[实用新型]显微镜光学系统

说明书

技术领域

本申请涉及一种显微镜光学系统，更具体地涉及一种显微镜的用于拍照或者摄像的成像的光学系统。

背景技术

显微镜是一种向人类展示微观世界的光学仪器。根据其应用领域和光学原理可分为例如：光学显微镜，手术显微镜，x光显微镜，扫描电子显微镜，共聚焦显微，超分辨荧光显微镜等等。

传统无相机系统的显微镜都只能通过眼睛进行观察，而当我们在镜下找到一个目标位置后再去找另外一个目标时，第一个目标往往会因为移动样品之后很难再重新找到，这样就导致很多数据的丢失。有了相机系统就能把每次观察的样品图像记录下来用来做数据对比。在显微镜引入了相机系统(可包括摄像机模块和/或照相机模块)后，在一些应用领域产生了对于相机系统的小型化、轻量化的技术需求。

一个典型的例子是应用于医疗领域的手术显微镜，手术显微镜已作为一种常规的医疗设备广泛应用于眼科、耳鼻喉科、神经外科、牙科等各种外科手术。手术显微镜系统一般包括：手术显微镜支架和手术显微镜本体。图1示出了现有技术中的设置在手术显微镜支架II上的手术显微镜本体I。在现有设计中，在手术显微镜支架的立柱与支撑臂之间或者支撑臂与悬臂之间的连接接头大部分都需要设计成可枢转连接接头，从而能满足在实际手术操作中灵活移动对于操作者而言相对笨重的手术显微镜本体的需求。所以，缩小手术显微镜本体内置的相机系统的体积是势在必行的技术需求。

图2示出了现有技术中的手术显微镜的基本结构。如图2所示，手术显微镜中集成有摄像机模块和/或照相机模块以拍摄视频和/或照片。在手术显微镜的主光路(观察光路)中设置有分光器，从被观察物体上发出的光线被手术显微镜收集以后，其中的一部分通过分光器反射进入了摄像机模块和/或照相机模块。

图3和图4示出了现有技术中的手术显微镜中的摄像机模块和/或照相机模块的示意性光路图。如图3和图4所示，主光路A和主光路B分别是手术显微镜的两条主光路(由于手术显微镜从光学角度是一种立体显微镜，或者说体视显微镜，所以其光路由从左右物镜分别到左右目镜的左右两条主光路A和B构成)。分光器1设置在手术显微镜的一条主光路(主光路B)中，该分光器1允许一定比例的光线保持透射，沿着主光路B继续传播直至进入人眼；而剩余比例的光线将被分光器1反射转折一定角度后，直接进入摄像机模块和/或照相机模块。这些经过反射转折的光线通过成像镜头组件2，之后会在图像探测器3或胶片上形成光学影像从而被记录。

继续如图3和图4所示，在现有技术方案中，分光器1、成像镜头组件2和图像探测器3都位于同一主光路一侧(图3中的主光路B侧)。图中的长度L是由主光路B的中轴线到图像探测器3的最短距离。该距离L在很大程度上决定了手术显微镜头部的体积大小。

发明内容

为了解决上述问题，本申请公开了显微镜光学系统，其包括至少一个主光路和用于对被观察物体拍照或者摄像的成像系统，所述成像系统包括分光器、一个或多个成像透镜、光路转折元件和图像探测器，所述分光器设置在所述至少一个主光路中以便将主光路中的光线的一部分光能量反射进入到所述成像系统中形成成像系统的光路，所述光路转折元件使得所述成像系统的光路转折90度至180度。

根据显微镜光学系统的一种示例性构型，所述光路转折元件使得所述成像系统的光路转折180度。

根据显微镜光学系统的一种示例性构型，所述光路转折元件包括道威棱镜或者两个直角棱镜或者两个反射镜。

根据显微镜光学系统的一种示例性构型，所述分光器包括分光棱镜或者分光片。

根据显微镜光学系统的一种示例性构型，所述图像探测器包括CMOS图像传感器、CCD图像传感器或者胶卷底片。

根据显微镜光学系统的一种示例性构型，所述显微镜光学系统为包含第一主光路和第二主光路的立体显微镜光学系统或手术显微镜光学系统，所述分光器从第一主光路中的光线中分出部分光能量以形成成像系统的光路，被所述光路转折元件转折的成像系统的光路与第二主光路垂直相交。

根据显微镜光学系统的一种示例性构型，在所述第二主光路中设置中性滤光片。

根据显微镜光学系统的一种示例性构型，所述分光器具有10％-90％的透射率和10％-90％的反射率，所述分光器从主光路中的光线中分出10％-90％的光能量进入到所述成像系统中形成成像系统的光路。