CN109782426A - 3d医疗显微镜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种3D医疗显微镜，包含有一控制显微镜所需运作的控制单元、一具有一内容室的壳体，及置于该内容室的一第一镜头、一第二镜头、一反射单元、一驱动单元。该第一镜头及第二镜头呈同轴设置，该反射单元具有一第一反射面及一第二反射面，且位于该第一、二镜头之间，该第一反射面对应于该第一镜头，促使该第一镜头的一光轴转折而朝向一垂直方向投射，该第二反射面对应于该第二镜头，促使该第二镜头的一光轴转折而朝向该垂直方向投射。该驱动单元是由一驱动马达驱动该反射单元，使该反射单元沿着该垂直方向位移。

Description

3D医疗显微镜

技术领域

本发明涉及显微镜技术领域，特别是有关于一种运用在医学上可调整眼间距并消除视觉暗角，而且在切换倍率或镜头拍摄距离的过程中，整个画面能保持完全清晰与对位的3D医疗显微镜。

背景技术

以往用于医疗手术上的显微镜，主要是在机体前端的设置有一物镜组及至少两个接目镜组，该物镜组用以对于人体或组织进行影像的撷取，而各接目镜组是与该物镜组相连接，通过各接目镜组让使用者观察到该物镜组所撷取的影像。

然而，由于该物镜组内的镜头是一单一且固定型态的结构，因此，以往的显微镜只能提供同一深度的立体影像，并无法将人体某些区域的病变组织或血管清楚地呈现出来，导致医生仅能通过手动调整该显微镜机体的位置，或者只能凭借着经验及有限的影像资料进行显微手术，如此一来，不仅会影响手术操作的顺畅性，也会增加手术时间，也可能会在手术中产生误切其它部分，造成手术失误而引发医疗纠纷等问题。

基此，中国台湾公告第I580405号「轻量型3D立体手术显微镜装置」发明专利案，即揭露一种用于手术立体显微镜的可调变角度的双镜头装置，其包含有一外壳体、一影像组及一调整组。其中，该影像组设于该外壳体内且设有两镜头及一影像处理芯片，前述镜头是分别朝下且可转动地间隔设于该外壳体内，该影像处理芯片设于该外壳体内且与两个镜头电性连接，用以处理前述镜头所撷取的影像资料。而该调整组设于该外壳体内且设有两个调整单元，两个调整单元设于该外壳体内且位于两镜头的外侧，且两调整单元分别与两镜头相结合，各调整单元设有一驱动马达、一凸轮及一限位件，该驱动马达设有一驱动轴，该凸轮以偏心方式套设于该驱动马达的驱动轴上，且与一靠近该驱动马达的镜头的外表面相抵靠，该限位件与该外壳体及其中一镜头相结合，使该镜头可保持与该凸轮相抵靠而不分离。因此，当该凸轮相对应于该驱动轴转动时，该镜头会以其轴承座为轴心相对该外壳体转动，即可方便且即时地对于两镜头的角度进行调整，使调整后的两镜头产生不同景深，进而对于不同深度的三维复杂组织(器官)进行影像撷取，让医生能于手术过程中，能即时且清楚看到不同深度的三维复杂组织(器官)上病变的组织及血管，让医生在手术过程中可获得动态即时且具有不同深度影像的3D立体影像。

然而，现有的3D立体手术显微镜，固然已使用了双镜头来撷取影像，而且也可以切换倍率与调整拍摄角度，但是两个镜头是直接向下拍摄，所以能切换的倍率有限，也容易产生视觉上的暗角。更重要的是，经由偏摆镜头的方式虽然可以调整拍摄的角度，但是摆动式的镜头也造成对焦不易，进而影响对位与影像的清晰度(画面模糊)，且在每一次调整后，还要利用定位器来校正镜头倾角，操控上相当不容易且麻烦。此外，现有的3D立体手术显微镜为了控制两个镜头，还设置了两组调整单元，不但会占用手术空间，更造成显微镜整个体积相对扩增，容易遮挡医师的操作视线，而不利于手术的进行。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种3D医疗显微镜，是将左右方位的第一、二镜头采用一直线设置，再经由反射单元将光轴向下投射，故在切换倍率时，镜头固定不需移动或倾斜，即可调整不同景深，并且达到调整眼间距并消除视觉暗角的使用功效。

