專利名稱：手術(shù)顯微鏡和觀察棱鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種眼科領(lǐng)域中使用的手術(shù)顯微鏡和一種觀察棱鏡，特別是涉及一種在玻璃體手術(shù)中使用的手術(shù)顯微鏡，該手術(shù)顯微鏡配備有一用來觀察眼底的前端透鏡和一設(shè)于該前端透鏡附近的用來觀察眼底周圍的觀察棱鏡，以及該手術(shù)顯微鏡中使用的該觀察棱鏡。
背景技術(shù)：
眼科手術(shù)通常是在顯微鏡觀察下進行的。日本專利JP 2003-062003A中公開了一種眼科中使用的手術(shù)顯微鏡。該手術(shù)顯微鏡具有如下所述的結(jié)構(gòu)其前端透鏡可拆裝地設(shè)置于物鏡(的前聚焦點)和待手術(shù)眼睛之間。該前端透鏡的屈光度約為30(D)-50(D)，用來匯聚照明光線，從而將照明光線引入待手術(shù)眼睛內(nèi)。前端透鏡的使用能夠使手術(shù)可以在雙手持手術(shù)器械的狀態(tài)下進行。
日本專利JP 2003-062003A中描述的用來觀察待手術(shù)眼睛的眼底周圍的觀察棱鏡是安裝于靠近手術(shù)顯微鏡的前端透鏡的位置，并且可以轉(zhuǎn)動。該觀察棱鏡的底面和傾斜面都是平坦的。
圖8、圖9A和圖9B是上述現(xiàn)有手術(shù)顯微鏡內(nèi)的光學(xué)系統(tǒng)的局部示意圖。圖8顯示的是使用上述觀察棱鏡對待手術(shù)眼睛的眼底周圍進行觀察時，觀察光學(xué)系統(tǒng)的入射光瞳的成象狀態(tài)的示意圖。圖9A是圖8中所示的前端透鏡和觀察棱鏡的局部放大側(cè)視圖。圖9B是與圖9A所在紙張的垂直方向的前端透鏡和觀察棱鏡垂直方向的剖視圖。
如圖8所示，現(xiàn)有的手術(shù)顯微鏡為了觀察待手術(shù)眼睛E的眼底周圍Er’，具有如下結(jié)構(gòu)在一物鏡101的前聚焦點F和前端透鏡103之間設(shè)置一觀察棱鏡102。請注意，眼底周圍Er’是指待手術(shù)眼睛E的眼底Er的周圍區(qū)域。圖8中的標記F’是一中間影象平面，眼底Er的影象在該平面上成象。
如圖9A和圖9B所示，光束在觀察棱鏡102的兩個折射面102a和102b上發(fā)生折射而改變行進方向。這兩個折射面102a和102b都是平坦的(即曲率為0)。觀察棱鏡102的折射面102a(傾斜面)相對折射面102b具有一預(yù)定的傾斜角度。請注意，此預(yù)定的傾斜角度是指在折射面102a和102b的相交線(棱鏡頂點)102c形成的角度。
在圖8、圖9A和圖9B中，顯示了對應(yīng)待手術(shù)眼睛E上相應(yīng)的觀察點的主光線R1、R2和R3。如局部放大9A所示，當(dāng)光束穿過觀察棱鏡102時，光束在傾斜面102a上發(fā)生折射，然后在折射面102b上發(fā)生折射。之后，光束以相對于前端透鏡103的光軸較大角度入射到前端透鏡103上。因此導(dǎo)致在折射方向上發(fā)生較大的象差，使位于物鏡101上方的觀察光學(xué)系統(tǒng)的入射光瞳不能在待手術(shù)眼睛E的角膜上清晰地成象，而變得模糊。盡管在這里沒有示出，用于產(chǎn)生照明光線的照明系統(tǒng)的出射光瞳的成象是模糊的。
另一方面，如圖9B所示，在往傾斜方向垂直的方向上沒有產(chǎn)生象差，這樣使主光線R4、R5和R6匯聚于一點H。
在眩光不強烈的狀態(tài)進行觀察時，有必要將待手術(shù)眼睛的角膜上的照明光通量與觀察光通量分開。也就是說，如圖10A所示，有必要將角膜C上的觀察系統(tǒng)的入射光瞳的影象A與照明系統(tǒng)的出射光瞳的影象B明確地分開。
