CN116381928A - 一种目镜系统和手术显微镜 - Google Patents

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CN116381928A CN202310384326.8A CN202310384326A CN116381928A CN 116381928 A CN116381928 A CN 116381928A CN 202310384326 A CN202310384326 A CN 202310384326A CN 116381928 A CN116381928 A CN 116381928A
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Abstract

本发明涉及光学显微镜技术领域，具体公开一种目镜系统和手术显微镜，其中目镜系统包括：管镜，设于管镜的出光方向上的中继镜组，设于中继镜组的出光方向上的目镜，中继镜组与目镜通过传像光纤束连接、以使目镜与中继镜组之间的距离和偏转角可连续调节。该目镜系统中通过设置传像光纤束连接中继镜组与目镜，实现了目镜与中继镜组之间的距离和偏转角可连续调节；在保证成像质量的同时，可简化目镜系统的结构，从而降低了目镜系统的制作难度和制造成本。该目镜系统用于设置光学设备时，可通过调节传像光纤束的长度，使目镜脱离光学设备的主体结构安装在有利于使用者观看的位置。

Description

一种目镜系统和手术显微镜
技术领域
本发明涉及光学显微镜技术领域，尤其涉及一种目镜系统和手术显微镜。
背景技术
手术显微镜的成像系统通常由物镜、连续变倍体及目镜系统组成，其中目镜系统用于将物镜所成之像接收并再次放大，因此目镜系统的质量好坏对于整个手术显微镜的成像有重要影响。目镜系统要求瞳距可调、0-190°变角等，这对于目镜系统的制造工艺提出了很高的挑战；要达到成像质量要求，物像位置关系、光轴直线度、镜片位置关系均须控制在一定公差内。相关技术中，目镜系统设置有多块棱镜，且需要大幅转动，如此导致目镜系统的制造工艺复杂、制造成本高。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种目镜系统和手术显微镜，旨在解决现有目镜系统存在制造工艺复杂、制造成本高的问题。
本发明的技术方案如下：
第一方面，本发明提供了一种目镜系统，该目镜系统包括管镜，设于所述管镜的出光方向上的中继镜组，设于所述中继镜组的出光方向上的目镜，所述中继镜组与所述目镜通过传像光纤束连接、以使所述目镜与所述中继镜组之间的距离和偏转角可连续调节。
可选的，所述中继镜组包括第一中继透镜和第二中继透镜，所述第一中继透镜设于靠近所述管镜的一侧，所述传像光纤束的一端与所述第二中继透镜固定连接，所述传像光纤束的另一端与所述目镜固定连接。
可选的，所述传像光纤束的一端固定于所述第二中继透镜的像面，所述传像光纤束的另一端固定于所述目镜的焦平面。
可选的，所述管镜、所述第一中继透镜及所述第二中继透镜沿同一光轴设置。
第二方面，本发明提供一种手术显微镜，该手术显微镜包括成像系统和两个如第一方面所述的目镜系统，两个所述目镜系统并列设于所述成像系统的出光方向上，其中，所述管镜靠近所述成像系统设置；所述成像系统输出两束平行光分别经过两个所述目镜系统对应到达使用者的双目。
可选的，所述成像系统包括物镜，并列设于所述物镜的出光方向上的两个连续变倍体，两个所述目镜系统的所述管镜对应设于两个所述连续变倍体的出光方向上。
可选的，所述传像光纤束由多根传像光纤集成，所述传像光纤的直径满足：
Figure BDA0004176139910000021
其中，/>
Figure BDA0004176139910000022
为所述传像光纤的直径，l为所述手术显微镜的物方传递函数，M为所述物镜至所述管镜的放大倍率。
可选的，所述连续变倍体与对应设置的所述目镜系统的所述管镜和所述中继镜组沿同一光轴设置。
可选的，两个所述目镜系统的所述管镜和所述中继镜组与所述成像系统可集成为光学模组。
可选的，两个所述目镜系统的所述传像光纤束之间的距离可连续调节、以匹配使用者的瞳距。
