是示出具有减小的子午线半径的非对称标签眩光掩膜或第二视场光阑的图；且图8E是示出具有减小的子午线半径的非对称半条眩光掩膜或第二视场光阑的图。

视场光阑FD_2被定向以便从物镜的表面反射的、来自沿最小直径的子午线的视场光阑的边缘的边缘光线反射出用于中继通过显微镜的任意目镜通道的接受角之外。

在此讨论的掩膜具有不透明遮挡。将理解的是，不透明不是限定性要求。遮挡可以是是的光线随机化足以减少或消除眩光的影响，例如使用毛玻璃遮挡。可选地，遮挡可以偏转引起麻烦的边缘光线而不衰减他们。产生眩光掩膜的其他方式可以被设想为通过使用沿照明的传递路径的眩光掩膜作用以移除边缘光线的遮挡。

如上所简要讨论的，对外科显微镜的无限空间的配件的附加改变显微镜照明系统的眩光管理策略。因此，本发明概念的实施例提供可以安装在外科显微镜中的具有各种形状因素的眩光掩膜(视场光阑掩膜)。这些眩光掩膜减少或消除源于主物镜的修改位置的眩光，并对对象(患者)平面处的照明场具有非常小的影响。

上述参考方法、装置、系统和/或计算机程序产品的框图和/或流程图说明讨论了示例实施例。应当理解的是，框图和/或流程图说明的块、和框图和/或流程图说明中的块的组合可以由计算机程序指令实施。这些计算机程序指令可以被提供给通用目的计算机、特定目的计算机和/或其他可编程数据处理装置的处理器以产生机器，以便当经由计算机和/或其他可编程数据处理装置的处理器执行时，指令产生用于实施框图和/或流程图块(一个或多个)中指定的功能/行为的工具(功能)和/或结构。

这些计算机程序指令还可以被存储在可将计算机或其他可编程数据处理装置指向为以特定方式运作的计算机可读存储器中，以便存储在计算机可读存储器中的指令产生包括实施框图和/或流程图块(一个或多个)中指定的功能/行为的指令的制造品。

计算机程序指令还可以被加载到计算机或其他可编程数据处理装置上以导致待被在计算机或其他可编程装置上执行的一些列操作步骤，以产生计算机实施过程，以便在计算机或其他可编程装置上执行的指令提供用于实施在框图和/或流程图块(一个或多个)中指定的功能/行为的步骤。

相应地，示例实施例可以以硬件和/或软件(包括固件、常驻软件、微代码等)实施。此外，示例实施例可以采取由指令执行系统使用或与指令执行系统结合使用的，具有嵌入在介质中的计算机可用或计算机可读程序代码的计算机可用或计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式。在此文件的上下文中，计算机可用或计算机可读介质可以是由指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合使用的，可包含、存储、通信、传播或传输程序的任何介质。

计算机可用或计算机可读介质可以是，例如但不限于，电、磁、光、电磁、红外、或半导体系统、装置、设备或传播介质。计算机可读介质的更特别的示例(非穷尽列表)可以包括如下：具有一个或多个线的电连接、便携式计算机软盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)。注意，计算机可用或计算机可读介质甚至可以是程序打印其上的纸或其他适合的介质，如程序可以经由例如纸或其他介质的光学扫描而被电捕获，然后若必要以适合的方式被编译、解释或其他处理，然后被存储在计算机存储器中。

用于执行在此讨论的数据处理系统的操作的计算机程序代码可以以高级编程语言撰写，例如Java，AJAX(异步JavaSacript)、C和/或C++，用于开发方便。此外，用于执行示例实施例的操作的计算机程序代码还可以以其他编程语言撰写，例如但不限于，解释语言。一些模块或例行程序可以以汇编语言或甚至微代码撰写以增强性能和/或存储器使用。然而，实施例不限于特定的编程语言。将进一步意识到，程序模块的任意或全部的功能还可以使用离散硬件组件、一个或多个专用集成电路(ASIC)、或现场可编程门阵列(FPGA)、或编程的数字信号处理器、编程的逻辑控制器(PLC)、或微控制器来实施。

还应当注意的是，在一些可替换的实施例中，块中记录的功能/行为可以不以流程图中记录的顺序执行。例如，顺序地示出的两个块可以实际上基本同时地执行或块可以有时以相反的顺序执行，取决于所涉及的功能/行为。此外，流程图和/或框图的给定块的功能可以被分离成多个块和/或流程图和/或框图的两个或更多个块的功能可以被至少部分地集成。

在附图和说明书中，已经公开了本发明概念的示例性实施例。然而，可在基本不脱离本发明概念的原理的情况下对这些实施例做出许多变型和修改。相应地，尽管使用特定术语，但是其仅被用于通用性和描述性意义而非限制性目的，本发明概念的范围由所附的权利要求限定。

Claims (21)

1.一种用于外科显微镜的视场光阑，所述视场光阑沿显微镜照明系统的光轴被定位，所述视场光阑包括：

框架部分，被配置为由所述外科显微镜容纳；以及

非圆形对称掩膜部分，与所述框架部分集成，所述掩膜部分被对齐以便从所述显微镜的物镜的表面反射的、来自沿最小直径的子午线的所述视场光阑的边缘的边缘光线反射出用于中继通过所述显微镜的任意目镜通道的接受角之外。