但是在如上述的現(xiàn)有手術(shù)顯微鏡中，觀察系統(tǒng)的入射光瞳的成象狀態(tài)和照明系統(tǒng)的出射光瞳的成象狀態(tài)不佳。也就是說，如圖10B所示，形成于角膜C上的入射光瞳的影象A’和出射光瞳的影象B’處于模糊的狀態(tài)。因此，影象A’和影象B’互相重疊，這樣影象A’和影象B’沒有明確地分開。這樣，觀察光線與眩光混在了一起，從而不能進行高清晰度的觀察。
有鑒于上述現(xiàn)有的手術(shù)顯微鏡和觀察棱鏡存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計制造多年豐富的實務(wù)經(jīng)驗及專業(yè)知識，并配合學(xué)理的運用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的手術(shù)顯微鏡和觀察棱鏡，能夠改進一般現(xiàn)有的手術(shù)顯微鏡和觀察棱鏡，使其更具有實用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計，并經(jīng)反復(fù)試作樣品及改進后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實用價值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的手術(shù)顯微鏡和觀察棱鏡存在的缺陷，而提供一種新型結(jié)構(gòu)的手術(shù)顯微鏡和觀察棱鏡，所要解決的技術(shù)問題是使其能夠糾正在使用觀察棱鏡時產(chǎn)生的象差，其中觀察系統(tǒng)的入射光瞳的成象狀態(tài)和照明系統(tǒng)的出射光瞳的成象狀態(tài)得到了改善，從而能夠在較小眩光下進行高清晰度的觀察，從而更加適于實用，且具有產(chǎn)業(yè)上的利用價值。
本發(fā)明的另一目的在于，提供一種手術(shù)顯微鏡和觀察棱鏡，所要解決的技術(shù)問題是使其在用于手術(shù)顯微鏡時能夠在較小眩光下觀察眼底周圍。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種手術(shù)顯微鏡，其包括一物鏡，與一待手術(shù)眼睛相對；一前端透鏡，匯聚照明光線照亮該待手術(shù)眼睛的內(nèi)部，設(shè)置于該待手術(shù)眼睛和該物鏡的前聚焦點之間；和一觀察棱鏡，以兩個折射面將照明光線折射，照亮該待手術(shù)眼睛的眼底周圍，該觀察棱鏡可拆裝地設(shè)置于該物鏡的前聚焦點和前端透鏡之間，其中該手術(shù)顯微鏡的特征在于，該觀察棱鏡的兩個折射面中至少有一個折射面是被形成一曲面，其中該曲面往兩個折射面的相交線方向具有一定的負曲率本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。
前述的手術(shù)顯微鏡和觀察棱鏡，其中所述的一定負曲率是變化的負曲率。
前述的手術(shù)顯微鏡，其中該觀察棱鏡的兩個折射面之一的折射面被形成一曲面，該曲面與往前述相交線方向垂直的方向上的曲率為0。
前述的手術(shù)顯微鏡，其中該觀察棱鏡的兩個折射面之一的折射面被形成一曲面，其中該曲面往相交線的方向具有一定的負曲率。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種觀察棱鏡，設(shè)置于一手術(shù)顯微鏡物鏡的前聚焦點和前端透鏡之間，該前端透鏡位于待手術(shù)眼睛和該物鏡的前聚焦點之間，匯聚照明光線照亮待手術(shù)眼睛的內(nèi)部，該前端透鏡，觀察棱鏡用于將照明光線在兩個折射面上折射，照亮待手術(shù)眼睛的眼底周圍，其特征在于至少兩個折射面之一的折射面被形成一曲面，其中該曲面往兩個折射面的相交線方向具有一定的負曲率。