延长结构、光学系统及手术显微镜的制作方法

1.本发明属于医疗器械领域，涉及手术显微镜，特别是涉及一种延伸结构及其光学系统、带有该延长结构的手术显微镜。


背景技术：

2.目前，手术显微镜被广泛应用于口腔领域，其完美的视野、极佳的照明和舒适的操作姿势，使得越来越多的口腔医生认可其在口腔治疗中的巨大前景。手术显微镜的主镜部分一般包括：双目镜筒、目镜、variodist大变焦物镜、手柄、镜身等，镜身里内置全高清影像系统、led集成照明模组及光学变倍等等。手术显微镜的镜头可根据检查和治疗的需要在水平和垂直方向精确移动和翻转角度。在绝大多数情况下，手术显微镜的镜头应定位在水平位置，此时医生通过双目镜筒进行观察。机械系统是手术显微镜的骨架，确定了显微镜的活动范围。目前的0
°‑
190
°
变角双目镜筒符合人体工程学原理，临床医生可根据自己舒适的坐姿调整双目镜筒，可有效减轻牙医们身体上的疲惫。手术显微镜上的设计需与临床医生的体验、反馈相结合才能更好的推广它。一部分牙医反馈双目镜筒可调节的范围有限，在水平位置下的双目镜筒的下降或上升高度不能满足牙医的调节；还有一部分牙医反馈镜身与双目镜筒距离稍短，难以在水平位置下调整向下的高度。临床医生都需要长时间的工作，这些种种因素都会或多或少造成腰、颈、肩部的肌肉劳损，不利于牙医的身心健康。
3.参见公开号为cn108020914a、cn211123465u、cn106610523a的专利，均公开了一种手术显微镜，在镜身和目镜之间设置有转动结构，使得目镜相对镜身在上下方向上可以相对转动，但是其均存在目镜下降或上升高度不能满足调节；或者镜身与目镜距离稍短，难以在水平位置下调整向下的高度的问题。


技术实现要素：

4.本发明的一个目的是提供一种延伸结构，该延伸结构适用于手术显微镜，可根据使用需要，作为一个配件安装在镜身与目镜之间，简单方便。
5.为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
6.一种延长结构，所述的延长结构内部形成光路通道，所述的延长结构包括第一连接座、第二连接座，所述的第一连接座的一端形成第一连接端，所述的第二连接座的一端形成第二连接端，所述的第一连接座、第二连接座之间可相对转动地连接，且所述的第一连接座、第二连接座的转动轴心线平行。
7.优选地，所述的延长结构还包括安装座，所述的安装座的一端形成第一安装端、另一端形成第二安装端，所述的安装座的第二安装端与所述的第一连接座的第一连接端相连接。
8.进一步优选地，所述的安装座的第一安装端所在的平面与所述的安装座的第二安装端所在的平面之间形成夹角α，且夹角α的范围为0
°
＜α≤90
°
。
9.更进一步优选地，所述的夹角α的范围为30
°
≤α≤90
°
。
10.优选地，所述的延长结构还包括第三连接座，所述的第一连接座、第二连接座通过所述的第三连接座相连接。
11.进一步优选地，所述的第三连接座设置在所述的第一连接座、第二连接座的至少一侧。
12.更进一步优选地，所述的延长结构还包括转动传动组件，所述的转动传动组件包括第一传动齿轮、第二传动齿轮，所述的第一传动齿轮连接在所述的第一连接座上，所述的第二传动齿轮连接在所述的第二连接座上，所述的第一传动齿轮、第二传动齿轮相啮合。
13.更进一步优选地，所述的转动传动组件设置在所述的第三连接座内。
14.本发明的一个目的是提供一种延长结构的光学系统，使得手术显微镜并不会因为加长一段光学系统影响视野清晰、充盈等。
15.为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
16.一种延长结构的光学系统，所述的延长结构内部形成光路通道，所述的延长结构包括安装座、第一连接座、第二连接座以及第三连接座，所述的安装座的一端形成第一安装端、另一端形成第二安装端，所述的第一连接座的一端形成第一连接端，所述的第二连接座的一端形成第二连接端，所述的安装座的第二安装端与所述的第一连接座的第一连接端相连接，所述的第一连接座、第二连接座通过所述的第三连接座相连接，所述的第一连接座、第二连接座之间可相对转动地连接，
