CN204188876U - 一种手术显微镜用助手镜光学消旋系统 - Google Patents

一种手术显微镜用助手镜光学消旋系统 Download PDF

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索继元
张晨钟
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Abstract

本实用新型属于光学消旋技术领域，公开了一种手术显微镜用助手镜光学消旋系统，其包括转接变倍系统的第一直角棱镜、起转折光路作用的第二直角棱镜、以及转折光路到目视成像系统的第三直角棱镜，第一直角棱镜和第二直角棱镜之间的第一空间间隔、第二直角棱镜和第三直角棱镜之间的第二空间间隔、以及第三直角棱镜和目视成像系统之间的第三空间间隔中的其中一处空间间隔处设置有道威棱镜，各光学元件口径相同，口径中心共线。本实用新型系统体积小，可靠性高，结构简单，易于制造和安装。

Description

一种手术显微镜用助手镜光学消旋系统
技术领域
本实用新型属于光学消旋技术领域，特别是涉及一种手术显微镜用助手镜光学消旋系统。
背景技术
在使用手术显微镜的过程中，由于要求助手镜具有俯仰调节的功能，俯仰调节会导致成像旋转问题，最终影响医生的使用观察，因此，对于助手镜具有俯仰调节功能的手术显微镜进行消除成像的旋转具有十分重要的意义。目前使用的消旋的方法主要有电子消旋和物理消旋；电子消旋是通过处理数字视频图像信号，对图像进行方向旋转以实现图像消旋的方法，但电子消旋系统增加图像的处理时间，降低了一定量的图像准确度；物理消旋是直接驱动成像器件(CCD)按要求的旋转角度绕光轴转动，从而旋正图像，此种方法不适用于手术显微镜系统。
实用新型内容
(一)要解决的技术问题
本实用新型要解决的技术问题是：提供一种手术显微镜用助手镜光学消旋系统，在适用手术显微镜的同时，缩短图像处理时间，提高图像准确度。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种手术显微镜用助手镜光学消旋系统，其包括转接变倍系统的第一直角棱镜2、起转折光路作用的第二直角棱镜4、以及转折光路到目视成像系统8的第三直角棱镜6，第一直角棱镜2和第二直角棱镜4之间的第一空间间隔3、第二直角棱镜4和第三直角棱镜6之间的第二空间间隔5、以及第三直角棱镜6和目视成像系统8之间的第三空间间隔7中的其中一处空间间隔处设置有道威棱镜9，各光学元件口径相同，口径中心共线。
其中，所述第一直角棱镜2前端连接手术显微镜成像光学系统1，第二直角棱镜4与第三直角棱镜6之间设置相对转动镜筒(73)，道威棱镜9外部设置手轮72，道威棱镜9通过手轮72旋转，道威棱镜随同其前端的直角棱镜旋转，旋转角度是直角棱镜旋转角度的二分之一。
其中，所述道威棱镜9设置在第一空间间隔3处，第二直角棱镜4和第三直角棱镜6光轴重合，道威棱镜9与第一直角棱镜2和第二直角棱镜4的光轴重合。
其中，所述道威棱镜9设置在第二空间间隔5处，第一直角棱镜2和第二直角棱镜4的光轴重合，道威棱镜9与第二直角棱镜4和第三直角棱镜6的光轴重合。
其中，所述道威棱镜9设置在第三空间间隔7处，第一直角棱镜2和第二直角棱镜4的光轴重合，第二直角棱镜4和第三直角棱镜6光轴重合，道威棱镜9与第三直角棱镜6的光轴重合。
(三)有益效果
上述技术方案具有如下优点：结构简单，系统可靠性高，成本低，避免使用了电子消旋的方法；该光学系统，可以按照实际手术显微镜模块化结构需要，改变道威棱镜的安放位置，以达到手术显微镜的最优化结构；对于俯仰调节造成的成像旋转的补偿极易实现，通过道威棱镜外部手轮机构的旋转即可满足补偿像旋要求。
附图说明
图1是本实用新型一种实施例的手术显微镜用助手镜光学消旋系统的示意图；