本发明的另一目的在于提供一种3D医疗显微镜，由于镜头采水平设置，整体机组采用扁平架构，不仅较不占空间，且不会遮挡操作视线。

本发明的次一目的在于提供一种的3D医疗显微镜，只使用一组驱动单元即能控制两各镜头的运作，结构简洁，可节省空间之外，还兼具有降低成本之效。

本发明的再一目的在于提供一种3D医疗显微镜，借由遥控单元以遥控方式调整倍率及显微镜的所有控制功能，操作简易又便利，相较于以往3D医疗显微镜采用手动调整倍率，本发明较不影响手术的进行。

基于此，本发明主要采用下列技术手段，来实现上述目的。

一种3D医疗显微镜，包含：一控制显微镜所需运作的控制单元；一壳体，具有一内容室；一第一镜头，安置在前述内容室，并与该控制单元电连接；一第二镜头，安置在前述内容室，并与该控制单元电连接，该第二镜头与该第一镜头是呈同轴设置；一反射单元，具有一第一反射面及一第二反射面，安置在前述内容室，并位于该第一镜头及该第二镜头中间，该第一反射面对应于该第一镜头，促使该第一镜头的一光轴转折而朝向一垂直方向投射，该第二反射面对应于该第二镜头，促使该第二镜头的一光轴转折而朝向该垂直方向投射；及一驱动单元，与该控制单元电连接，并具有一驱动该反射单元的驱动马达，使该反射单元的第一反射面及该第二反射面沿着该垂直方向同步位移。

进一步，该驱动单元还包含一滑轨及一滑座，该第一反射面及该第二反射面是安置在该滑座上，该驱动马达带动该滑座使其在该滑轨上沿垂直方向作线性位移，使该第一反射面及该第二反射面分别相对于该第一镜头的光轴及该第二镜头的光轴，产生不同景深。

进一步，该驱动单元还包含一齿轮及一齿条，该齿轮与该驱动马达连接，该齿条固定于该滑座上，借该驱动马达带动齿轮转动，并连动该齿条，使该滑座、该第一反射面及该第二反射面作相对的线性位移。

进一步，该驱动单元还包含一凸轮及一推块，该凸轮与该驱动马达连接，该推块接触于凸轮且固定于该滑座上，借该驱动马达带动凸轮转动，并连动该推块，使该滑座、该第一反射面及该第二反射面作相对的线性位移。

进一步，该驱动单元还包含一涡轮、涡杆及一组接座，该涡轮与该驱动马达连接，该涡杆组装于该组接座上，该组接座则固定于该滑座上，借该驱动马达带动涡轮转动，并连动该涡杆、组接座，使该滑座、该第一反射面及该第二反射面作相对的线性位移。

进一步，该反射单元的第一反射面及第二反射面分别是一反射镜，两者组成V形而安置在该滑座上，使得该第一反射面倾斜对应于该第一镜头，而该第二反射面倾斜对应于该第二镜头。

进一步，该反射单元是一棱镜，该第一反射面及第二反射面呈V形安置在该滑座上，使得该第一反射面倾斜对应于该第一镜头，而该第二反射面倾斜对应于该第二镜头。

进一步，该驱动马达为伺服马达、步进马达或超音波马达的任一种。

进一步，所述的3D医疗显微镜还包含一照明灯组，该照明灯组装设在该第一反射面及该第二反射面的下方。

进一步，所述的3D医疗显微镜还包含一遥控单元及一接收单元，该接收单元安置于该壳体上并与该控制单元电连接，该遥控单元经由蓝牙传输方式操控该驱动单元运行，以连动该第一反射面及该第二反射面作线性位移，并控制第一镜头及第二镜头的倍率。