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，為了達到前述發(fā)明目的，本發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容如下本發(fā)明提出一種手術(shù)顯微鏡和觀察棱鏡，其包括一物鏡，與待手術(shù)眼睛相對；一前端透鏡，其位于待手術(shù)眼睛和物鏡的前聚焦點之間，匯聚照明光線照明待手術(shù)眼睛的內(nèi)部；以及一觀察棱鏡，通過其兩個折射面將照明光線折射，為待手術(shù)眼睛的眼底周圍照明，該觀察棱鏡可拆裝地設(shè)置于物鏡的前聚焦點和前端透鏡之間，其中該手術(shù)顯微鏡的特征在于，觀察棱鏡的兩個折射面中至少有一個折射面是被形成一曲面，其中該曲面具有一定的負曲率，該負曲率是朝向兩個折射面相交線方向。所述的一定的負曲率是一個變化的曲率。該觀察棱鏡的兩個折射面之一的折射面被形成一曲面，其中與往前述相交線方向垂直的方向上的曲率為0。該觀察棱鏡的兩個折射面之一的折射面被形成一曲面，其中該曲面往相交線方向具有一定的負曲率。
此外，本發(fā)明提供了一種觀察棱鏡，設(shè)置于手術(shù)顯微鏡的物鏡的前聚焦點和前端透鏡之間，該手術(shù)顯微鏡包括將照明光線匯聚用以照明待手術(shù)眼睛的內(nèi)部的前端透鏡，而該前端透鏡設(shè)置于待手術(shù)眼睛與物鏡的前聚焦點之間，觀察棱鏡以上述兩個折射表面將照明光線折射，以將待手術(shù)眼睛的眼底周圍照明，其中該觀察棱鏡的特征在于，所述的兩個折射面中至少有一個折射面被形成一曲面，其中該曲面是朝向兩個折射面相交線方向，具有一定的負曲率。
借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明手術(shù)顯微鏡和觀察棱鏡至少具有下列優(yōu)點根據(jù)本發(fā)明第一個方面的手術(shù)顯微鏡，使用觀察棱鏡觀察眼底周圍時產(chǎn)生的象差得到了糾正。因此，觀察系統(tǒng)的入射光瞳和照明系統(tǒng)的出射光瞳的影象的成象狀態(tài)等到了改善，從而可以進行較小眩光下高清晰度的觀察。
還有，根據(jù)本發(fā)明的第四個方面，當(dāng)觀察棱鏡被用于眼科領(lǐng)域的手術(shù)顯微鏡時，在觀察眼底周圍時產(chǎn)生的象差得到了糾正。因此，觀察系統(tǒng)的入射光瞳和照明系統(tǒng)的出射光瞳的影象的成象狀態(tài)等到了改善，從而可以進行較小眩光下高清晰度的觀察。
綜上所述，本發(fā)明特殊結(jié)構(gòu)的手術(shù)顯微鏡和觀察棱鏡，其具有上述諸多的優(yōu)點及實用價值，并在同類產(chǎn)品中未見有類似的結(jié)構(gòu)設(shè)計公開發(fā)表或使用而確屬創(chuàng)新，其不論在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)或功能上皆有較大的改進，在技術(shù)上有較大的進步，并產(chǎn)生了好用及實用的效果，且較現(xiàn)有的手術(shù)顯微鏡和觀察棱鏡具有增進的多項功效，從而更加適于實用，而具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價值，誠為一新穎、進步、實用的新設(shè)計。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，以下特舉出多個較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一實施例的手術(shù)顯微鏡整體結(jié)構(gòu)的外觀示意圖。
圖2A是根據(jù)本發(fā)明的一實施例的手術(shù)顯微鏡結(jié)構(gòu)的放大的外觀側(cè)視圖。圖2B是圖2A外觀正視圖。圖2C是圖2A中所示的前端透鏡處于放置狀態(tài)時的側(cè)向透視圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的手術(shù)顯微鏡中的光學(xué)系統(tǒng)部分的示意圖。