17.所述的安装座、第一连接座、第三连接座以及第二连接座内部依次形成所述的光路通道，所述的光学系统设置在所述的光路通道内，所述的光学系统包括第一透镜组、第二透镜组以及第三透镜组，所述的第一透镜组满足：30mm＜f
g1
＜150mm；所述的第二透镜组满足：2＜ f
g2
/f
g1
＜10；所述的第三透镜组满足：0.5＜f
g3
/f
g1
＜5，其中，f
g1
为第一透镜组焦距，f
g2
为第二透镜组焦距，f
g3
为第三透镜组焦距。
18.优选地，所述的第一透镜组满足：50mm＜f
g1
＜150mm。
19.优选地，所述的第三透镜组满足：0.5＜f
g3
/f
g1
＜2。
20.优选地，所述的第一透镜组为具有正光焦度的双胶合透镜组。
21.进一步优选地，所述的第一透镜组的双胶合透镜组满足：其中：r1为第一透镜组胶合面曲率半径，为胶合面有效孔径。
22.进一步优选地，所述的第一透镜组包括沿光路方向依次设置的第一透镜、第二透镜。
23.优选地，所述的第二透镜组为具有正光焦度的三胶合透镜组。
24.进一步优选地，所述的第二透镜组包括沿光路方向依次设置的第三透镜、第四透镜以及第五透镜。
25.优选地，所述的第一透镜组为具有正光焦度的双胶合透镜组。
26.进一步优选地，所述的第三透镜组的双胶合透镜组满足：其中：r3为第三透镜组胶合面曲率半径，φ3为胶合面有效孔径。
27.进一步优选地，所述的第三透镜组包括沿光路方向依次设置的第六透镜、第七透镜。
28.优选地，所述的光学系统还包括转向镜组，所述的转向镜组用于对光线的投射方向进行改变，所述的转向镜组包括第一转向镜片、第二转向镜片、第三转向镜片以及第四转向镜片，光路依次经所述的第一透镜组、第一转向镜片、第二转向镜片、第三转向镜片、第二透镜组、第四转向镜片以及第三透镜组。
29.进一步优选地，所述的第一转向镜片为五棱镜，所述的第二转向镜片、第三转向镜片以及第四转向镜片为直角棱镜。
30.进一步优选地，所述的第一透镜组、第一转向镜片设置在所述的安装座内；所述的第二转向镜片设置在所述的第一连接座内；所述的第三转向镜片设置在所述的第三连接座内；所述的第二透镜组设置在所述的第三连接座或所述的第二连接座内；所述的第四转向镜片、第三透镜组设置在所述的第二连接座内。
31.本发明的一个目的是提供一种手术显微镜，具体为装有延长结构的手术显微镜，在原有的调节区域扩展了更宽的区域，满足使用者的更多需求。
32.为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
33.一种手术显微镜，包括镜身、连接在所述的镜身上的目镜，所述的目镜通过转动结构与所述的镜身连接，使得所述的目镜可相对所述的镜身在上下方向上转动，所述的手术显微镜还包括延长结构，所述的延长结构包括第一连接座、第二连接座，所述的第一连接座的一端形成第一连接端，所述的第二连接座的一端形成第二连接端，所述的第一连接座的第一连接端与所述的镜身相连接，所述的第二连接座的第二连接端与所述的转动结构相连接，所述的第一连接座、第二连接座之间可相对转动地连接，且所述的第一连接座、第二连接座的转动轴心线沿所述的镜身的左右方向延伸，使得所述的转动结构可相对所述的镜身在上下方向上转动。
34.优选地，所述的延长结构还包括安装座，所述的安装座的一端形成第一安装端、另一端形成第二安装端，所述的安装座的第一连接端与所述的镜身相连接，所述的安装座的第二连接端与所述的第一连接座的第一连接端相连接。
35.进一步优选地，所述的目镜相对所述的镜身在上下方向的调节幅度为-100～110mm。
36.优选地，所述的目镜相对所述的镜身在上下方向转动时，所述的目镜始终保持水平。
37.优选地，所述的第二连接座的第二连接端与所述的转动结构可转动地连接，使得所述的转动结构、所述的延长结构可相对绕其自身旋转。
