[发明专利]形成倾斜光路的光学系统及其方法

说明书

技术领域

本发明大体涉及一种光学系统及其操作方法，更具体地，涉及本发明涉及一种光学系统及其操作方法，所述光学系统用于设置为观察样品的显微镜或者对样品照射激光等光的光照射装置中，并且在其中通过所述光学系统形成倾斜光路，从而即使不移动样品或者不移动显微镜观察者的眼睛的位置(或者，光照射装置的光源位置)，观察者也不仅能够观察(或者，在光照射装置情形中其可以将光照射到)样品的垂直顶面及按照一定倾斜角度观察前侧、后侧、左侧或右侧，还能改变被观察的样品部分(或者，在光照射装置情形中，光所照射到)的位置。

背景技术

一般光学显微镜的物镜与目镜的相对位置是固定的，因此只能观察物镜的焦点平面的光轴附近样品。为了以任意角度观察样品的任意部分或观察前后左右移动后的样品位置，只能让样品移动或倾斜，这样不仅不方便，而且如果诸如人或动物的身体或机械主体等样品的表面凹凸较大或较重，因此受限较多，或者无法移动或倾斜样品。

为了加工而向样品或对象物照射激光等光的光照射装置在利用光学系统把光源所发射的光照射到样品时为了针对倾斜情形进行光照射或者对移动后的样品位置照射光而要求样品移动或光学系统与光源移动，因此依然会出现和显微镜相似的限制。

为了克服这些限制，提出在多关节轴安装光学系统以提高自由度的技术。但该技术也被配置为观察者或光学系统必须与设备或光学系统一起移动。因此无法从根本上解决问题。而且，虽然开发了进行显微手术或精细作业时附在眼镜上使用的显微镜而能够一定程度地缓解上述限制，但其倍率受到限制并且需要操作员移动。

发明内容

技术问题

因此，为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种光学系统及其运行方法，使得在光学显微镜或实体显微镜而不是立体显微镜中，不必移动样品或者让使用显微镜的观察者的眼睛移动也能基于光学系统形成倾斜光路，不仅能够观察样品的垂直面及按照任意倾斜角度观察前后左右的侧面或者以垂直轴为中心进行旋转观察，还能改变样品被观察部分的位置。

本发明的另一个目的是提供一种光学系统及其运行方法，其能够让物镜在一定极角(polar angle)内倾斜并且朝任意方位角(azimuth angle)旋转，利用光学模块控制通过物镜的光使其维持恒定的光程(optical path length)并传送到固定的目镜。

本发明的再一个目的是提供一种光学系统及其运行方法，在该光学系统中，不仅把前述原理适用于光学显微镜或立体显微镜，还适用于光照射装置的光学系统，使得不必移动样品或光照射装置的光源也能进行光的垂直照射，还能在基于垂直轴的一定角度范围内进行倾斜照射，因此以垂直轴为中心进行旋转照射样品。

技术方案

为了实现所述目的，在一个方面，本发明提供一种光学系统，包括：被布置用于形成光路的第一光学装置与第二光学装置，所述光学系统被配置为利用通过所述第一光学装置与所述第二光学装置的来自对象物的光观察所述对象物，或者使传送到所述第二光学装置的光通过所述第一光学装置施加到所述对象物，其中，在观察者或向所述对象物施加光的装置的光源不移动的情形下，在不同角度或位置观察所述对象物，或者在不同角度或位置将光施加到所述对象物上。

所述光学系统被配置为使得即使移动所述第一光学装置，光也可以传送到相同位置，或第一光学装置相对于对象物的焦距保持恒定，由此，可以在不同角度或位置观察所述对象物，或者在不同角度或位置将光施加到所述对象物上。

所述第一光学装置包括第一副系统，该第一副系统形成使得无论入射光线的角度怎样变化所述光线都传送到相同位置处的光路。所述第二光学装置包括第二副系统，该第二副系统形成使得在入射光线从所述第二副系统射出之前调节所述入射光线的光程的光路。从所述对象物经由所述第一副系统到所述第二副系统的整个光程保持恒定。

第一透镜耦接到所述第一副系统，使得以改变所述第一透镜与所述对象物的角度的方式观察所述对象物或将光施加到所述对象物上，该角度是观察所述对象物的角度或将光施加到所述对象物上的角度。

所述第一透镜向左或右移动并且改变其位置，从而改变所述第一透镜的极角或方位角。用于显微镜的所述光学系统以使得从所述对象物反射的光依次穿过所述第一透镜、所述第一副系统、所述第二副系统和第二透镜的方式观察所述对象物。