图2是本实用新型另一种实施例的手术显微镜用助手镜光学消旋系统的示意图；
图3是本实用新型又一种实施例的手术显微镜用助手镜光学消旋系统的示意图；
图4a和图4b是图1中光学消旋系统的消像旋原理图；
图5是图2中光学消旋系统的消像旋原理图；
图6是图3中光学消旋系统的消像旋原理图；
图7为图5光学消旋原理图对应的结构示意图。
图中，1-手术显微镜成像系统，2-第一直角棱镜，3-第一空间间隔，4-第二直角棱镜，5-第二空间间隔，6-第三直角棱镜，7-第三空间间隔，8-目视光学系统，9-道威棱镜，71-助手镜连接座，72-手轮，73-相对转动镜筒，74-分束棱镜座。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，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，可以视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
光学消旋是通过旋转成像光路中的消旋器件按要求的消旋角转动，使出射光线发生转动，以消除像的旋转，光学消像旋具有同步性，系统可靠性高等优点，基于上述优点，本实用新型提供以下光学消旋系统来解决现有技术中存在的缺陷。
如图1所示，本实用新型第一种实施例的手术显微镜用助手镜的光学消旋系统，包括转接变倍系统的第一直角棱镜2，以及起到转折光路作用的第二直角棱镜4，用于转折光路到目视系统的第三直角棱镜6，在第二直角棱镜4和第三直角棱镜6之间第二空间间隔5处设置用于补偿俯仰调节产生像旋的道威棱镜9。其中俯仰运动的实现是通过第二直角棱镜4与第三直角棱镜6的相对旋转来实现的，而用于消除成像旋转的道威棱镜9是通过外部手轮机构的旋转来实现的；道威棱镜9随同第二直角棱镜4旋转，旋转角度是直角棱镜旋转角度的二分之一。上述第一直角棱镜2、第二直角棱镜4、道威棱镜9和第三直角棱镜6口径相同，口径中心共线。
如图2所示，本实用新型第二种实施例的手术显微镜用助手镜的光学消旋系统，包括转接变倍系统的第一直角棱镜2，起到转折光路作用的第二直角棱镜4，用于转折光路到目视系统的第三直角棱镜6在第一直角棱镜2和第二直角棱镜4之间的第一空间间隔3处设置用于补偿俯仰调节产生像旋的道威棱镜9，其中俯仰运动的实现是通过第二直角棱镜4与第三直角棱镜6的相对旋转来实现的，而用于消除成像旋转的道威棱镜9是通过外部手轮机构的旋转来实现的；道威棱镜9随同第二直角棱镜4旋转，旋转角度是直角棱镜旋转角度的二分之一。上述第一直角棱镜2、第二直角棱镜4、道威棱镜9和第三直角棱镜6口径相同，口径中心共线。
如图3所示，本实用新型第二种实施例的手术显微镜用助手镜的光学消旋系统，包括转接变倍系统的第一直角棱镜2，以及起到转折光路作用的第二直角棱镜4，用于转折光路到目视系统的第三直角棱镜6，在第三直角棱镜6与目视系统之间的第三空间间隔7处设置用于补偿俯仰调节产生像旋的道威棱镜9。其中俯仰运动的实现是通过第二直角棱镜4与第三直角棱镜6的相对旋转来实现的，而用于消除成像旋转的道威棱镜是通过外部手轮机构的旋转来实现的；道威棱镜9随同第三直角棱镜6旋转，旋转角度是直角棱镜旋转角度的二分之一。上述第一直角棱镜2、第二直角棱镜4、道威棱镜9和第三直角棱镜6口径相同，口径中心共线。
如图4a、4b、5、6所示，由于俯仰调节使得第二直角棱镜4与第三直角棱镜6产生了相对转动，视场中的图像也将产生旋转，定义手术显微镜成像系统像的坐标系xyz，z轴与光轴重合，x轴在水平方向，y轴由右手法则确定，迎着光线光差坐标为右旋坐标。由棱镜系统成像方向判定方法可得，奇数个反射镜面上转动的光线，最终为镜像坐标，偶数个反射镜面上转动的光线，最终为一致像坐标。