38.进一步优选地，所述的手术显微镜还包括转环结构，所述的转环结构包括连接环、转动环，所述的连接环、所述的转动环可相对绕自身轴心线转动地设置，所述的连接环与所述的第二连接座的第二连接端固定连接，所述的转动环与所述的转动结构固定连接。
39.更进一步优选地，所述的连接环内设置有槽体，所述的转动环设置在所述的槽体内。
40.更进一步优选地，所述的转动环的外周面上设置有多个凹槽，定位件一端穿过所述的连接环插入至所述的凹槽内，使所述的连接环、转动环之间相对转动锁定。
41.进一步优选地，所述的转动结构、所述的延长结构相对转动的角度为
±
25
°
。
42.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：
43.1、可调节区域更加广泛，可保证临床医生获得人体工程学的临床坐姿，可有效减轻与防止腰、颈、肩部的肌肉劳损，使临床医生远离颈椎病、腰椎病的困扰；
44.2、提供了更多样化的调节，适应牙医自身坐姿的需求；
45.3、结构简单，安装方便。
附图说明
46.附图1为本实施例中手术显微镜第一种实施方式的主视示意图(目镜转动至最上方)；
47.附图2为本实施例中手术显微镜第一种实施方式的主视示意图(目镜转动至水平位置)；
48.附图3为本实施例中手术显微镜第一种实施方式的主视示意图(目镜转动至最下方)；
49.附图4为本实施例中手术显微镜第二种实施方式的主视示意图(目镜转动至最上方)；
50.附图5为本实施例中手术显微镜第二种实施方式的主视示意图(目镜转动至水平位置)；
51.附图6为本实施例中手术显微镜第二种实施方式的主视示意图(目镜转动至最下方)；
52.附图7为本实施例中手术显微镜第三种实施方式的主视示意图(目镜转动至最上方)；
53.附图8为本实施例中手术显微镜第三种实施方式的主视示意图(目镜转动至水平位置)；
54.附图9为本实施例中延长结构的剖视示意图一；
55.附图10为本实施例中延长结构的剖视示意图二；
56.附图11为本实施例中转动传动组件的示意图；
57.附图12为本实施例中转环结构的示意图；
58.附图13、14为本实施例中镜身相对目镜转动示意图；
59.附图15为本实施例中光学系统的示意图；
60.附图16为本实施例中光学系统的光路示意图。
61.以上附图中：
62.1、镜身；2、目镜；3、转动结构；4、延长结构；40、第一连接座；41、第二连接座； 42、第三连接座；430、第一传动齿轮；431、第二传动齿轮；44、安装座；50、连接环；500、槽体；51、转动环；510、凹槽；60、第一透镜组；61、第二透镜组；62、第三透镜组；63、第一转向镜片；64、第二转向镜片；65、第三转向镜片；66、第四转向镜片。
具体实施方式
63.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
64.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
65.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
66.如图1-8所示的一种手术显微镜，包括镜身1、连接在镜身1上的目镜2，图示的目镜2 为双目镜筒，目镜2通过转动结构3与镜身1连接，使得目镜2可相对镜身1在上下方向上转动，或者说目镜2可相对镜身1在上下方向上摆动。
67.在本实施例中：镜身1、目镜2之间还设置了延长结构4，通过延长结构4满足目镜2下降或上升的高度调节；增加了镜身1与目镜2的距离，水平位置上下调整的角度更大。
68.具体的说：如图9、10所示，延长结构4包括第一连接座40、第二连接座41，第一连接座40的一端形成第一连接端，第二连接座41的一端形成第二连接端，第一连接座40的第一连接端与镜身1相连接，第二连接座41的第二连接端与转动结构3相连接，第一连接座40、第二连接座41之间可相对转动地连接，且第一连接座40、第二连接座41的转动轴心线沿镜身1的左右方向延伸，使得转动结构3可相对镜身1在上下方向上转动，或者说转动结构3 可相对镜身1在上下方向上摆动，从而实现目镜2相对镜身1在上下方向上转动，或者说摆动。