进一步，所述的3D医疗显微镜还包含一安置在前述内容室的固定板，该驱动单元载设在该固定板上。

进一步，所述的3D医疗显微镜还包含至少一握把，该握把是固定在该壳体的一外侧面。

采用上述技术手段后，相较于现有技术在调控镜头角度的不易与不便；在本发明的3D医疗显微镜中，由于该第一镜头及第二镜头采用水平一直线架设，且通过位于左右两侧的第一反射面及第二反射面光轴转折向下投射，以使切换倍率与拍摄距离的过程中，第一镜头第二镜头完全固定不动，不需移动或倾斜，所以左右影像整个画面可以完全清晰与对位，而通过该遥控单元操控3D医疗显微镜作倍率切换时，使用遥控单元作遥控操作不仅操作简易又便利，更借由驱动马达传动齿轮、齿条，即能连动该滑座致使第一反射面及第二反射面沿垂直方向作线性位移，其控制方式只是通过由上下位移的调整，即可调变不同深浅的景深，结构简洁且操控容易，不但能达到调整眼间距之效，还能有效消除视觉的暗角，故发挥出极大的使用效益。此外，在本案中，借由单一驱动单元即可控制两个镜头的光轴角度以调整倍率，故可缩减整体组件及占用空间，并且兼具节省成本之效。

附图说明

图1为本发明3D医疗显微镜一较佳实施例的组合图。

图2为该3D医疗显微镜的局部组合图，是显示该滑轮及该滑条位于上始点的组合状态。

图3为相类似于图2的视图，是显示该滑条的沿着垂直方向线性位移的组合状态。

图4为该反射单元的第一反射面及第二反射面产生浅景深投射的示意图。

图5为该反射单元的第一反射面及第二反射面产生深景深投射的示意图。

图6为是一局部放大图，是显示该反射单元是一棱镜。

图7为相类似于图2的视图，是显示以该凸轮传动该滑座及反射单元的示意图。

图8为相类似于图2的视图，是显示以该涡轮、涡杆传动该滑座及反射单元的示意图。

图9为该3D医疗显微镜的外观图。

图10为该3D医疗显微镜的底视图。

【符号说明】

10 壳体 11 内容室

12 外侧面 20 第一镜头

21 CCD 22 光轴

30 第二镜头 31 CCD

32 光轴 40 反射单元

41 第一反射面 42 第二反射面

50 反射单元 51 第一反射面

52 第二反射面 60 驱动单元

61 驱动马达 62 滑轨

63 滑座 64 齿轮

65 齿条 66 凸轮

67 推块 68 涡轮

69 涡杆 691 组接座

70 固定板 71 第一侧面

72 第二侧面 80 照明灯组

90 握把 100 控制单元

200 遥控单元 210 接收单元。

具体实施方式

参照图1所示，本发明3D医疗显微镜的一较佳实施例，包含有一控制单元100、一壳体10、一第一镜头20、一第二镜头30、一反射单元40及一驱动单元60。

该控制单元100，是一控制电路，并控制3D医疗显微镜所需的运作。

该壳体10，具有一内容室11。

该第一镜头20，安置在前述内容室11，并与该控制单元100电连接。

该第二镜头30，安置在前述内容室11，并与该控制单元100电连接。该第二镜头30与该第一镜头20位于同一水平轴线L1上。本实施例中，该第一镜头20及第二镜头30呈相对设置，且两者均是内变焦的镜头，内部各设有一CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合组件) 21、31，分别让该第一镜头20及第二镜头30产生一光轴22、32。

该反射单元40，具有一第一反射面41及一第二反射面42，安置在前述内容室11，并位于该第一镜头20及该第二镜头30中间，该第一反射面41对应于该第一镜头20，促使该第一镜头20的光轴22转折而朝向一垂直方向L2投射，该第二反射面42对应于该第二镜头30，促使该第二镜头30的光轴32转折而朝向该垂直方向L2投射。

参照图1及图2，该驱动单元60，与该控制单元100电连接，并由一驱动马达61驱动该第一反射面41及该第二反射面42，使两者沿着该垂直方向L2同步位移。本实施例中，该驱动马达61为伺服马达、步进马达或超音波马达的任一种，且该驱动单元60还包含一滑轨62、一滑座63、一齿轮64及一齿条65，该齿轮64与该驱动马达61连接，该齿条65固定于该滑座63上，该反射单元40的第一反射面41及第二反射面42分别是一各自独立的反射镜，该第一反射面41及该第二反射面42组合成V形而安置在该滑座63上，当该驱动马达61受动而运转，则带动该滑座63使其在该滑轨62上沿垂直方向L2作线性位移，以使该第一反射面41及该第二反射面42分别相对于该第一镜头20的光轴22及该第二镜头30的光轴32，产生不同景深(见图4及图5)。