圖4是當(dāng)設(shè)置一觀察棱鏡對待手術(shù)眼睛進行觀察時的觀察系統(tǒng)入射光瞳成象狀態(tài)的示意圖。
圖5A是圖4所示的觀察棱鏡和前端透鏡的局部放大的側(cè)向示意圖，而圖5B是與圖5A所在的紙張表面相垂直方向的剖視圖。
圖6是設(shè)置上述觀察棱鏡對待手術(shù)眼睛的眼底周圍進行觀察時的照明系統(tǒng)出射光瞳成象狀態(tài)的示意圖。
圖7A是根據(jù)本發(fā)明的實施例經(jīng)過改進的手術(shù)顯微鏡的局部放大側(cè)向示意圖。圖7B是圖7A所在的紙張表面相垂直方向的剖視圖。
圖8是當(dāng)設(shè)置現(xiàn)有的觀察棱鏡對待手術(shù)眼睛的眼底周圍進行觀察時的上述觀察系統(tǒng)入射光瞳成象狀態(tài)的示意圖。
圖9A是圖8所示的現(xiàn)有前端透鏡和觀察棱鏡的局部放大的示意圖；圖9B是圖9A所在的紙張表面相垂直方向的剖視圖。
圖10A是待手術(shù)眼睛的角膜上的照明系統(tǒng)出射光瞳影象和觀察系統(tǒng)入射光瞳影象的成象狀態(tài)的示意圖，圖中顯示了這些影象被根據(jù)本發(fā)明的手術(shù)顯微鏡相互分開的狀態(tài)；圖10B是顯示現(xiàn)有技術(shù)例中上述影象互相重疊的示意圖。
具體實施例方式
為更進一步闡述本發(fā)明為達成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的手術(shù)顯微鏡和觀察棱鏡其具體實施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細說明如后。
圖1是根據(jù)本實施例的手術(shù)顯微鏡整體結(jié)構(gòu)的外觀示意圖。手術(shù)顯微鏡1包括一支柱2，支撐整個手術(shù)顯微鏡1；一第一支臂3，其一端與支柱2的上端連接；一第二支臂4，其一端與第一支臂3的另一端相連接；一驅(qū)動裝置5，與第二支臂4的另一端相連接；一手術(shù)員用顯微鏡6，懸掛在驅(qū)動裝置5之下；一助手顯微鏡7，靠近手術(shù)員的顯微鏡6；及一腳踏開關(guān)8，可通過腳進行各種操縱。手術(shù)員用顯微鏡6和助手顯微鏡7藉由驅(qū)動裝置5在橫向和水平方向上被三維驅(qū)動。附圖標記E代表進行手術(shù)的病人的眼睛(待手術(shù)眼睛)。前端透鏡40設(shè)置于手術(shù)員用顯微鏡6的物鏡(詳見后述)和待手術(shù)眼睛E之間。
圖2A、圖2B和圖2C是顯示手術(shù)員用顯微鏡6的結(jié)構(gòu)的放大示意圖，其中圖2A是其放大的外觀側(cè)視圖，圖2B是其外觀正視圖。圖2C是前端透鏡40處于放置狀態(tài)時的側(cè)向透視圖。如圖2A和圖2B所示，手術(shù)員用顯微鏡6包括一主體部6a、一鏡筒部10、一轉(zhuǎn)換部20、和一對左右目鏡30(圖1中的30L和30R)。在圖2B中省略了目鏡30。前端透鏡40通過一保持臂41與主體部6a等相連接，并且可以插入該目鏡和待手術(shù)眼睛E之間(后文將對前端透鏡40進行詳細說明)盡管圖中未示出，主體部6a包括一控制電路，對手術(shù)員用顯微鏡6的操作進行控制；一微動驅(qū)動裝置，藉由控制電路將鏡筒部10上下移動等等。鏡筒部10包括一物鏡11，與待手術(shù)眼睛E相對；一已知照明系統(tǒng)，使用照明光線對待手術(shù)眼睛E照明，和一已知觀察系統(tǒng)，用于觀察被該照明系統(tǒng)照明的待手術(shù)眼睛E。轉(zhuǎn)換部20包括一已知的光學(xué)單元，將觀察到的倒象轉(zhuǎn)換為正象。
