CN116256879A - 一种口腔显微镜物镜 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种口腔显微镜物镜，包括第一镜组、第二镜组和第三镜组，所述第一镜组、第二镜组和第三镜组从物方起依次间隔设置，所述第一镜组具有负光焦度，所述第二镜组具有正光焦度，所述第三镜组具有正光焦度。该方案通过从物方起依次设置具有负光焦度的第一镜组；具有正光焦度的第二镜组；具有正光焦度的第三镜组；第一镜组用于沿口腔显微镜物镜的光轴移动改变所述口腔显微镜物镜的焦距，以提供口腔显微镜物镜不同放大倍率；改变显微镜的焦距从而保证物方视场变化时像方出射角度恒定，进而保证后续光学系统输入稳定，从而具有组装效率较好、制造成本低、可调倍率、物方工作距离较长且能够良好矫正像差等优点。

Description

一种口腔显微镜物镜

技术领域

本发明属于显微镜技术领域，尤其涉及一种口腔显微镜物镜。

背景技术

对于光学设备所使用物镜，要求其具有良好的矫正像差的性能，并且要求其为能够控制成本且有效制造的结构，一般来说，选用更多镜片矫正像差的结构会一定程度降低系统透过率，进而降低像面整体亮度，而在显微物镜中选用更高折射率的材料以降低镜片数又会提高镜头对于装配精度的要求，难以控制制造成本，同时口腔显微镜在医生手术时需要提供不同放大倍率的功能，同时还需要更长物方工作距离以降低手术中触碰手术器械的风险，相互矛盾且多样的性能需求导致目前口腔显微物镜价格昂贵，制造装配成本很高。

综上，现有的口腔显微物镜价格昂贵，制造装配成本很高，矫正像差性能较差，无法便捷地调节倍率，物方工作距离较短，手术过程中，容易触碰手术器械。

发明内容

本发明目的是提供一种口腔显微镜物镜，以解决现有技术中，口腔显微物镜价格昂贵，制造装配成本很高，矫正像差性能较差，无法便捷地调节倍率，物方工作距离较短，手术过程中，容易触碰手术器械的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种口腔显微镜物镜，包括第一镜组、第二镜组和第三镜组，所述第一镜组、第二镜组和第三镜组从物方起依次间隔设置，所述第一镜组具有负光焦度，所述第二镜组具有正光焦度，所述第三镜组具有正光焦度；

所述第一镜组包括第一双凹镜片和第一弯月形状镜片，所述第一双凹镜片设置在靠近物方一侧，所述第二镜组包括第二镜片，所述第三镜组包括胶合的第三弯月形状镜片和第三双凸镜片，所述第三弯月形状镜片的凹面背向物方，所述第三弯月形状镜片设置在靠近物方一侧；

所述第一镜组用于沿口腔显微镜物镜的光轴移动调节口腔显微镜物镜的焦距，所述第一镜组与物方之间的物方工作距为1mm＜D1＜30mm。

优选的，所述显微镜物镜具有以下焦距关系：

0.2<|f_G1/f_obj|<0.8；

0.3<|f_G2/f_obj|<0.8；

0.9<|f_G3/f_obj|<1.3；

其中f_G1为所述第一镜组焦距，f_G2为所述第二镜组焦距，f_G3为所述第三镜组焦距，f_obj为所述口腔显微镜物镜的焦距。

优选的，所述显微镜物镜满足：

1mm<D2+D3<30mm；

其中，D2为第一镜组与第二镜组之间的距离，D3为第二镜组与第三镜组之间的距离。

优选的，所述显微镜物镜满足：

1.6<nd1及30<Vd1；

其中，nd1为光谱在546.07nm的光线穿过第一弯月形状镜片的折射率，Vd1为光谱在546.07nm的光线在第一弯月形状镜片的阿贝数。

优选的，所述第二镜片至少设有两片。

本发明至少具备以下有益效果：

本发明提供一种口腔显微镜物镜，该方案通过从物方起依次设置具有负光焦度的第一镜组；具有正光焦度的第二镜组；具有正光焦度的第三镜组；第一镜组用于沿口腔显微镜物镜的光轴移动改变所述口腔显微镜物镜的焦距，以提供口腔显微镜物镜不同放大倍率；改变显微镜的焦距从而保证物方视场变化时像方出射角度恒定，进而保证后续光学系统输入稳定，从而具有组装效率较好、制造成本低、可调倍率、物方工作距离较长且能够良好矫正像差等优点。

