一种手术显微镜的光学结构及手术显微镜的制作方法

本发明属于医疗器械，具体涉及一种手术显微镜的光学结构及手术显微镜。

背景技术：

1、手术显微镜是一种医用精密光学设备，用于临床显微观察与手术治疗。作为核心部件，光学显微观察系统中包括主镜镜身和双目镜筒，在其间的平行光路中，还可根据需要设置各种附件，实现不同的附加功能。

2、为了提供舒适的人体工学姿势，现有的手术显微镜通常在主镜镜身上方增加光路转折结构，将光路转折90度，使得双目镜筒能够完全水平设置，一方面降低了视线高度，增大了操作空间，另一方面能够拉长水平观察距离，使医生保持舒适的坐姿。基于需要避免产生镜像和保持图像正向的考虑，现有技术中的光路转折结构均由五棱镜实现，如专利cn211123465u公开了一种手术显微镜，采用五棱镜与施密特棱镜或其他棱镜组合的方式来实现对光线的转折和分光；cn216148235u公开的一种手术显微镜同样采用五棱镜作为光路转折元件，具体结构如图1、2所示。而五棱镜由于自身原理所限，内部光程较长，固定结构的空气间隔也较大，增加了观察系统的渐晕，甚至会完全遮挡掉边缘视场的光线，造成暗角。同时，现有手术显微镜双目镜筒与目镜的组合光路与开普勒望远镜相同，为了能够观察到正立图像，需要在双目镜筒的光路中加入倒像棱镜，其中最为常见的普罗棱镜一般由三块直角棱镜胶合组成，如图17a、17b、17c、17d所示，此棱镜结构复杂，加工装配成本都较高，而且同样存在内部光程长的问题，会造成小物镜透镜组复杂化，进一步增加了设计和制造成本。

技术实现思路

1、本发明的一个目的是提供一种手术显微镜的光学结构。

2、为达到上述目的，本发明采用的第一个技术方案是：

3、一种手术显微镜的光学结构，包括沿光路方向依次设置的转向单元、双目镜单元，其中：

4、所述的转向单元包括直角屋脊棱镜；

5、所述的双目镜单元包括沿光路方向依次设置的棱/透镜组、第一直角棱镜、第二直角棱镜以及目镜，所述的棱/透镜组包括小物镜，

6、物面光束经所述的直角屋脊棱镜翻转180度，经所述的棱/透镜组、第一直角棱镜、第二直角棱镜后继续翻转180度形成正立实像并被目镜所观察。

7、上述技术方案优选地，所述的棱/透镜组为可调角度棱/透镜组。

8、进一步优选地，所述的可调角度棱/透镜组包括第三直角棱镜、第四直角棱镜以及第五直角棱镜，所述的第三直角棱镜、第四直角棱镜以及第五直角棱镜沿光路方向依次设置，所述的第三直角棱镜、第五直角棱镜可围绕光轴与所述的第四直角棱镜相对转动，且转动角度始终相等。

9、进一步优选地，所述的棱/透镜组包括半五棱镜，所述的小物镜、半五棱镜沿光路方向依次设置。

10、上述技术方案优选地，所述的棱/透镜组中不包括弯月透镜。

11、上述技术方案优选地，所述的小物镜包括具有正光焦度的第一双胶合透镜组，并且满足：

12、50mm＜|fg1|＜200mm，

13、

14、其中：fg1为第一双胶合透镜组焦距，

15、r1为双胶合透镜组胶合面曲率半径，

16、为胶合面有效孔径。

17、进一步优选地，所述的目镜为包括沿光路方向依次设置的单透镜、第二双胶合透镜组，并且满足：

18、0.5＜fg3/fg1＜2，

19、其中：fl3为第二双胶合透镜组焦距。

20、上述技术方案优选地，所述的双目镜单元还包括场镜，所述的场镜为单透镜。

21、上述技术方案优选地，所述的双目镜单元还包括光阑。

22、为达到上述目的，本发明采用的第二个技术方案是：

23、一种手术显微镜的光学机构，包括沿光路方向依次设置的转向单元、双目镜单元，其中：

24、所述的转向单元包括直角屋脊棱镜；

25、所述的双目镜单元包括沿光路方向依次设置的棱/透镜组、斜方棱镜以及目镜，所述的棱/透镜组包括小物镜，

26、物面光束经所述的直角屋脊棱镜翻转180度，经所述的棱/透镜组、斜方棱镜后继续翻转180度形成正立实像并被目镜所观察。

27、为达到上述目的，本发明采用的第三个技术方案是：

28、本发明的另一个目的是提供一种手术显微镜。

29、为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

30、一种手术显微镜，包括显微镜主体、转向延长器以及双目镜筒，所述的转向延长器连接在所述的显微镜主体上，所述的双目镜筒连接在所述的转向延长器上，所述的手术显微镜还包括所述的光学结构，所述的转向单元设置在所述的转向延长器内，所述的双目镜单元设置在所述的双目镜筒内。

