CN113721356B - 一种医用显微镜 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种医用显微镜，包括壳体、观察单元、照明单元，观察单元包括设置在观察光路上的大物镜；照明单元包括第一照明单元、第二照明单元，第一照明单元包括第一光源，第二照明单元包括第二光源，第一照明单元、第二照明单元均设置在壳体内，并分别位于大物镜的两侧；第一照明单元还包括用于调节第一光源射出光线角度的第一调节组件，和/或第二照明单元还包括用于调节第二光源射出光线角度的第二调节组件。本发明可提供充足照明，成本低，寿命长，功耗小；内置装置小型轻量，结构紧凑；内部机构简单，光路不复杂，内部空间占用小；亮度调节多样化，叠加准确。

Description

一种医用显微镜

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，特别是涉及一种医用显微镜。

背景技术

在医疗领域内，无论是手术显微镜还是牙科显微镜都需要较好的照明条件。手术显微镜主要适用于手术过程中对微细血管和神经的缝合、其它需要借助于显微镜进行的精细手术或检查，其检查时的光线强度直接影响使用者的观察。照明光学系统是手术显微镜的重要组成部分，为手术过程提供清晰、明亮的操作视野和观察细节。

手术显微镜的照明方式分为内照明和外照明。现有技术有的采用外置照明装置，外置照明装置通常通过导光束将光线导入显微镜镜身，再通过照明光学系统投射在物面上，由于光纤的大幅损耗，其光源一般采用大功率的氙灯、卤素灯或LED模组，机械、电气结构复杂，成本高，寿命短，功耗大。有的采用内置照明装置，内照明的照明光束由显微镜本体内射出，由安置在手术显微镜内的光源、光缆及部分光学元件所组成，且大部分只能提供单色光照明，存在光照输出质量不高的缺陷。

参见公开号为CN210666182U的专利公开了一种外置照明装置及手术显微镜，其通过将外置照明装置连接至显微镜镜身的底部，从显微镜镜身引出电源线与外置照明装置的灯完成电连接。照明时：灯发出的光线通过聚光镜、投射镜、反光镜从光线射出口投射至待观察的物面上，实现照明。虽然该结构可提供充足、角度可调的照明，并且成本低，寿命长，功耗小、可根据需要安装和拆卸在显微镜镜身上，但是由于外置照明装置通常安装在显微镜镜身的底部，而显微镜镜身的底部是观察区域，增加了外置照明装置就会压缩观察区域，对观察的视野，显微镜操作的灵活性都会造成影响。

参见公开号为CN209879129U的专利公开了一种手术显微镜，其通过在手术显微镜镜身内同时第一照明组件、第二照明组件，第一照明组件通过导光束将第一照明光源的光线引出，第二照明组件通过照明镜组将第二照明光源的光线引出。照明时，第一照明组件、第二照明组件同时对观察物形成照明。虽然该结构利用导光束可灵活弯曲的特点，易于布置在显微镜镜身内部，使得可根据不同手术对照明方式的需求来方便的设置，减少了照明光路上光学镜组的设置数量，避免了复杂的照明结构，不增大显微镜镜身的体积，但是第一照明组件、第二照明组件的射出光线不可调，无法确保第一照明组件、第二照明组件照出的光线能够重合，达到最清晰的照明效果。

此外，手术时需要更好的照明条件时，而光线亮度调节也达到极限，这时就需要增加LED照明光源，但与此同时也会带来许多问题例如体积大、占空间、光路复杂，内部结构复杂等等。

发明内容

本发明的目的是提供一种医用显微镜。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种医用显微镜，包括壳体、设置在所述的壳体内部的观察单元、照明单元，所述的观察单元包括设置在观察光路上的物镜组，所述的物镜组包括大物镜；所述的照明单元包括第一照明单元、第二照明单元，所述的第一照明单元包括设置在第一照明光路上的第一光源，所述的第二照明单元包括设置在第二照明光路上的第二光源，所述的第一照明单元、第二照明单元均设置在所述的壳体内，并分别位于所述的大物镜的两侧；所述的第一照明单元还包括设置在所述的第一照明光路上用于调节所述的第一光源射出光线角度的第一调节组件，和/或所述的第二照明单元还包括设置在所述的第二照明光路上用于调节所述的第二光源射出光线角度的第二调节组件。

