[發(fā)明專利]一種用于手術顯微鏡的連續(xù)變焦大物鏡系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2017-08-16
• 公開（公告）號: CN107315241B
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發(fā)明（設計）人: 楊利華;孟軍合;韓星;徐大維;穆郁;董冰;于雙雙
• 申請（專利權）人: 天津津航技術物理研究所
• 主分類號: G02B21/02
• 分類號: G02B21/02;G02B21/00
• 代理公司: 中國兵器工業(yè)集團公司專利中心 11011
• 代理人: 祁恒

本發(fā)明屬于光學系統(tǒng)設計技術領域，具體涉及一種用于手術顯微鏡的大物鏡系統(tǒng)，特別是一種連續(xù)變焦大物鏡系統(tǒng)。本發(fā)明提出的用于手術顯微鏡的連續(xù)變焦大物鏡系統(tǒng)，負透鏡組為固定組，變焦形式采用機械補償法，通過沿光軸方向移動正透鏡組實現(xiàn)連續(xù)變焦和景深可調，實現(xiàn)了焦距范圍從230mm到400mm，工作距從150mm到350mm，術面觀察范圍從Φ20mm到Φ125mm的變焦設計。同時，光學設計時使用復消色差技術，選取含異常色散系數(shù)的特定光學玻璃，系統(tǒng)分辨率高，圖像清晰。

技術領域

本發(fā)明屬于光學系統(tǒng)設計技術領域，具體涉及一種用于手術顯微鏡的大物鏡系統(tǒng)，特別是一種連續(xù)變焦大物鏡系統(tǒng)。

背景技術

手術顯微鏡放大了手術視野，使醫(yī)生能夠看清手術部位的精細結構，可以進行憑肉眼無法完成的各種顯微手術，拓展了手術治療范圍，提高了手術精細程度，廣泛應用在眼科、耳鼻喉科、口腔科、神經外科、手外科、婦科等眾多醫(yī)療領域中。手術顯微鏡有大物鏡型和小物鏡型兩種形式，高性能手術顯微鏡一般選用大物鏡型，大物鏡又分為定焦式和變焦式兩種，相對于定焦式，變焦式大物鏡工作距可調，手術中可因實際需要調換不同焦距的大物鏡，縮短手術時間，并可降低由于更換物鏡帶來的交叉感染。

在手術顯微鏡大物鏡設計方面，國內較少選用變焦形式，公開號為CN103558683A的中國發(fā)明專利申請公開的“用于手術顯微鏡的長工作距復消色差大物鏡”是一個定焦系統(tǒng)，工作距較長，但無法調節(jié)。

理想的用于手術顯微鏡的大物鏡系統(tǒng)，應當可以同時滿足連續(xù)變焦和工作距可調。連續(xù)變焦系統(tǒng)是一種焦距可以連續(xù)變化，而在變焦過程中術面保持穩(wěn)定且像質保持良好的系統(tǒng)，可得到不同大小的視場角、不同大小的影像和不同景物范圍，在視場轉換過程中能夠保持圖像的連續(xù)性。景深決定手術顯微鏡的工作距離，大物鏡景深可調，其通過沿光軸移動系統(tǒng)中特定光學透鏡組來實現(xiàn)手術顯微鏡的工作距可調，使手術操作更準確，對手術中不同深淺的部位處理更精準。

發(fā)明內容

(一)要解決的技術問題

本發(fā)明提出一種用于手術顯微鏡的連續(xù)變焦大物鏡系統(tǒng)，以解決如何獲得連續(xù)可變的工作距的技術問題。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提出一種用于手術顯微鏡的連續(xù)變焦大物鏡系統(tǒng)，該連續(xù)變焦大物鏡系統(tǒng)沿光路路徑依次設置有大物鏡系統(tǒng)、變倍系統(tǒng)、接目物鏡系統(tǒng)和目鏡系統(tǒng)；其中，大物鏡系統(tǒng)距離物面最近；大物鏡系統(tǒng)包括負透鏡組和正透鏡組，負透鏡組靠近物面，正透鏡組靠近變倍系統(tǒng)；負透鏡組為固定組，正透鏡組沿光軸移動以實現(xiàn)連續(xù)變焦大物鏡的連續(xù)變焦。

進一步地，正透鏡組為三膠合透鏡，負透鏡組為雙膠合透鏡。

進一步地，從變倍系統(tǒng)向物面的方向，正透鏡組依次具有膠合連接的第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡；負透鏡組依次具有膠合連接的第四透鏡和第五透鏡；其中，第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡和第五透鏡均為雙球面透鏡。

進一步地，從變倍系統(tǒng)向物面的方向，第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡和第五透鏡依次具有第三至第九球面；其中，第三球面的半徑為109.19mm，厚度為6.95mm；第四球面的半徑為-490.56mm，厚度為7.8mm；第五球面的半徑為-64.0mm，厚度為4.0mm；第六球面的半徑為-137.75mm，厚度為21.07mm至1.07mm；第七球面的半徑為-130.23mm，厚度為5.35mm；第八球面的半徑為-70.56mm，厚度為4.0mm；第九球面的半徑為-230.87mm，厚度為150.0mm至350.0mm。

進一步地，第三透鏡和第四透鏡的間隔為21.07mm時，連續(xù)變焦大物鏡系統(tǒng)的焦距為230mm，工作距為150mm。

進一步地，第三透鏡和第四透鏡的間隔為1.07mm時，連續(xù)變焦大物鏡系統(tǒng)的焦距為400mm，工作距為350mm。