[實用新型]顯微鏡光學系統

有效

• 申請號: 201720253748.1
• 申請日: 2017-03-16
• 公開（公告）號: CN206557466U
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 周新;馬濤
• 申請（專利權）人: 卡爾蔡司醫療技術股份公司
• 主分類號: G02B21/04
• 分類號: G02B21/04;G02B21/02;G02B21/36
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所11247
• 代理人: 慈戩,吳鵬

技術領域

本申請涉及一種顯微鏡光學系統，更具體地涉及一種顯微鏡的用于拍照或者攝像的成像的光學系統。

背景技術

顯微鏡是一種向人類展示微觀世界的光學儀器。根據其應用領域和光學原理可分為例如：光學顯微鏡，手術顯微鏡，x光顯微鏡，掃描電子顯微鏡，共聚焦顯微，超分辨熒光顯微鏡等等。

傳統無相機系統的顯微鏡都只能通過眼睛進行觀察，而當我們在鏡下找到一個目標位置后再去找另外一個目標時，第一個目標往往會因為移動樣品之后很難再重新找到，這樣就導致很多數據的丟失。有了相機系統就能把每次觀察的樣品圖像記錄下來用來做數據對比。在顯微鏡引入了相機系統(可包括攝像機模塊和/或照相機模塊)后，在一些應用領域產生了對于相機系統的小型化、輕量化的技術需求。

一個典型的例子是應用于醫療領域的手術顯微鏡，手術顯微鏡已作為一種常規的醫療設備廣泛應用于眼科、耳鼻喉科、神經外科、牙科等各種外科手術。手術顯微鏡系統一般包括：手術顯微鏡支架和手術顯微鏡本體。圖1示出了現有技術中的設置在手術顯微鏡支架II上的手術顯微鏡本體I。在現有設計中，在手術顯微鏡支架的立柱與支撐臂之間或者支撐臂與懸臂之間的連接接頭大部分都需要設計成可樞轉連接接頭，從而能滿足在實際手術操作中靈活移動對于操作者而言相對笨重的手術顯微鏡本體的需求。所以，縮小手術顯微鏡本體內置的相機系統的體積是勢在必行的技術需求。

圖2示出了現有技術中的手術顯微鏡的基本結構。如圖2所示，手術顯微鏡中集成有攝像機模塊和/或照相機模塊以拍攝視頻和/或照片。在手術顯微鏡的主光路(觀察光路)中設置有分光器，從被觀察物體上發出的光線被手術顯微鏡收集以后，其中的一部分通過分光器反射進入了攝像機模塊和/或照相機模塊。

圖3和圖4示出了現有技術中的手術顯微鏡中的攝像機模塊和/或照相機模塊的示意性光路圖。如圖3和圖4所示，主光路A和主光路B分別是手術顯微鏡的兩條主光路(由于手術顯微鏡從光學角度是一種立體顯微鏡，或者說體視顯微鏡，所以其光路由從左右物鏡分別到左右目鏡的左右兩條主光路A和B構成)。分光器1設置在手術顯微鏡的一條主光路(主光路B)中，該分光器1允許一定比例的光線保持透射，沿著主光路B繼續傳播直至進入人眼；而剩余比例的光線將被分光器1反射轉折一定角度后，直接進入攝像機模塊和/或照相機模塊。這些經過反射轉折的光線通過成像鏡頭組件2，之后會在圖像探測器3或膠片上形成光學影像從而被記錄。

繼續如圖3和圖4所示，在現有技術方案中，分光器1、成像鏡頭組件2和圖像探測器3都位于同一主光路一側(圖3中的主光路B側)。圖中的長度L是由主光路B的中軸線到圖像探測器3的最短距離。該距離L在很大程度上決定了手術顯微鏡頭部的體積大小。

發明內容

為了解決上述問題，本申請公開了顯微鏡光學系統，其包括至少一個主光路和用于對被觀察物體拍照或者攝像的成像系統，所述成像系統包括分光器、一個或多個成像透鏡、光路轉折元件和圖像探測器，所述分光器設置在所述至少一個主光路中以便將主光路中的光線的一部分光能量反射進入到所述成像系統中形成成像系統的光路，所述光路轉折元件使得所述成像系統的光路轉折90度至180度。

根據顯微鏡光學系統的一種示例性構型，所述光路轉折元件使得所述成像系統的光路轉折180度。

根據顯微鏡光學系統的一種示例性構型，所述光路轉折元件包括道威棱鏡或者兩個直角棱鏡或者兩個反射鏡。

根據顯微鏡光學系統的一種示例性構型，所述分光器包括分光棱鏡或者分光片。

根據顯微鏡光學系統的一種示例性構型，所述圖像探測器包括CMOS圖像傳感器、CCD圖像傳感器或者膠卷底片。

根據顯微鏡光學系統的一種示例性構型，所述顯微鏡光學系統為包含第一主光路和第二主光路的立體顯微鏡光學系統或手術顯微鏡光學系統，所述分光器從第一主光路中的光線中分出部分光能量以形成成像系統的光路，被所述光路轉折元件轉折的成像系統的光路與第二主光路垂直相交。

根據顯微鏡光學系統的一種示例性構型，在所述第二主光路中設置中性濾光片。

根據顯微鏡光學系統的一種示例性構型，所述分光器具有10％-90％的透射率和10％-90％的反射率，所述分光器從主光路中的光線中分出10％-90％的光能量進入到所述成像系統中形成成像系統的光路。