2.如权利要求1所述的视场光阑，其中，所述掩膜部分包括具有沿至少一个子午线限制通光孔径的非圆形对称插入遮挡的最大通光孔径的圆形对称光阑。

3.如权利要求2所述的视场光阑，其中，所述插入遮挡包括约8mm宽并位于距孔径的中心约9.5mm处并与垂直成约20度的矩形遮挡掩膜。

4.如权利要求1所述的视场光阑，其中，所述掩膜部分被配置为由所述外科显微镜中的滤光器狭槽容纳。

5.如权利要求1所述的视场光阑，其中，所述外科显微镜包括所述外科显微镜的无限空间中的配件，所述配件的存在通过使所述外科显微镜的物镜的位置移位而改变所述外科显微镜的眩光管理系统。

6.如权利要求5所述的视场光阑，其中，所述掩膜部分被配置为阻挡照明束的部分以减少来自移位的物镜的背向反射。

7.一种用于控制外科显微镜的目镜中的眩光的系统，所述系统包括：

外科显微镜；以及

非圆形对称视场光阑，被配置为由所述外科显微镜容纳，所述视场光阑被配置为阻挡所述外科显微镜的照明束的部分以减少通过显微镜的目镜可见的所述显微镜的视场(FOV)中的眩光的区域。

8.如权利要求7所述的系统，其中，所述外科显微镜还包括物镜和所述物镜上方的无限空间，所述无限空间被配置为在其中容纳配件，并且所述配件的存在通过使所述外科显微镜的所述物镜的位置移位而改变所述外科显微镜的眩光管理系统。

9.如权利要求8所述的系统，其中，所述视场光阑被配置为阻挡照明束的部分以减少来自移位的物镜的背向反射。

10.如权利要求8所述的系统，其中，所述配件包括光学相干断层成像(OCT)配件。

11.如权利要求7所述的系统，其中，所述视场光阑包括具有沿至少一个子午线限制通光孔径的非圆形对称插入遮挡的最大通光孔径的圆形对称遮挡。

12.如权利要求11所述的系统，其中，所述插入遮挡包括约8mm宽并位于距孔径的中心约9.5mm处并与垂直成约20度的矩形遮挡掩膜。

13.如权利要求11所述的系统，其中，所述外科显微镜还包括滤光器狭槽，所述滤光器狭槽被配置为容纳所述眩光掩膜。

14.如权利要求7所述的系统，其中，所述视场光阑包括：

框架部分，被配置为由所述外科显微镜容纳；以及

掩膜部分，与所述框架部分集成，所述掩膜部分被配置为阻挡所述外科显微镜的照明束的部分。

15.一种外科显微镜，包括：

至少一个目镜；

物镜，光耦接至所述至少一个目镜；

准直空间，在所述至少一个目镜和所述物镜之间，其中所述准直空间被配置为在其中容纳光学配件，并且其中光学配件被光耦接至所述外科显微镜的成像路径；

照明系统，光耦接至所述外科显微镜的所述准直空间中，其中，来自所述照明系统的照明被指引沿着至少部分地包含在所述外科显微镜的所述准直空间内并穿过所述物镜的路径；以及

视场光阑和遮挡掩膜中的一个，位于所述照明系统内并在所述至少一个目镜的视场之外，其中所述视场光阑和所述遮挡掩膜中的一个阻挡、衰减或偏转从所述物镜的表面反射的来自所述照明系统的光线，以便反射光线通过所述至少一个目镜不是可见的。

16.如权利要求15所述的显微镜：

其中当所述外科显微镜在不具有耦接至所述显微镜的成像路径的光学配件的情况下操作时，第一视场光阑和第一遮挡掩膜中的一个位于所述照明系统的所述路径内；以及

当所述外科显微镜在具有耦接至所述显微镜的成像路径的光学配件的情况下操作时，第二视场光阑和第二遮挡掩膜中的一个位于所述照明系统的所述路径内。

17.如权利要求16所述的显微镜，其中，相对于当所述外科显微镜在不具有耦接至所述显微镜的成像路径的光学配件的情况下操作时所述物镜的轴向位置，当所述外科显微镜在具有耦接至所述显微镜的成像路径的光学配件的情况下操作时，所述物镜的位置沿所述物镜的光轴被移位距离dL。

18.如权利要求17所述的显微镜，其中，所述第二视场光阑和所述第二遮挡掩膜中的一个的半径尺寸相对于所述第一视场光阑的半径尺寸被缩小适合的比率R＝[1-(M-1)*dL/(L_0+FL)]，其中M是像平面处所述第一视场光阑的放大率，且L_0+FL是从第一视场光阑至第一物镜位置的路径长度L_0和所述物镜的焦距FL的和。

19.如权利要求18所述的显微镜，其中，所述配件包括光学相干断层成像(OCT)装置、扫描激光检眼镜装置、波前分析装置、自动屈光计装置、视频照相机和激光传送装置中的一个。

20.如权利要求19所述的显微镜，其中，所述第二视场光阑和遮挡掩膜中的一个是非圆形对称的。

21.如权利要求19所述的显微镜，其中，所述第二视场光阑和所述第二遮挡掩膜中的一个是圆形对称的。