有益效果：本发明的目镜系统中通过设置传像光纤束连接中继镜组与目镜，实现了目镜与中继镜组之间的距离和偏转角可连续调节；在保证成像质量的同时，可简化目镜系统的结构，从而降低了目镜系统的制作难度和制造成本。而且，本发明的目镜系统用于制备光学设备(特别是手术显微镜)时，可通过调节传像光纤束的长度，使目镜脱离光学设备的主体结构安装在有利于使用者观看的位置，避免了现有光学设备的目镜只能安装在光学设备的主体结构的上方、导致使用者对观看方位的选择具有局限性，还使得目镜系统集成起来更方便。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种目镜系统的结构示意图和光路图；
图2为图1中所示的传像光纤束的沿横向切割的截面结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种手术显微镜的结构示意图和光路图。
附图标记说明：10、目镜系统；11管镜；12、中继镜组；121、第一中继透镜；122、第二中继透镜；13、传像光纤束；131、传像光纤；14、目镜；20、成像系统；21、物镜；22、连续变倍体；30、物方的物面。
具体实施方式
本发明实施例提供一种目镜系统和手术显微镜，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
第一方面，本发明实施例提供了一种目镜系统，请参阅图1，图1为本发明实施例提供的一种目镜系统的结构示意图和光路图，该目镜系统10可包括管镜11、中继镜组12和目镜14，其中，中继镜组12设于所述管镜11的出光方向上，目镜14设于所述中继镜组12的出光方向上，所述中继镜组12与所述目镜14通过传像光纤束13连接、以使所述目镜14与所述中继镜组12之间的距离和偏转角可连续调节。
具体的，本实施例的目镜系统10的工作原理如下：从待测物的方向发射的光线校准成平行光后，平行光经目镜系统10的管镜11后成倒像，再由中继镜组12(如由第一中继透镜121和第二中继透镜122组成的1倍成像模组)校正成正像，传像光纤束13将正像传递进入目镜14，从而使用者通过目镜14即可观察待测物的正像。
请参阅图2，图2为图1中所示的传像光纤束的横截面的结构示意图；本发明实施例中，传像光纤束13由多根传像光纤131集成，由于传像光纤的质地很柔软，可以偏折很大角度，设计成一个自由调节横向距离和偏转角度的机械结构(即传像光纤束13)，将目镜14固定在机械结构上。当目镜系统10用于制备光学设备(特别是手术显微镜)时，机械结构只负责调节瞳距和角度偏折，而光学设备的整个成像光路与机械结构无关，这无疑降低了目镜14的装配难度，有利于保证光学设备的制造质量。
在一些实施例中，所述中继镜组12包括第一中继透镜121和第二中继透镜122，所述第一中继透镜121设于靠近所述管镜11的一侧，所述传像光纤束13的一端与所述第二中继透镜122固定连接，所述传像光纤束13的另一端与所述目镜14固定连接。
优选的，在一些实施例中，所述传像光纤束13的一端固定于所述第二中继透镜122的像面，所述传像光纤束13的另一端固定于所述目镜14的焦平面。如此，传像光纤束13进行光传输时，可减少光能损失，保证成像质量。
在一些实施例中，所述管镜11、所述第一中继透镜121及所述第二中继透镜122沿同一光轴设置。如此，使得目镜系统10的组件之间组装方便，也有利于简化目镜系统10的整体结构。
第二方面，本发明实施例提供一种手术显微镜，请参阅图3，图3为该手术显微镜包括成像系统20和两个如第一方面实施例所述的目镜系统10，两个所述目镜系统10并列设于所述成像系统20的出光方向上，其中，所述管镜11靠近所述成像系统设置；所述成像系统20输出两束平行光分别经过两个所述目镜系统10对应到达使用者的双目。
在一些实施例中，所述成像系统20包括物镜21，并列设于所述物镜21的出光方向上的两个连续变倍体22，两个所述目镜系统10的所述管镜11对应设于两个所述连续变倍体22的出光方向上。
具体的，本实施例的手术显微镜工作原理如下：物方(即待测物)的组织面(即物面)30位于物镜21的焦平面上，自物面30发射的光经物镜21准直后变成平行光输出，平行光经并列设置的两路连续变倍体22扩束或缩束，继续以平行光输出；自连续变倍体22输出的平行光分别进入对应的目镜系统10，经目镜系统10的管镜11后成倒像，再由中继镜组12(如由第一中继透镜121和第二中继透镜122组成的1倍成像模组)校正成正像，传像光纤束13将正像传递进入目镜14，从而使用者的双目通过目镜14即可观察位于物镜21下方的物方的正像。