附图说明

图1是本发明实施例1的显微镜物镜的平面示意图；

图2是实施例1的显微镜物镜的0视场横向像差图；

图3是实施例1的显微镜物镜的最大视场横向像差图；

图4是实施例1的显微镜物镜的轴向像差图；

图5是实施例1的显微镜物镜的场曲畸变图；

图6是本发明实施例2的显微镜物镜的平面示意图；

图7是实施例2的显微镜物镜的0视场横向像差图；

图8是实施例2的显微镜物镜的最大视场横向像差图；

图9是实施例2的显微镜物镜的轴向像差图；

图10是实施例2的显微镜物镜的场曲畸变图；

图11是本发明实施例3的显微镜物镜的平面示意图；

图12是实施例3的显微镜物镜的0视场横向像差图；

图13是实施例3的显微镜物镜的最大视场横向像差图；

图14是实施例3的显微镜物镜的轴向像差图；

图15是实施例3的显微镜物镜的场曲畸变图。

附图标记中：1、第一镜组；2、第二镜组；3、第三镜组。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

显微镜物镜边缘视场最佳聚焦点与中心视场最佳聚焦点轴向差异小于2λ/NA2，F光与C光消色差，d光与g光轴向色差小于2λ/NA2，其中λ为中心波长，NA为物镜数值孔径，F代表波长为0.4861μm的光线，d代表波长为0.5876μm的光线，C代表波长为0.6563μm的光线。

实施例1

请参阅图1，本实施例的显微镜物镜从物方起依次包括具有负光焦度的第一镜组1、具有正光焦度的第二镜组2、具有正光焦度的第三镜组3，第一镜组1用于沿所述口腔显微物镜光轴移动改变所述显微物镜焦距，以提供口腔显微镜物镜不同放大倍率，在不同放大倍率下，第一镜组1与物方之间具有物方工作距D1，其中，1mm<D1<30mm。

第一镜组1包括第一双凹镜片和第一弯月形状镜片，第一双凹镜片设置在靠近物方一侧，第二镜组2包括第二镜片，第三镜组3包括胶合的第三弯月形状镜片和第三双凸镜片，第三弯月形状镜片的凹面背向物方，第三弯月形状镜片设置在靠近物方一侧。

使用时，待观察口腔结构设置在物方，待观察口腔结构反射的光线进入显微镜物镜并经过大物镜成像在像方无穷远处，经后续成像系统进入观察者的眼睛或者图像传感器上(图未显示)，在进行不同观测时，可能需要观察的区域不同，物方视场的变化会引起大物镜像方出射角度的变化，由于第一镜组1可调变，因而可以通过移动第一镜组1改变显微镜的焦距从而保证物方视场变化时像方出射角度恒定，进而保证后续光学系统输入稳定，具有组装效率较好、制造成本低、可调倍率、物方工作距离较长且能够良好矫正像差等优点。

第一镜组1为第一双凹镜片与第一弯月形状镜片胶合，其中第一双凹镜片比第一弯月形状镜片更靠近口腔显微物镜物方，第一弯月形状镜片的凹面背向口腔显微物镜物方，第一镜组1从物方起包括物方面S2、胶合面S3及像方面。