优选地，所述的第一光源射出的光线经所述的大物镜射出所述的壳体。

进一步优选地，所述的壳体上开设有光源出射孔，所述的第二光源射出的光线经所述的光源出射孔射出所述的壳体，所述的第一光源、第二光源射出的光线由各自的光学元件到达工作区域实现光源叠加，为工作区提供照明；在该结构下，所述的第二照明单元与所述的物镜组可以相对分散的设置，不会对所述的物镜组的上方的视角进行分割（遮挡），但会增大所述的壳体的整体体积。

进一步优选地，所述的第二光源射出的光线经所述的大物镜射出所述的壳体，所述的第一光源、第二光源射出的光线由各自的光学元件后一起经过所述的大物镜到达工作区域，同样能够提高光照输出质量；在该结构下，所述的第二照明单元会部分设置在所述的大物镜的上方，会对所述的物镜组的上方的视角进行分割（遮挡部分区域），但所述的第二照明单元与所述的物镜组之间设置相对紧凑，减小所述的壳体的整体体积。

优选地，所述的第二光源射出光线的中心轴与所述的大物镜的中心轴之间形成大于0°小于90°的夹角，即所述的第二光源射出光线相对所述的大物镜的中心轴是倾斜射出的，无需设置转向镜组。

优选地，所述的第一调节组件包括反射镜，所述的反射镜可转动的设置，所述的第一光源射出的光线经所述的反射镜的反射后射出，通过对所述的反射镜进行转动调节，确保所述的第一光源射出的光线到达准确的工作区域，与所述的第二光源射出光线配合叠加。

进一步优选地，所述的大物镜包括固定部、移动部，所述的移动部可在所述的壳体的上下方向上移动，且当所述的移动部移动时带动所述的反射镜转动，所述的固定部、移动部上下设置，所述的移动部位于所述的固定部的下方。

进一步优选地，所述的物镜组包括可移动设置的物镜座、连接在所述的物镜座上的滚动件，所述的移动部设置在所述的物镜座上；所述的第一调节组件还包括可转动设置的反射镜座，所述的反射镜设置在所述的反射镜座上，所述的反射镜座具有滚动面，所述的滚动面相对所述的壳体的上下方向倾斜设置，所述的反射镜座相对所述的滚动面的另一面上连接有给予所述的反射镜座朝滚动面一侧弹性力的弹性件，所述的物镜座上的滚动件抵在所述的反射镜座的滚动面上。

优选地，所述的第二调节组件包括投射镜，所述的投射镜可在垂直于所述的第二光源射出光线中心轴的平面上移动，所述的第二光源射出的光线经所述的投射镜射出。

进一步优选地，所述的第二光源射出的光线不进行反射直接射出所述的壳体，光路的方向不发生变化，缩短了光路，减少了光学镜片的数量。

进一步优选地，所述的第二调节组件还包括驱动源、与所述的驱动源传动连接的导向件，所述的投射镜设置在所述的导向件上。

进一步优选地，所述的第二调节组件还包括传动组件，所述的传动组件包括套设在所述的驱动源输出端的齿轮、与所述的齿轮相啮合的齿条，所述的齿条设置在所述的导向件上，具体给出了一种通过所述的齿轮、齿条带动所述的导向件的移动。

进一步优选地，所述的第二调节组件还包括设置在所述的导向件移动极限位置的限位件，避免所述的导向件移出设定的位置。

优选地，所述的移动部可在所述的壳体的上下方向上移动，且当所述的移动部移动时，所述的投射镜同步移动。

进一步优选地，所述的显微镜还包括驱动所述的移动部移动的第一驱动电机，所述的第一驱动电机设置有编码器；所述的第二调节组件还包括驱动所述的投射镜移动的第二驱动电机，所述的编码器与所述的第二驱动电机通信连接，可以直接通过所述的编码器把所述的移动部的位移信号转换成电信号，发送给所述的第二驱动电机，从而所述的第二驱动电机可以根据所述的移动部的移动距离向所述的投射镜输出对应的动力，使所述的投射镜进行精准的移动。