以下對前端透鏡及其周圍部分的結(jié)構(gòu)進行說明。如上所述，前端透鏡40藉由保持臂41等與手術(shù)員用顯微鏡6相連接。前端透鏡40安裝于保持臂41末端的保持板41a之上。
保持臂41和保持板41a通過樞軸41b互相樞軸連接。保持板41a之上設(shè)有一傾斜部41c。在保持臂41上設(shè)置有一前端透鏡操作鈕42，用于轉(zhuǎn)動保持臂41。
手術(shù)員用顯微鏡6還包括一升降臂71，在其上端具有一邊緣部71a；一連接部71b，與升降臂71的下部相連接；一升降調(diào)節(jié)件72，與連接部71b相連接；一連接鈕73，穿過連接部71b；一收納部74，可以與升降調(diào)節(jié)件72相連接并收納前端透鏡40和保持臂41。保持臂41設(shè)置在收納部74之內(nèi)，并可通過樞軸74a轉(zhuǎn)動。如圖2A所示，在保持臂41的上部安裝有一螺旋彈簧54。請注意收納部74可與升降調(diào)節(jié)件72相連接是因為，例如，手術(shù)結(jié)束后為了進行消毒，有必要將前端透鏡40和保持臂41拆除。拆除了前端透鏡40等的手術(shù)顯微鏡可以被當(dāng)作一通用手術(shù)顯微鏡使用。在以下某些地方，本段文字描述的相關(guān)部件被總體地稱作前端透鏡支撐部。
在手術(shù)員用顯微鏡6的主體部6a上設(shè)置有一驅(qū)動部75，用來驅(qū)動一支撐升降臂71升降的升降臂支撐件76。升降臂71穿過升降臂支撐件76。藉由邊緣部71a防止升降臂71與升降臂支撐件76脫離。這樣，前端透鏡40隨著升降臂支撐件76的升降運動上下移動，而升降臂支撐件76的升降運動是由驅(qū)動部75造成的。因此，前端透鏡和物鏡11的距離相對地發(fā)生了變化。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可以僅僅使前端透鏡40上下移動，而不與鏡筒部10的上下微動發(fā)生關(guān)系。
升降調(diào)節(jié)件77安裝在主體部6a的下部，用來調(diào)節(jié)帶有升降調(diào)節(jié)件72的前端透鏡支撐部的向上可移動范圍。在升降調(diào)節(jié)件77上設(shè)置有一連接孔77a，藉由對連接鈕73操作，用來將前端透鏡支撐部固接到主體部6a。請注意前端透鏡支撐部按下述方式與主體部6a連接。前端透鏡支撐部被驅(qū)動部75向上升到最高位置(這時，連接鈕73的凸起部73a正對連接孔77a)。隨后按某一預(yù)定方向轉(zhuǎn)動連接鈕73，凸起部73a就被插入連接孔77a。
圖2A和圖2B顯示的是手術(shù)員用顯微鏡6的前端透鏡40被插在待手術(shù)眼睛E和物鏡11之間的狀態(tài)(手術(shù)顯微鏡使用時的狀態(tài))。當(dāng)手術(shù)員停止使用前端透鏡40并將前端透鏡從光學(xué)路徑移出時，手術(shù)員抓住前端透鏡操作鈕42并將位于樞軸74a上的保持臂41向上轉(zhuǎn)動，將前端透鏡40和保持臂41收于收納部74中。另一方面，當(dāng)收納于收納部74內(nèi)的前端透鏡被使用時，手術(shù)員抓住前端透鏡操作鈕42并將位于樞軸74a上的保持臂41向下轉(zhuǎn)動。
圖2C是前端透鏡40收于收納部74(收納位置)的狀態(tài)的示意圖。如圖2C所示，前端透鏡40和上方與樞軸74a樞軸連接的保持臂41沿其長度方向收納于收納部74內(nèi)。與樞軸41b樞軸連接的保持板41a藉助處于一種彎折的收納狀態(tài)。這是由于保持板41a的傾斜部41c與安裝在收納部74端部的接觸件74b之間的作用造成的。即，當(dāng)保持臂41向上樞軸轉(zhuǎn)動時，傾斜面41c與接觸件74b接觸，并且保持板41a受傾斜部41c的導(dǎo)引圍繞樞軸41b轉(zhuǎn)動，使保持板41a自動地彎折并收回。