第二镜组2从物方起包括一个第二镜片，第二镜片包括物方面S5和像方面S6。

第三镜组3从物方起包括相互胶合的第三双凸正光焦度镜片及第三双凹负光焦度镜片，第三镜组为第三弯月形状镜片第三与双凸镜片胶合，其中第三弯月形镜片的凹面背向口腔显微物镜物方，第三弯月形状镜片相较于第三与双凸镜片更靠近口腔显微物镜物方，第三镜组3从物方起包括物方面S7、胶合面S8及像方面S9。

本实施例的系统数据如下表1所示：

表1

其中物距180mm，fobj＝30mm；NA＝0.08，出瞳位置7.5mm，像面位置+∞。显微物镜后接入理想镜头(F＝200mm)方便评价口腔显微物镜成像质量。

图2-3是显微镜物镜的0视场与最大视场横向像差图，其中横坐标PY、PX代表入瞳，纵坐标EY、EX代表横向像差(Y代表子午方向，X代表弧矢方向)，由图可见像差平衡较好，成像质量高，图中横坐标为归一化入瞳，±50μm表示纵坐标最大为50μm，最小为-50m。

图4是显微镜物镜的轴向像差图，图中纵坐标代表入瞳，横坐标代表纵向像差(单位mm)，由图可知F光与C光消色差，d光与g光轴向色差小于λ/NA2，达到复消色差水平，图中纵坐标为归一化入瞳；横坐标代表纵向像差，最大为0.5mm，最小为0.5mm。

图5是场曲畸变图，左为场曲图，图中纵坐标代表视场，横坐标代表场曲(单位μm)，边缘视场最佳聚焦点与中心视场最佳聚焦点轴向差异小于2λ/NA2，理论值满足全视场清晰，达到平场物镜要求，图中纵坐标为归一化视场；横坐标代表场曲，最大为100μm，最小为-100μm，右为畸变图，图中纵坐标代表视场，横坐标代表畸变(百分比)，由图可知畸变小于0.2％，图中纵坐标为归一化视场；横坐标代表畸变，最大为0.2％，最小为-0.2％。

实施例2

本实施例与实施例1基本相同，区别为观察物距变化，各镜组焦距有一定变化，请参阅图6，本实施例的显微镜物镜从物方起依次包括具有负光焦度的第一镜组1、具有正光焦度的第二镜组2、具有正光焦度的第三镜组3。

本实施例的系统数据如下表2所示：

表2

其中，物距150mm，fobj＝30mm；NA＝0.08，出瞳位置7.5mm，像面位置+∞，显微物镜后接入理想镜头(F＝200mm)方便评价口腔显微物镜成像质量。

图7-8是显微镜物镜的0视场与最大视场横向像差图，其中横坐标PY、PX代表入瞳，纵坐标EY、EX代表横向像差(Y代表子午方向，X代表弧矢方向)，由图可见像差平衡较好，成像质量高，图中横坐标为归一化入瞳，±50μm表示纵坐标最大为50μm，最小为-50m。

图9是显微镜物镜的轴向像差图，图中纵坐标代表入瞳，横坐标代表纵向像差(单位mm)，由图可知F光与C光消色差，d光与g光轴向色差小于λ/NA2，达到复消色差水平，图中纵坐标为归一化入瞳；横坐标代表纵向像差，最大为0.5mm，最小为0.5mm。

图10是场曲畸变图，左为场曲图，图中纵坐标代表视场，横坐标代表场曲(单位μm)，边缘视场最佳聚焦点与中心视场最佳聚焦点轴向差异小于2λ/NA2，理论值满足全视场清晰，达到平场物镜要求，图中纵坐标为归一化视场；横坐标代表场曲，最大为100μm，最小为-100μm，右为畸变图，图中纵坐标代表视场，横坐标代表畸变(百分比)，由图可知畸变小于0.2％。图中纵坐标为归一化视场；横坐标代表畸变，最大为0.2％，最小为-0.2％。