优选地，所述的第一照明单元位于所述的大物镜的后侧，所述的第二照明单元位于所述的大物镜的前侧。

优选地，所述的第一照明单元还包括设置在所述的第一照明光路上的滤光组件，所述的滤光组件包括一个或多个滤光片，多个所述的滤光片能够切入或切出所述的第一照明光路，可以根据需要提供更多颜色的照明，如所述的滤光片包括绿色滤光片、橙色滤光片。

优选地，所述的第一光源、和/或所述的第二光源为LED灯，选用所述的LED灯相对于卤素灯能耗更低，寿命更长，稳定性好，尺寸小，相对涉及到的结构也会更加紧凑，不会太占空间。

优选地，所述的医用显微镜包括手术显微镜、牙科显微镜。

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：

1、可提供充足照明，成本低，寿命长，功耗小；

2、内置装置小型轻量，结构紧凑；

3、内部机构简单，光路不复杂，内部空间占用小；

4、亮度调节多样化，叠加准确。

附图说明

附图1为实施例一中壳体的内部结构示意图；

附图2为实施例一中壳体的仰视示意图；

附图3为实施例一中物镜组与第一调节组件的配合示意图；

附图4为实施例一中第二照明单元的结构示意图；

附图5为实施例二中壳体的内部结构示意图。

以上附图中：

1、壳体；10、光源出射孔；20、物镜座；21、移动部；22、导柱；23、连接块；24、滚动件；3、第一照明单元；30、第一光源；31、反射镜；32、反射镜座；33、摆动块；330、滚动面；34、转点；4、第二照明单元；40、第二光源；41、投射镜；42、散热座；43、第二驱动电机；440、齿轮；441、齿条；45、导向件；46、限位件。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一：

一种医用显微镜，医用显微镜可以为手术显微镜、牙科显微镜等，本实施例以手术显微镜为例，图1示出的是显微镜镜身壳体1，壳体1内部设置观察单元、照明单元。具体的说：

观察单元包括设置在观察光路上的目镜组、光学镜组、变倍光阑、物镜组等。在本实施例中：物镜组包括物镜座20、设置在物镜座20上的大物镜、沿壳体1上下方向延伸的导柱22以及第一驱动电机，大物镜包括上下设置的固定部、移动部21两者镜片，移动部21位于固定部的下方，物镜座20设置在导柱22上，第一驱动电机22与物镜座20连接驱动其可以在壳体1的上下方向上移动，使得移动部21在（复消色差F=200-450mm）可调节范围内，使其调节到达到最佳观察位置。

照明单元包括第一照明单元3（主照明）、第二照明单元4（辅助照明），第一照明单元3、第二照明单元4均设置在壳体1内，并分别位于大物镜的两侧，具体为第一照明单元3位于大物镜的后侧（图示左侧），第二照明单元4位于大物镜的前侧（图示右侧）。第一照明单元3、第二照明单元4的光线射出壳体1后最终汇聚，实现光源上的叠加，使得照明质量更高。

第一照明单元3包括设置在第一照明光路3上的第一光源30、用于调节第一光源30射出光线角度的第一调节组件，第一光源30射出的光线依次经第一调节组件、大物镜射出壳体1。

第一调节组件包括反射镜31，反射镜31可转动的设置，第一光源30射出的光线经反射镜31的反射后射出，通过对反射镜31进行转动调节，确保第一光源30射出的光线到达准确的工作区域。

在本实施例中：移动部21在上下移动调节时带动反射镜31转动。以下具体举了一种实现移动部21移动带动反射镜31转动的结构：

如图2所示：物镜座20上连接有连接块23，连接块23上连接有滚动件24，如轴承等。第一调节组件还包括可转动设置的反射镜座32，反射镜31设置在反射镜座32上，反射镜座32上连接有摆动块33，反射镜座32、摆动块33均可以绕转点34转动（图示转点34位于摆动块33的上端），反射镜座32、摆动块33也可以是一体设置的。摆动块33具有滚动面330，滚动面330相对壳体1的上下方向倾斜设置，朝靠近大物镜一侧倾斜，物镜座20上的滚动件24抵在摆动块33的滚动面330上；摆动块33相对滚动面330的另一面上连接有给予摆动块33朝滚动面330一侧弹性力的弹性件，弹性件可以连接在如壳体1上。当物镜座20在导柱22上上下移动时，带动连接块23上的滚动件24在摆动块33的滚动面330上上下滚动，使得反射镜座32绕转点34转动，即反射镜31也随之转动调节，光学位置也随之变化。通常，反射镜31的转动幅度较小，一般在2°左右。