69.第一连接座40、第二连接座41之间可相对转动连接的结构，以下给出了一种具体实施方式，当然也不限于此：延长结构4还包括第三连接座42、转动传动组件，其中：
70.第三连接座42设置在第一连接座40、第二连接座41的至少一侧，可以采用卡扣形式与第一连接座40、第二连接座41连接。本实施例中：由于是双目镜筒，两侧的第三连接座42 还用于设置光学系统，第三连接座42设置在第一连接座40、第二连接座41的两侧，第一连接座40、第二连接座41通过第三连接座42相连接，即第一连接座40、第二连接座41之间没有直接连接。
71.转动传动组件设置在第三连接座42内，不会暴露在外部，如图11所示：包括第一传动齿轮430、第二传动齿轮431，第一传动齿轮430连接在第一连接座40上，第二传动齿轮431 连接在第二连接座42上，第一传动齿轮430、第二传动齿轮431相啮合。这样，当转动向上或者向下转动目镜2时，第一传动齿轮430带动第二传动齿轮431转动，实现目镜2角度的调节，但是当停止对目镜2的转动时，第一传动齿轮430、第二传动齿轮431的啮合又实现了两者的自锁，不会发生转动。
72.当然，还可以根据目镜2负荷采用扭矩和阻尼调节，保持显微镜的平衡，延长结构阻尼调节相对要紧一点(在不影响操作舒适下)，在进行转动时，可以在在内部加入润滑垫圈和波型垫圈增加转动时的摩擦力，使得显微镜可以保持平衡。在加载目镜2后，可通过微调螺丝松紧程度使得整个前段区域保持平衡，使得目镜2在任意角度悬停。
73.延长结构4还包括安装座44，安装座44的一端形成第一安装端、另一端形成第二安
装端，安装座44的第一连接端与镜身1相连接，安装座44的第二连接端与第一连接座40的第一连接端相连接。安装座44的第一安装端所在的平面a与安装座44的第二安装端所在的平面b之间形成夹角α，且夹角α的范围为0
°
＜α≤90
°
，优选为30
°
≤α≤90
°
。
74.安装座44不是必要的：
75.如图1-3所示的手术显微镜安装了安装座44，并且安装座44的第一安装端所在的平面a 与安装座44的第二安装端所在的平面b之间形成夹角α为90
°
，在该结构下，以图2所示目镜2转动至水平位置为基准，目镜2相对镜身1在上下方向的调节幅度为-100～100mm，即向上调节的最大幅度为向上100mm，向下调节的最大幅度为100mm。
76.如图4-6所示的手术显微镜也安装了安装座44，并且安装座44的第一安装端所在的平面 a与安装座44的第二安装端所在的平面b之间形成夹角α为30
°
，在该结构下，以图5所示目镜2转动至水平位置为基准，目镜2相对镜身1在上下方向的调节幅度为-50～110mm，即向上调节的最大幅度为向上110mm，向下调节的最大幅度为50mm。
77.如图7-8所示的手术显微镜，第一连接座40的第一连接端直接与镜身1相连接，在该结构下，以图8所示目镜2转动至水平位置为基准，目镜2相对镜身1在上下方向的调节幅度为0～55mm，即向上调节的最大幅度为向上55mm，向下暂不可调节。
78.这样，在保持双目镜筒水平位置下，可以自由调节上下高度，幅度在200mm左右。相比而言，不设置延长结构4的目镜相对镜身在上下方向的调节幅度为0。
79.采用上述三种结构的延长结构4，目镜2相对镜身1在上下方向转动(摆动)调节时，目镜2始终保持水平。整个延长结构全长152mm，从中心位置全长117mm，不会过长影响使用者(牙医)的操作性。
80.在本实施例中：第二连接座41的第二连接端与转动结构3可转动地连接，使得转动结构 3、延长结构4可相对绕其自身旋转。由于转动结构3连接目镜2，延长结构4连接镜身1，转动结构3、延长结构4相对的自身旋转，使得镜身1、目镜2可相对在左右方向上转动，或者说摆动，如图13、14所示，如目镜2保持水平，镜身1相对目镜2进行转动，转动(摆动) 的角度为