如图4a和图4b所示，病变部位经过手术显微镜成像系统1所成像为右手坐标系的像，经过第一直角棱镜2后为左手坐标系像，左手坐标系像经过第二直角棱镜4后变为右手坐标系像，经过位于第二空间间隔5的道威棱镜9后变为左手坐标系，最后左手坐标系像通过第三直角棱镜6变为右手坐标系像，最终像经过转向棱镜系统进入目视光学系统8。
如图5所示，病变部位经过手术显微镜成像系统1所成像为右手坐标系的像经过第一直角棱镜2后为左手坐标系像，经过位于第一空间间隔3的道威棱镜9后变为右手坐标系，右手坐标系像经过第二直角棱镜4后变为左手坐标系像，最后左手坐标系像通过第三直角棱镜6变为右手坐标系像，最终像经过转向棱镜系统进入目视光学系统8。
如图6所示，病变部位经过手术显微镜成像系统1所成像为右手坐标系的像经过第一直角棱镜2后为左手坐标系像，左手坐标系像经过第二直角棱镜4后变为右手坐标系像，右手坐标系像通过第三直角棱镜6变为左手坐标系像，经过位于位置7的道威棱镜后变为右手坐标系像，最终像经过转向棱镜系统进入目视光学系统8。
图7为图5光学消旋系统的结构示意图，71处连接手术显微镜成像光学系统，74处连接手术显微镜目视成像系统；其中俯仰运动的实现是图5中第二直角棱镜4与第三直角棱镜6的通过图7中73处机械结构的相对旋转来实现的，而用于消除成像旋转的道威棱镜9是通过72处的外部手轮机构的旋转来实现的；道威棱镜随同直角棱镜旋转，旋转角度是直角棱镜旋转角度的二分之一。
由以上实施例可以看出，本实用新型结构简单，系统可靠性高，成本低，避免使用了电子消旋的方法；该光学系统，可以按照实际手术显微镜模块化结构需要，改变道威棱镜的安放位置，以达到手术显微镜的最优化结构；对于俯仰调节造成的成像旋转的补偿极易实现，通过道威棱镜外部手轮机构的旋转即可满足补偿像旋要求。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种手术显微镜用助手镜光学消旋系统，其特征在于，包括转接变倍系统的第一直角棱镜(2)、起转折光路作用的第二直角棱镜(4)、以及转折光路到目视成像系统(8)的第三直角棱镜(6)，第一直角棱镜(2)和第二直角棱镜(4)之间的第一空间间隔(3)、第二直角棱镜(4)和第三直角棱镜(6)之间的第二空间间隔(5)、以及第三直角棱镜(6)和目视成像系统(8)之间的第三空间间隔7中的其中一处空间间隔处设置有道威棱镜(9)，各光学元件口径相同，口径中心共线。
2.如权利要求1所述的手术显微镜用助手镜光学消旋系统，其特征在于，所述第一直角棱镜(2)前端连接手术显微镜成像光学系统(1)，第二直角棱镜(4)与第三直角棱镜(6)之间设置相对转动镜筒(73)，道威棱镜(9)外部设置手轮(72)，道威棱镜(9)通过手轮(72)旋转，道威棱镜随同其前端的直角棱镜旋转，旋转角度是直角棱镜旋转角度的二分之一。
3.如权利要求1所述的手术显微镜用助手镜光学消旋系统，其特征在于，所述道威棱镜(9)设置在第一空间间隔(3)处，第二直角棱镜(4)和第三直角棱镜(6)光轴重合，道威棱镜(9)与第一直角棱镜(2)和第二直角棱镜(4)的光轴重合。
4.如权利要求1所述的手术显微镜用助手镜光学消旋系统，其特征在于，所述道威棱镜(9)设置在第二空间间隔(5)处，第一直角棱镜(2)和第二直角棱镜(4)的光轴重合，道威棱镜(9)与第二直角棱镜(4)和第三直角棱镜(6)的光轴重合。
5.如权利要求1所述的手术显微镜用助手镜光学消旋系统，其特征在于，所述道威棱镜(9)设置在第三空间间隔(7)处，第一直角棱镜(2)和第二直角棱镜(4)的光轴重合，第二直角棱镜(4)和第三直角棱镜(6)光轴重合，道威棱镜(9)与第三直角棱镜(6)的光轴重合。
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