此外，第一照明单元还包括设置在第一照明光路上的滤光组件，滤光组件包括一个或多个滤光片，多个滤光片能够切入或切出第一照明光路，可以根据需要提供更多颜色的照明，如滤光片包括绿色滤光片、橙色滤光片。具体可以采用转盘实现滤光片的切换或切入、切出。

第二照明单元包括设置在第二照明光路上的第二光源40、用于调节第二光源40射出光线角度的第二调节组件，第二光源40射出光线的中心轴与大物镜的中心轴之间形成大于0°小于90°的夹角，如30°、45°、60°等，即第二光源40射出光线相对大物镜的中心轴是倾斜射出的，无需设置转向镜组。在本实施例中：壳体1上开设有光源出射孔10，第二光源40射出的光线依次经第二调节组件、光源出射孔10射出壳体1，在该结构下，第二照明单元4与物镜组可以相对分散的设置，不会对物镜组的上方的视角进行分割（遮挡），但会增大壳体的整体体积。

第二调节组件包括投射镜41，投射镜41可在垂直于第二光源40射出光线中心轴的平面上移动，第二光源40射出的光线经投射镜41后射出，通过对投射镜41进行移动调节，确保第二光源40射出的光线到达准确的工作区域。

如图3所示：第二调节组件还包括散热座42、第二驱动电机43、与第二驱动电机43传动连接的传动组件、与传动组件相连接的导向件45以及限位件46。第二光源40设置在散热座42上，传动组件包括套设在第二驱动电机43输出端的齿轮440、与齿轮440相啮合的齿条441，齿条441设置在导向件45上并沿导向件45的移动方向延伸。调节时：第二驱动电机43驱动齿轮440转动，带动与之啮合的齿条441移动，从而带动导向件45移动，实现投射镜41位置的调节，限位件46则可避免导向件45移出设定的位置。

在本实施例中：移动部21在上下移动调节时，投射镜41同步移动。以下具体举了一种实现移动部21移动带动投射镜41移动的方式：

驱动物镜座20移动的第一驱动电机设置有编码器，编码器与第二驱动电机通信连接，可以直接通过编码器把移动部21的位移信号转换成电信号，发送给第二驱动电机，从而第二驱动电机可以根据移动部的移动距离向投射镜输出对应的动力，使投射镜41进行精准的移动。

这样，移动部21在上下移动调节时，通过机械传动的方式带动反射镜31转动调节，通过信号控制的方式带动投射镜41移动调节。在使用时，根据医用所需，可以通过调节变倍光阑口径大小的变化、反射镜31、投射镜41的调节从而实现光斑大小调节比例增大，同时亮度提高，也可通过第一照明单元3、第二照明单元4射出的光线叠加在一起，能使亮度提高。

第一光源30、和/或第二光源40为LED灯，选用LED灯相对于卤素灯能耗更低，寿命更长，稳定性好，尺寸小，相对涉及到的结构也会更加紧凑，不会太占空间。第一光源30、第二光源40的开关可以通过触点开关进行电气切换，或用微动开关给出控制信号。正常情况下开启第一照明单元3，第二照明单元4能够起到一个备用光源、增加光源亮度的作用，最终是能够达到极佳的照明效果。

实施例二：

本实施例与实施例一基本相同，不同之处在于：本实施例中：第二光源40射出的光线经大物镜射出壳体，第一光源30、第二光源41射出的光线由各自的光学元件后一起经过大物镜到达工作区域，同样能够提高光照输出质量。但是，在该结构下，第二照明单元4会部分设置在大物镜的上方，会对物镜组的上方的视角进行分割（遮挡部分区域），但第二照明单元4与物镜组之间设置相对紧凑，减小壳体1的整体体积。

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 (15)