±
25
°
，可以专为口腔全科临床医生设计的人体工程学功能，
±
25度的钟摆系统功能在医生坐姿不变的情况下，即目镜2保持水平观察位置的同时镜身1向左或向右摆动。
81.转动结构3、延长结构4相对绕其自身旋转的结构，以下给出了一种具体实施方式，当然也不限于此：
82.手术显微镜还包括转环结构，转环结构包括连接环50、转动环51，连接环50、转动环 51可相对绕自身轴心线转动地设置，具体为：连接环50内设置有槽体500，转动环51设置在槽体500内。连接环50与第二连接座41的第二连接端固定连接，转动环51与转动结构3 固定连接，从而实现镜身1相对目镜2的转动。
83.此外，转动环51的外周面上设置有多个凹槽510，定位件如螺钉等一端穿过连接环50 插入至凹槽510内，使连接环50、转动环51之间相对转动锁定。定位件可以螺纹连接在连接环50上，旋松定位件，使其脱离凹槽510，可以使转动结构、延长结构4相对转动，转动到位后，旋紧定位件，使其再次插入至凹槽510内，凹槽510的数量可以根据所需调整的角度设置。
84.对于本技术的转动结构，可以采用延伸结构相同的结构，当然也可以采用其他结构，再次不再进行赘述。
85.如图15所示，延长结构4内设置了光学系统，其中：安装座、第一连接座、第三连接座以及第二连接座内部依次形成光路通道，光学系统设置在光路通道内，可以形成成像光路，具体的说：
86.光学系统包括第一透镜组60、第二透镜组61、第三透镜组62以及转向镜组。其中：
87.第一透镜组60为具有正光焦度的双胶合透镜组，具体包括沿光路方向依次设置的第一透镜l1、第二透镜l2，第一透镜组60满足：30mm＜f
g1
＜150mm，优选50mm＜f
g1
＜150mm，其中，f
g1
为第一透镜组焦距，同时，第一透镜组60的双胶合透镜组满足：其中： r1为第一透镜组胶合面曲率半径，为胶合面有效孔径。
88.第二透镜组61为具有正光焦度的三胶合透镜组，具体包括沿光路方向依次设置的第三透镜l3、第四透镜l4以及第五透镜l5，第二透镜组61满足：2＜f
g2
/f
g1
＜10，其中：f
g2
为第二透镜组焦距。
89.第三透镜组62为具有正光焦度的双胶合透镜组，具体包括沿光路方向依次设置的第六透镜l6、第七透镜l7，第三透镜组62满足：0.5＜f
g3
/f
g1
＜5，优选0.5＜f
g3
/f
g1
＜2，f
g3
为第三透镜组焦距，同时，第三透镜组62的双胶合透镜组满足：其中：r3为第三透镜组胶合面曲率半径，φ3为胶合面有效孔径。
90.转向镜组用于对光线的投射方向进行改变，转向镜组包括第一转向镜片63、第二转向镜片64、第三转向镜片65以及第四转向镜片66，在本实施例中：第一转向镜片63为五棱镜，第二转向镜片64、第三转向镜片65以及第四转向镜片66为直角棱镜。
91.光路依次经第一透镜组60、第一转向镜片63、第二转向镜片64、第三转向镜片65、第二透镜组61、第四转向镜片66以及第三透镜组62，如图16所示。
92.在本实施例中：第一透镜组60、第一转向镜片63设置在安装座44内；第二转向镜片64 设置在第一连接座40内；第三转向镜片65(也可以设置在第二连接座41内)、第二透镜组 61分别设置在一侧的第三连接座42内；第四转向镜片66、第三透镜组62设置在第二连接座 41内。
93.对于本实施例中的双目镜筒，第一透镜组60、第二透镜组61、第三透镜组62以及转向镜组设置两套。
94.实施例：
95.[0096][0097]
其中：半径为镜片表面曲率半径，厚度为镜片中心厚度，nd为d光(波长589.3nm)在光学玻璃中的折射率；vd为d光(波长589.3nm)的色散系数。
[0098]
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。