请一并参阅图2，优选的，在一些实施例中，所述传像光纤束13由多根传像光纤131集成，所述传像光纤131的直径满足：
Figure BDA0004176139910000051
其中，/>
Figure BDA0004176139910000052
为所述传像光纤请1的直径，l为所述手术显微镜的物方传递函数，M为所述物镜21至所述管镜11的放大倍率。
在一些实施例中，所述连续变倍体22与对应设置的所述目镜系统10的所述管镜11和所述中继镜组12沿同一光轴设置。如此，使得手术显微镜的上述组件之间组装方便，也有利于简化手术显微镜的整体结构。
在一些实施例中，两个所述目镜系统10的所述管镜11和所述中继镜组12与所述成像系统20可集成为光学模组。
在一些实施例中，两个所述目镜系统10的所述传像光纤束13之间的距离可连续调节、以匹配使用者的瞳距。
综上所述，本发明提供的目镜系统中通过设置传像光纤束连接中继镜组与目镜，实现了目镜与中继镜组之间的距离和偏转角可连续调节；在保证成像质量的同时，可简化目镜系统的结构，从而降低了目镜系统的制作难度和制造成本。而且，本发明的目镜系统用于制备光学设备(特别是手术显微镜)时，可通过调节传像光纤束的长度，使目镜脱离光学设备的主体结构安装在有利于使用者观看的位置(即有利于装调)，避免了现有光学设备的目镜只能安装在光学设备的主体结构的上方、导致使用者对观看方位的选择具有局限性，还使得目镜系统集成起来更方便。示例性的，目镜脱离手术显微镜的主体结构安装医生方便观察或者方便手术的位置，这将医生手术带来极大的便利。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种目镜系统，其特征在于，包括管镜，设于所述管镜的出光方向上的中继镜组，设于所述中继镜组的出光方向上的目镜，所述中继镜组与所述目镜通过传像光纤束连接、以使所述目镜与所述中继镜组之间的距离和偏转角可连续调节。
2.如权利要求1所述的目镜系统，其特征在于，所述中继镜组包括第一中继透镜和第二中继透镜，所述第一中继透镜设于靠近所述管镜的一侧，所述传像光纤束的一端与所述第二中继透镜固定连接，所述传像光纤束的另一端与所述目镜固定连接。
3.如权利要求2所述的目镜系统，其特征在于，所述传像光纤束的一端固定于所述第二中继透镜的像面，所述传像光纤束的另一端固定于所述目镜的焦平面。
4.如权利要求2或3所述的目镜系统，其特征在于，所述管镜、所述第一中继透镜及所述第二中继透镜沿同一光轴设置。
5.一种手术显微镜，其特征在于，包括成像系统和两个如权利要求1-4中任一项所述的目镜系统，两个所述目镜系统并列设于所述成像系统的出光方向上，其中，所述管镜靠近所述成像系统设置；所述成像系统输出两束平行光分别经过两个所述目镜系统对应到达使用者的双目。
6.如权利要求5所述的手术显微镜，其特征在于，所述成像系统包括物镜，并列设于所述物镜的出光方向上的两个连续变倍体，两个所述目镜系统的所述管镜对应设于两个所述连续变倍体的出光方向上。
7.如权利要求6所述的手术显微镜，其特征在于，所述传像光纤束由多根传像光纤集成，所述传像光纤的直径满足：
Figure FDA0004176139660000011
其中，/>
Figure FDA0004176139660000012
为所述传像光纤的直径，l为所述手术显微镜的物方传递函数，M为所述物镜至所述管镜的放大倍率。
8.如权利要求6所述的手术显微镜，其特征在于，所述连续变倍体与对应设置的所述目镜系统的所述管镜和所述中继镜组沿同一光轴设置。
9.如权利要求5所述的手术显微镜，其特征在于，两个所述目镜系统的所述管镜和所述中继镜组与所述成像系统可集成为光学模组。
10.如权利要求5-9中任一项所述的手术显微镜，其特征在于，两个所述目镜系统的所述传像光纤束之间的距离可连续调节、以匹配使用者的瞳距。
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