1.一种医用显微镜，包括壳体、设置在所述的壳体内部的观察单元、照明单元，所述的观察单元包括设置在观察光路上的物镜组，所述的物镜组包括大物镜；所述的照明单元包括第一照明单元、第二照明单元，所述的第一照明单元包括设置在第一照明光路上的第一光源，所述的第二照明单元包括设置在第二照明光路上的第二光源，其特征在于：所述的第一照明单元、第二照明单元均设置在所述的壳体内，并分别位于所述的大物镜的两侧；所述的第一照明单元还包括设置在所述的第一照明光路上用于调节所述的第一光源射出光线角度的第一调节组件和所述的第二照明单元还包括设置在所述的第二照明光路上用于调节所述的第二光源射出光线角度的第二调节组件，

所述的第一调节组件包括反射镜，所述的反射镜可转动的设置，所述的第一光源射出的光线经所述的反射镜的反射后射出，

所述的第二调节组件包括投射镜，所述的投射镜可在垂直于所述的第二光源射出光线中心轴的平面上移动，所述的第二光源射出的光线经所述的投射镜射出，

所述的大物镜包括移动部，所述的移动部可在所述的壳体的上下方向上移动，且当所述的移动部移动时带动所述的反射镜转动，所述的投射镜同步移动。

2.根据权利要求1所述的医用显微镜，其特征在于：所述的第一光源射出的光线经所述的大物镜射出所述的壳体。

3.根据权利要求1或2所述的医用显微镜，其特征在于：所述的壳体上开设有光源出射孔，所述的第二光源射出的光线经所述的光源出射孔射出所述的壳体。

4.根据权利要求1或2所述的医用显微镜，其特征在于：所述的第二光源射出的光线经所述的大物镜射出所述的壳体。

5.根据权利要求1所述的医用显微镜，其特征在于：所述的第二光源射出光线的中心轴与所述的大物镜的中心轴之间形成大于0°小于90°的夹角。

6.根据权利要求1所述的医用显微镜，其特征在于：所述的物镜组包括可移动设置的物镜座、连接在所述的物镜座上的滚动件，所述的移动部设置在所述的物镜座上；所述的第一调节组件还包括可转动设置的反射镜座，所述的反射镜设置在所述的反射镜座上，所述的反射镜座具有滚动面，所述的滚动面相对所述的壳体的上下方向倾斜设置，所述的反射镜座相对所述的滚动面的另一面上连接有给予所述的反射镜座朝滚动面一侧弹性力的弹性件，所述的物镜座上的滚动件抵在所述的反射镜座的滚动面上。

7.根据权利要求1所述的医用显微镜，其特征在于：所述的第二光源射出的光线不进行反射直接射出所述的壳体。

8.根据权利要求1所述的医用显微镜，其特征在于：所述的第二调节组件还包括驱动源、与所述的驱动源传动连接的导向件，所述的投射镜设置在所述的导向件上。

9.根据权利要求8所述的医用显微镜，其特征在于：所述的第二调节组件还包括传动组件，所述的传动组件包括套设在所述的驱动源输出端的齿轮、与所述的齿轮相啮合的齿条，所述的齿条设置在所述的导向件上。

10.根据权利要求8所述的医用显微镜，其特征在于：所述的第二调节组件还包括设置在所述的导向件移动极限位置的限位件。

11.根据权利要求1所述的医用显微镜，其特征在于：所述的显微镜还包括驱动所述的移动部移动的第一驱动电机，所述的第一驱动电机设置有编码器；所述的第二调节组件还包括驱动所述的投射镜移动的第二驱动电机，所述的编码器与所述的第二驱动电机通信连接。

12.根据权利要求1所述的医用显微镜，其特征在于：所述的第一照明单元位于所述的大物镜的后侧，所述的第二照明单元位于所述的大物镜的前侧。

13.根据权利要求1所述的医用显微镜，其特征在于：所述的第一照明单元还包括设置在所述的第一照明光路上的滤光组件，所述的滤光组件包括一个或多个滤光片，多个所述的滤光片能够切入或切出所述的第一照明光路。

14.根据权利要求1所述的医用显微镜，其特征在于：所述的第一光源、和/或所述的第二光源为LED灯。

15.根据权利要求1所述的医用显微镜，其特征在于：所述的医用显微镜包括手术显微镜。