另外，如图6所示，该反射单元50可由一V型的棱镜所取代，该第一反射面51及第二反射面52呈V形安置在该滑座63上，以使得该第一反射面51倾斜对应于该第一镜头20，而该第二反射面52倾斜对应于该第二镜头30，以产生与前述相同的使用效果，不再赘述。

进一步，如图1、图2，本发明的3D医疗显微镜，还包含有一固定板70、一照明灯组80，及至少一握把90，该固定板70是安置在该壳体10的内容室11，提供载设各个组件，本实施例中，该控制单元100、该第一镜头20、该第二镜头30、该反射单元40的第一反射面41及该第二反射面42、该驱动马达61、该滑轨62、该滑座63是载设于该固定板70的一第一侧面71上，而该齿轮64及齿条65则载设于该固定板70的一第二侧面72上。如图10所示，该照明灯组80是装设在该第一反射面41及该第二反射面42的下方，由多个灯具呈环状排列，以致使照明灯组80的光源环绕在光轴22、32外侧(如图4、图5)，以提供作为辅助灯具来使用。而该握把90是固定在该壳体10的一外侧面12，本实施例中，是绘示出两个握把90，分别固定在该壳体10左右两侧的外侧面12上，以方便于操作者抓握。

其次，如图1及图9所示，本发明的3D医疗显微镜，还包含一遥控单元200及一接收单元210，该接收单元210安置于该壳体10上并与该控制单元100电连接，该遥控单元200经由蓝牙(Bluetooth)传输方式操控该驱动单元60运行，以连动该第一反射面41及该第二反射面42作线性位移，并控制第一镜头20及第二镜头30的倍率。实际上，该遥控单元200主要是以无线操控方式控制3D医疗显微镜的所有运作，还包含能控制照明灯组80的亮灭等功能，由于遥控单元200的控制方式并非本发明主要诉求重点，故不再详述其操作功能。

至于，本发明的重要特征及操作模式，如图2及图4所示，该第一反射面41及该第二反射面42位于初始位置时，该第一镜头20及第二镜头30的光轴22、32沿水平轴线L1分别照射在该第一反射面41及第二反射面42上，经由该第一反射面41及第二反射面42将光轴22、32朝向该垂直方向L2投射，此时为3D医疗显微镜处于浅景深的使用模式，这时该齿条65位于上始点位置。如图3及图5所示，当该驱动马达61受控而产生旋转，该齿轮64同步运转并且传动该齿条65沿者垂直方向L2位移，此时，该齿条65同时带动该滑座63、该反射单元40的第一反射面41及该第二反射面42向下位移，此时，该第一镜头20及第二镜头30的光轴22、32受到该第一反射面41及第二反射面42更宽广的镜面所投射之下，光轴22、32的景深会加大，若该第一反射面41及该第二反射面42被位移至下始点位置，则会获得最深景深的使用模式。

其次，在如图2、图3中，该驱动单元60是以齿轮64及齿条65来连动反射单元，如图7所示，该驱动单元60亦可使用一凸轮66及一推块67来作连动，将该凸轮66连接于该驱动马达61连接，该推块67接触于凸轮66且固定于该滑座63上，以借该驱动马达61带动凸轮66转动，并连动该推块67，致使该滑座63、该第一反射面41及该第二反射面42作相对的线性位移。再如图8所示，该驱动单元60还可使用一涡轮68、一涡杆69及一组接座691来作连动，将该涡轮68与该驱动马达61连接，该涡杆69组装于该组接座691上，该组接座691则固定于该滑座63上，以借该驱动马达61带动涡轮68转动，并连动该涡杆69、组接座691，致使该滑座63、该第一反射面41及该第二反射面42作相对的线性位移，并达到与前述相同的使用功效。