实施例3

请参阅图11，本实施例的显微镜物镜从物方起依次包括具有负光焦度的第一镜组1、具有正光焦度的第二镜组2、具有正光焦度的第三镜组3，本实施例与实施例1基本相同，区别为具有正光焦度的第二镜组2包含两片镜片，第二镜组2从物方起包括两片镜片，第一片镜片包括物方面S5和像方面S6，第二片镜片包括物方面S10和像方面S11。

本实施例的系统数据如下表3所示：

表3

其中，物距150mm，fobj＝30mm；NA＝0.08，出瞳位置7.5mm，像面位置+∞，显微物镜后接入理想镜头(F＝200mm)方便评价口腔显微物镜成像质量。

图12-13是显微镜物镜的0视场与最大视场横向像差图，其中横坐标PY、PX代表入瞳，纵坐标EY、EX代表横向像差(Y代表子午方向，X代表弧矢方向)，由图可见像差平衡较好，成像质量高，图中横坐标为归一化入瞳，±50μm表示纵坐标最大为50μm，最小为-50m。

图14是显微镜物镜的轴向像差图，图中纵坐标代表入瞳，横坐标代表纵向像差(单位mm)，由图可知F光与C光消色差，d光与g光轴向色差小于λ/NA2。达到复消色差水平，图中纵坐标为归一化入瞳；横坐标代表纵向像差，最大为0.5mm，最小为0.5mm。

图15是的场曲畸变图，左为场曲图，图中纵坐标代表视场，横坐标代表场曲(单位μm)，边缘视场最佳聚焦点与中心视场最佳聚焦点轴向差异小于2λ/NA2，理论值满足全视场清晰，达到平场物镜要求，图中纵坐标为归一化视场；横坐标代表场曲，最大为100μm，最小为-100μm，右为畸变图，图中纵坐标代表视场，横坐标代表畸变(百分比)，由图可知畸变小于0.2％，图中纵坐标为归一化视场；横坐标代表畸变，最大为0.2％，最小为-0.2％。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明，因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种口腔显微镜物镜，其特征在于，包括第一镜组(1)、第二镜组(2)和第三镜组(3)，所述第一镜组(1)、第二镜组(2)和第三镜组(3)从物方起依次间隔设置，所述第一镜组(1)具有负光焦度，所述第二镜组(2)具有正光焦度，所述第三镜组(3)具有正光焦度；

所述第一镜组(1)包括第一双凹镜片和第一弯月形状镜片，所述第一双凹镜片设置在靠近物方一侧，所述第二镜组(2)包括第二镜片，所述第三镜组(3)包括胶合的第三弯月形状镜片和第三双凸镜片，所述第三弯月形状镜片的凹面背向物方，所述第三弯月形状镜片设置在靠近物方一侧；

所述第一镜组(1)用于沿口腔显微镜物镜的光轴移动调节口腔显微镜物镜的焦距，所述第一镜组(1)与物方之间的物方工作距为1mm＜D1＜30mm。

2.根据权利要求1所述的一种口腔显微镜物镜，其特征在于，所述显微镜物镜具有以下焦距关系：

0.2<|f_G1/f_obj|<0.8；

0.3<|f_G2/f_obj|<0.8；

0.9<|f_G3/f_obj|<1.3；

其中f_G1为所述第一镜组焦距，f_G2为所述第二镜组焦距，f_G3为所述第三镜组焦距，f_obj为所述口腔显微镜物镜的焦距。

3.根据权利要求1所述的一种口腔显微镜物镜，其特征在于，所述显微镜物镜满足：

1mm<D2+D3<30mm；

其中，D2为第一镜组与第二镜组之间的距离，D3为第二镜组与第三镜组之间的距离。

4.根据权利要求1所述的一种口腔显微镜物镜，其特征在于，所述显微镜物镜满足：

1.6<nd1及30<Vd1；

其中，nd1为光谱在546.07nm的光线穿过第一弯月形状镜片的折射率，Vd1为光谱在546.07nm的光线在第一弯月形状镜片的阿贝数。

5.根据权利要求1所述的一种口腔显微镜物镜，其特征在于，所述第二镜片设有两片。

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