下面參閱圖3對手術(shù)員用顯微鏡中的光學(xué)系統(tǒng)進行說明。物鏡的鏡筒部10包括與待手術(shù)眼睛E相對的物鏡11、一變焦透鏡12、和一照明棱鏡13。前端透鏡40插在待手術(shù)眼睛E和物鏡11的前聚焦點F之間。這里，前端透鏡40的前聚焦點與物鏡11的后聚焦點F相同。
變焦透鏡12是一個光學(xué)元件，構(gòu)成觀察系統(tǒng)的一個部分，用來改變觀察影象的放大倍率。盡管圖中未示出，包括變焦透鏡12在內(nèi)觀察系統(tǒng)是由一將觀察光通量引導(dǎo)至目鏡30L的左觀察系統(tǒng)和一將觀察光通量引導(dǎo)至目鏡30R的右觀察系統(tǒng)組成的。在物鏡11和變焦透鏡12之間形成觀察系統(tǒng)的入射光瞳。
照明棱鏡13是一設(shè)置在一偏離物鏡11的光軸(觀察軸)O的位置的棱鏡，該棱鏡使來自照明系統(tǒng)(圖中未示出)的照明光線發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而照亮待手術(shù)眼睛E。照明系統(tǒng)的出射光瞳形成于照明棱鏡13的折射面。
下面參照圖4、圖5A、圖5B和圖6說明使用手術(shù)顯微鏡1對待手術(shù)眼睛E進行玻璃體手術(shù)時所使用的觀察棱鏡的結(jié)構(gòu)和操作。圖4是根據(jù)本實施例使用觀察棱鏡50觀察待手術(shù)眼睛的眼度及其周圍時觀察系統(tǒng)入射光瞳成象狀態(tài)的示意圖。圖4中標號P代表待手術(shù)眼睛E的角膜上的一點，與觀察系統(tǒng)的入射光瞳共軛。圖5A和圖5B是圖4所示的觀察棱鏡50和前端透鏡40的局部放大示意圖。圖5A是側(cè)視圖，而圖5B是與圖5A所在的紙張表面相垂直方向的剖視圖。圖6是說明使用觀察棱鏡50對待手術(shù)眼睛E的眼底周圍Er’進行觀察時的照明系統(tǒng)出射光瞳成象狀態(tài)的示意圖。
觀察棱鏡50被設(shè)置于目鏡11的前聚焦點F和前端透鏡40之間。這里，標號F’代表一中間影象平面，其上形成待手術(shù)眼睛E的眼底Er(或眼底周圍Er’)的影象。盡管圖中未示出，觀察棱鏡50收納于一預(yù)設(shè)的盒子中并通過將該預(yù)設(shè)的盒子的下端與前端透鏡40的保持板41a的上端相配合將其設(shè)置于如上所述的位置。
如圖5A所示，根據(jù)本實施例的手術(shù)顯微鏡1的觀察棱鏡50中，照明光線和觀察光線被兩個在相交線(棱鏡頂點)53相交的折射面51和52所折射。折射面52是平坦的。
折射面(也稱作傾斜面)51是一個曲面，在接近相交線53的方向上傾斜面切線對折射面52的傾斜角度值逐漸減小，即，折射面51是一個凹面。(或，傾斜面51在接近相交線53的方向上呈現(xiàn)一負曲率。)這里，為了清楚地顯示出觀察棱鏡的形狀，圖4和圖5A中折射面51的曲率有所夸大。
如圖5B所示，傾斜面51往垂直于傾斜方向(與圖5A所在的紙面相垂直的方向)的方向的曲率為0。即，傾斜面51構(gòu)成一個(部分的)柱面，其中往傾斜方向的曲率為一預(yù)定的(負)值，并且往垂直于傾斜方向的曲率為0。盡管下文中還要對一改進的實例進行說明，但本發(fā)明的觀察棱鏡50的結(jié)構(gòu)不受此限制。
觀察棱鏡50的折射面51的曲率可以根據(jù)假定傾斜面為一平面時所引起的象差量的計算結(jié)果確定一合適的值。
下面對如圖8和圖9A所示的現(xiàn)有的手術(shù)顯微鏡中存在的一個缺陷進行說明。這里，前端透鏡103包括一位于觀察棱鏡102一側(cè)的折射透鏡103a和一位于待手術(shù)眼睛E一側(cè)的折射面103b。在現(xiàn)有的手術(shù)顯微鏡中，特別是，由棱鏡頂點102c附近穿過的主光線R3從一個極端傾斜的方向入射到前端透鏡103的折射面103b的表面(待手術(shù)眼睛一側(cè))，導(dǎo)致嚴重的象差。