归纳上述，相较于现有技术在调控镜头角度的不易与不便；在本发明的3D医疗显微镜中，由于该第一镜头20及第二镜头30采用水平一直线架设，且通过位于左右两侧的第一反射面41(51)及第二反射面42(52)光轴转折向下投射，以使显微镜在切换倍率与拍摄距离的过程中，第一镜头20及第二镜头30完全固定不动，不需移动或倾斜，所以左右影像整个画面可以完全清晰与对位，而通过该遥控单元200操控3D医疗显微镜作倍率切换时，使用遥控单元200作遥控操作不仅操作简易又便利，更借由驱动马达61传动齿轮64、齿条65，即能连动该滑座63致使第一反射面41(51)及第二反射面42(52)沿垂直方向L2作线性位移，其控制方式只是通过由上下位移的调整，即可调变不同深浅的景深，结构简洁且操控容易，不但能达到调整眼间距之效，还能有效消除视觉的暗角，故发挥出极大的使用效益。此外，在本发明中，借由单一驱动单元即可控制两个镜头的光轴角度以调整倍率，故可缩减整体组件及占用空间，并且兼具节省成本之效。

值得一提的是，本发明的3D医疗显微镜的第一镜头20及第二镜头30位于水平轴在线的设置方式，促使整个机组呈现扁平架构，当使用在手术室时，不论是被活动式的支撑架所架设，或是装设在手术室的天花板上，均较不占空间，不会遮挡操作视线，而且还可增加上下位置的操作空间，让景深的调整拉得更大，以发挥最大的使用效能。

以上所述，仅为本发明的一个较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (9)

1.一种3D医疗显微镜，其特征在于，包含：

一控制显微镜所需运作的控制单元；

一壳体，具有一内容室；

一第一镜头，安置在前述内容室，并与该控制单元电连接；

一第二镜头，安置在前述内容室，并与该控制单元电连接，该第二镜头与该第一镜头是呈同轴设置；

一反射单元，具有一第一反射面及一第二反射面，安置在前述内容室，并位于该第一镜头及该第二镜头中间，该第一反射面对应于该第一镜头，促使该第一镜头的一光轴转折而朝向一垂直方向投射，该第二反射面对应于该第二镜头，促使该第二镜头的一光轴转折而朝向该垂直方向投射；及

一驱动单元，与该控制单元电连接，并具有一驱动该反射单元的驱动马达，使该反射单元的第一反射面及该第二反射面沿着该垂直方向同步位移。

2.如权利要求1所述的3D医疗显微镜，其特征在于：该驱动单元还包含一滑轨及一滑座，该第一反射面及该第二反射面是安置在该滑座上，该驱动马达带动该滑座使其在该滑轨上沿垂直方向作线性位移，使该第一反射面及该第二反射面分别相对于该第一镜头的光轴及该第二镜头的光轴，产生不同景深。

3.如权利要求2所述的3D医疗显微镜，其特征在于：该驱动单元还包含一齿轮及一齿条，该齿轮与该驱动马达连接，该齿条固定于该滑座上，借该驱动马达带动齿轮转动，并连动该齿条，使该滑座、该第一反射面及该第二反射面作相对的线性位移。

4.如权利要求2所述的3D医疗显微镜，其特征在于：该驱动单元还包含一凸轮及一推块，该凸轮与该驱动马达连接，该推块接触于凸轮且固定于该滑座上，借该驱动马达带动凸轮转动，并连动该推块，使该滑座、该第一反射面及该第二反射面作相对的线性位移。

5.如权利要求2所述的3D医疗显微镜，其特征在于：该驱动单元还包含一涡轮、涡杆及一组接座，该涡轮与该驱动马达连接，该涡杆组装于该组接座上，该组接座则固定于该滑座上，借该驱动马达带动涡轮转动，并连动该涡杆、组接座，使该滑座、该第一反射面及该第二反射面作相对的线性位移。

6.如权利要求1所述的3D医疗显微镜，其特征在于：该反射单元的第一反射面及第二反射面分别是一反射镜，两者组成V形而安置在该滑座上，使得该第一反射面倾斜对应于该第一镜头，而该第二反射面倾斜对应于该第二镜头。

7.如权利要求1所述的3D医疗显微镜，其特征在于：该反射单元是一棱镜，该第一反射面及第二反射面呈V形安置在该滑座上，使得该第一反射面倾斜对应于该第一镜头，而该第二反射面倾斜对应于该第二镜头。

8.如权利要求1所述的3D医疗显微镜，其特征在于：该驱动马达为伺服马达、步进马达或超音波马达的任一种。

9.如权利要求1所述的3D医疗显微镜，其特征在于：还包含一照明灯组，该照明灯组装设在该第一反射面及该第二反射面的下方。