31、上述技术方案优选地，所述的双目镜筒具有与所述的转向延长器连接并可相对所述的转向延长器在竖直方向上转动调节的转动连接组件，所述的棱/透镜组为可调节度棱/透镜组，所述的可调角度棱/透镜组设置在所述的转动连接组件内。

32、上述技术方案优选地，所述的转向延长器内设置有固定座，所述的直角屋脊棱镜设置在所述的固定座上。

33、上述技术方案优选地，所述的双目镜筒、转向延长器之间可拆卸地连接。

34、由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

35、1、转向延长器内部光路的光程缩短约一半，更有利于减小观察光路的光线渐晕；

36、2、通过直角屋脊棱镜的两次内部反射避免了镜像现象，且图像旋转了180度，从而可以去掉双目镜单元中复杂、高成本的倒像棱镜；

37、3、避免了现有技术中双目镜筒内必须设置倒像棱镜从而造成的过长光程，降低了小物镜的设计难度，简化了光学透镜组结构；

38、4、改善了光学系统的观察效果，同时简化了透镜组和棱镜组的光学结构，降低装校难度，节约生产、制造成本。

技术特征：

1.一种手术显微镜的光学结构，包括沿光路方向依次设置的转向单元、双目镜单元，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的手术显微镜的光学结构，其特征在于：所述的棱/透镜组为可调角度棱/透镜组。

3.根据权利要求2所述的手术显微镜的光学结构，其特征在于：所述的可调角度棱/透镜组包括第三直角棱镜、第四直角棱镜以及第五直角棱镜，所述的第三直角棱镜、第四直角棱镜以及第五直角棱镜沿光路方向依次设置，

4.根据权利要求1所述的手术显微镜的光学结构，其特征在于：所述的棱/透镜组包括半五棱镜，所述的小物镜、半五棱镜沿光路方向依次设置。

5.根据权利要求1所述的手术显微镜的光学结构，其特征在于：所述的棱/透镜组中不包括弯月透镜。

6.根据权利要求1所述的手术显微镜的光学结构，其特征在于：所述的小物镜包括具有正光焦度的第一双胶合透镜组，并且满足：

7.根据权利要求6所述的手术显微镜的光学结构，其特征在于：所述的目镜为包括沿光路方向依次设置的第二双胶合透镜组、单透镜，并且满足：

8.根据权利要求1所述的手术显微镜的光学结构，其特征在于：所述的双目镜单元还包括场镜，所述的场镜为单透镜。

9.一种手术显微镜的光学机构，包括沿光路方向依次设置的转向单元、双目镜单元，其特征在于：

10.一种手术显微镜，包括显微镜主体、转向延长器以及双目镜筒，所述的转向延长器连接在所述的显微镜主体上，所述的双目镜筒连接在所述的转向延长器上，其特征在于：所述的手术显微镜还包括权利要求1至9中任意一项权利要求所述的光学结构，所述的转向单元设置在所述的转向延长器内，所述的双目镜单元设置在所述的双目镜筒内。

11.根据权利要求10所述的手术显微镜，其特征在于：所述的双目镜筒具有与所述的转向延长器连接并可相对所述的转向延长器在竖直方向上转动调节的转动连接组件，所述的棱/透镜组为可调角度棱/透镜组，所述的可调角度棱/透镜组设置在所述的转动连接组件内。

12.根据权利要求10所述的手术显微镜，其特征在于：所述的双目镜筒、转向延长器之间可拆卸地连接。

技术总结本发明涉及一种手术显微镜的光学结构及手术显微镜，光学结构包括沿光路方向依次设置的转向单元、双目镜单元，转向单元包括直角屋脊棱镜；双目镜单元包括棱/透镜组、第一直角棱镜、第二直角棱镜以及目镜，棱/透镜组包括小物镜，或将第一直角棱镜、第二直角棱镜替换为斜方棱镜。本发明的光学结构设计为“倒像‑倒像”，直角屋脊棱镜使得转向单元内部光路的光程缩短约一半，更有利于减小观察光路的光线渐晕；两次内部反射避免了镜像现象，且图像旋转了180度，从而可以去掉双目镜单元中的倒像棱镜；有效简化了系统中光学镜组的结构。技术研发人员：王吉龙,李剑月,杨晓光,徐久麒,邱涛,周伟忠受保护的技术使用者：苏州速迈医学科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/19