而另一方面，在本實施例的手術(shù)顯微鏡中，觀察棱鏡50的折射面51的彎曲的方向(導(dǎo)致象差的方向)采用負曲率。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，穿過棱鏡頂點53附近的主光線R3以大角度θ入射到觀察棱鏡50，這樣，與現(xiàn)有技術(shù)相比，引起的象差較小。與主光線R1和R2的入射點處產(chǎn)生的象差的相反的象差在主光線R3的入射點P1處產(chǎn)生。
這樣，使用觀察棱鏡50和前端透鏡40所導(dǎo)致的象差被糾正，從而在點F1處恰當(dāng)?shù)貐R聚相關(guān)的主光線R1-R3。這里假定驅(qū)動裝置5提前將手術(shù)員用顯微鏡6驅(qū)動，執(zhí)行與待手術(shù)眼睛E之間的找正，從而將角膜(與觀察系統(tǒng)的入射光瞳共軛的點)上的點P主光線R1-3的匯聚點F1找正。因此如圖4所示，可以獲得象差較小的成象狀態(tài)。如圖10A所示，當(dāng)獲得該成象狀態(tài)時，左、右觀察系統(tǒng)的入射光瞳的影象A’在待手術(shù)眼睛E的角膜C上被完全分開，從而可以避免眩光的產(chǎn)生。請注意折射面51彎曲方向的垂直方向不會產(chǎn)生象差，因為往折射面51的彎曲方向的曲率為0(見圖5B)。
圖6是按上述設(shè)置觀察棱鏡50對待手術(shù)眼睛E的眼底周圍Er’進行觀察時的一照明系統(tǒng)的出射光瞳的成象狀態(tài)的示意圖，也是前端透鏡40和觀察棱鏡50的側(cè)視圖(對應(yīng)圖5A)。
如圖3所示，來自照明系統(tǒng)(圖中未示)的照明光線穿過照明棱鏡13和物鏡11后，從一相對于觀察軸O的預(yù)定角度方向投射到待手術(shù)眼睛E。這里，當(dāng)使用現(xiàn)有的觀察棱鏡102時，照明光線(特別是位于棱鏡頂點53一側(cè)的光束，該光束距離照明棱鏡13較遠)從一極端傾斜的方向入射到前端透鏡40上，從而圖10B中所示的待手術(shù)眼睛E的角膜上的照明系統(tǒng)出射光瞳影象處于模糊的狀態(tài)并伴有嚴重的象差。
另一方面，當(dāng)具有折射面51的作為根據(jù)本實施例柱狀曲面的觀察棱鏡50被設(shè)置時，照明燈主光線S1-S3的光學(xué)路徑就形成了，如圖6所示。特別是，主光線S3以一相對于折射面51的角度大于現(xiàn)有技術(shù)的相對于折射面51的角度入射到觀察棱鏡50，這樣在折射面51上發(fā)生的象差減小了，并且產(chǎn)生了在主光線S1和S2的入射點處產(chǎn)生的象差相反的象差，從而從總體上糾正了象差。這樣，照明系統(tǒng)出射光瞳的影象在待手術(shù)眼睛E的角膜上清晰地形成了如圖10A所示的影象B如上所述，在本實施例中，使具有凹面的折射面51的觀察棱鏡50在彎曲方向(產(chǎn)生象差的方向)產(chǎn)生負折射率。因此，觀察系統(tǒng)入射光瞳的影象A和照明系統(tǒng)出射光瞳的影象B更好地形成于待手術(shù)眼睛E的角膜上，象差也得到了糾正。這樣，如圖10A所示，觀察系統(tǒng)入射光瞳的影象A和照明系統(tǒng)出射光瞳的影象B被完全地分開，從而獲得具有較小眩光適宜的觀察狀態(tài)。
