[发明专利]一种用于手术显微镜的连续变焦大物镜系统

说明书

本发明属于光学系统设计技术领域，具体涉及一种用于手术显微镜的大物镜系统，特别是一种连续变焦大物镜系统。本发明提出的用于手术显微镜的连续变焦大物镜系统，负透镜组为固定组，变焦形式采用机械补偿法，通过沿光轴方向移动正透镜组实现连续变焦和景深可调，实现了焦距范围从230mm到400mm，工作距从150mm到350mm，术面观察范围从Φ20mm到Φ125mm的变焦设计。同时，光学设计时使用复消色差技术，选取含异常色散系数的特定光学玻璃，系统分辨率高，图像清晰。

技术领域

本发明属于光学系统设计技术领域，具体涉及一种用于手术显微镜的大物镜系统，特别是一种连续变焦大物镜系统。

背景技术

手术显微镜放大了手术视野，使医生能够看清手术部位的精细结构，可以进行凭肉眼无法完成的各种显微手术，拓展了手术治疗范围，提高了手术精细程度，广泛应用在眼科、耳鼻喉科、口腔科、神经外科、手外科、妇科等众多医疗领域中。手术显微镜有大物镜型和小物镜型两种形式，高性能手术显微镜一般选用大物镜型，大物镜又分为定焦式和变焦式两种，相对于定焦式，变焦式大物镜工作距可调，手术中可因实际需要调换不同焦距的大物镜，缩短手术时间，并可降低由于更换物镜带来的交叉感染。

在手术显微镜大物镜设计方面，国内较少选用变焦形式，公开号为CN103558683A的中国发明专利申请公开的“用于手术显微镜的长工作距复消色差大物镜”是一个定焦系统，工作距较长，但无法调节。

理想的用于手术显微镜的大物镜系统，应当可以同时满足连续变焦和工作距可调。连续变焦系统是一种焦距可以连续变化，而在变焦过程中术面保持稳定且像质保持良好的系统，可得到不同大小的视场角、不同大小的影像和不同景物范围，在视场转换过程中能够保持图像的连续性。景深决定手术显微镜的工作距离，大物镜景深可调，其通过沿光轴移动系统中特定光学透镜组来实现手术显微镜的工作距可调，使手术操作更准确，对手术中不同深浅的部位处理更精准。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提出一种用于手术显微镜的连续变焦大物镜系统，以解决如何获得连续可变的工作距的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提出一种用于手术显微镜的连续变焦大物镜系统，该连续变焦大物镜系统沿光路路径依次设置有大物镜系统、变倍系统、接目物镜系统和目镜系统；其中，大物镜系统距离物面最近；大物镜系统包括负透镜组和正透镜组，负透镜组靠近物面，正透镜组靠近变倍系统；负透镜组为固定组，正透镜组沿光轴移动以实现连续变焦大物镜的连续变焦。

进一步地，正透镜组为三胶合透镜，负透镜组为双胶合透镜。

进一步地，从变倍系统向物面的方向，正透镜组依次具有胶合连接的第一透镜、第二透镜和第三透镜；负透镜组依次具有胶合连接的第四透镜和第五透镜；其中，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜均为双球面透镜。

进一步地，从变倍系统向物面的方向，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和第五透镜依次具有第三至第九球面；其中，第三球面的半径为109.19mm，厚度为6.95mm；第四球面的半径为-490.56mm，厚度为7.8mm；第五球面的半径为-64.0mm，厚度为4.0mm；第六球面的半径为-137.75mm，厚度为21.07mm至1.07mm；第七球面的半径为-130.23mm，厚度为5.35mm；第八球面的半径为-70.56mm，厚度为4.0mm；第九球面的半径为-230.87mm，厚度为150.0mm至350.0mm。

进一步地，第三透镜和第四透镜的间隔为21.07mm时，连续变焦大物镜系统的焦距为230mm，工作距为150mm。

进一步地，第三透镜和第四透镜的间隔为1.07mm时，连续变焦大物镜系统的焦距为400mm，工作距为350mm。