如上所述，[改進的實例]手術(shù)顯微鏡1中使用觀察棱鏡不限于上述的具有柱形曲面的傾斜面結(jié)構(gòu)，例如，還可是一個具有復(fù)曲面的傾斜面結(jié)構(gòu)。如圖7A所示，觀察棱鏡50’包括一復(fù)曲面的傾斜面51’，具有一個沿傾斜方向上產(chǎn)生負折射率的曲率和一個垂直于傾斜方向上產(chǎn)生負折射率的曲率。借助該觀察棱鏡50’可以補正傾斜方向上產(chǎn)生的誤差。此外，該觀察棱鏡50’具有相當(dāng)于一改變放大倍率的透鏡的功效。請注意，在傾斜方向垂直的方向的曲率可以產(chǎn)生正折射率。即，當(dāng)一觀察棱鏡包括一具有用來糾正象差的傾斜方向的負折射率的傾斜面時，往傾斜方向的垂直方向上的曲率可以根據(jù)不同的用途任意選擇。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上的實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。例如，還可以采用底面一側(cè)(前端透鏡一側(cè))的折射面為凹面的觀察棱鏡或兩個折射面都是凹面的觀察棱鏡。此種觀察棱鏡可應(yīng)用于采用手術(shù)顯微鏡以外的觀察設(shè)備進行觀察的情況。例如，當(dāng)本發(fā)明的觀察棱鏡被用于改變待觀察對象的照明區(qū)域時，就可以糾正照明光線和觀察光線被折射時導(dǎo)致的象差。
權(quán)利要求
1.一種手術(shù)顯微鏡，其特征在于其包括一物鏡，與一待手術(shù)眼睛相對；一前端透鏡，匯聚照明光線照亮該待手術(shù)眼睛的內(nèi)部，設(shè)置于該待手術(shù)眼睛和該物鏡的前聚焦點之間；和一觀察棱鏡，以兩個折射面將照明光線折射，照亮該待手術(shù)眼睛的眼底周圍，該觀察棱鏡可拆裝地設(shè)置于該物鏡的前聚焦點和前端透鏡之間，其中該手術(shù)顯微鏡的特征在于，該觀察棱鏡的兩個折射面中至少有一個折射面是被形成一曲面，其中該曲面往兩個折射面的相交線方向具有一定的負曲率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手術(shù)顯微鏡，其特征在于其中所述的一定負曲率是變化的負曲率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手術(shù)顯微鏡，其特征在于，該觀察棱鏡的兩個折射面之一的折射面被形成一曲面，該曲面與往前述相交線方向垂直的方向上的曲率為0。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手術(shù)顯微鏡，其特征在于，該觀察棱鏡的兩個折射面之一的折射面被形成一曲面，其中該曲面往相交線的方向具有一定的負曲率。
5.一種觀察棱鏡，設(shè)置于一手術(shù)顯微鏡物鏡的前聚焦點和前端透鏡之間，該前端透鏡位于待手術(shù)眼睛和該物鏡的前聚焦點之間，匯聚照明光線照亮待手術(shù)眼睛的內(nèi)部，該前端透鏡，觀察棱鏡用于將照明光線在兩個折射面上折射，照亮待手術(shù)眼睛的眼底周圍，其特征在于至少兩個折射面之一的折射面被形成一曲面，其中該曲面往兩個折射面的相交線方向具有一定的負曲率。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種手術(shù)顯微鏡和觀察棱鏡，其能夠在較小的眩光下進行高清晰度的觀察。該手術(shù)顯微鏡包括一與待手術(shù)眼睛相對的物鏡，一設(shè)置于待手術(shù)眼睛和和物鏡的前聚焦點之間并匯聚照明光線照明待手術(shù)眼睛內(nèi)部的前端透鏡，以及一設(shè)置于前端透鏡附近的觀察棱鏡，用于觀察待手術(shù)眼睛的眼底周圍。觀察棱鏡的一傾斜面(折射面)是一個曲面，該曲面在與一折射面相交的方向上為負曲率。因此可以糾正觀察系統(tǒng)入射光瞳和照明系統(tǒng)出射光瞳的影象所產(chǎn)生的象差。入射光瞳和出射光瞳的影象在待手術(shù)眼睛的角膜上被完全地互相分開，可以在較小眩光下進行觀察。
文檔編號A61B3/13GK1575781SQ20041007093
公開日2005年2月9日 申請日期2004年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月18日
發(fā)明者北島延昭 申請人:株式會社拓普康