具有可调节的焦距的手术显微镜-物镜的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种手术显微镜-物镜（10），其具有可调节的焦距、光轴（15）和物镜体（26），在物镜体中固定面对物体的具有侧面边缘（32）的负元件（28）并且在该物镜体中能够移动正元件（34）。按本发明该正元件（34）容纳在框架（36）中，框架以第一引导部分（38）沿着光轴（15）的方向可运动地在构造在物镜体（26）上的第一引导段（40）上引导。以沿着光轴（15）的指向负元件（28）的方向与第一引导部分（38）错开布置的、连接到正元件（34）的框架（36）上的、在负元件（28）的侧面边缘和物镜体（26）之间可运动的另外的引导部分（44）在构造在物镜体（26）上的另外的引导段（46）上引导正元件。
【专利说明】具有可调节的焦距的手术显微镜-物镜
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种手术显微镜-物镜，其具有可调节的焦距、光轴、在其中固定了面对物体的具有侧面边缘的负元件的物镜体以及可在物镜体中移动的正元件。
【背景技术】
[0002]这种手术显微镜-物镜由DE 10 2005 011 781 Al公开。在里面描述了一种手术显微镜，该手术显微镜包含容纳在手术显微镜-基体中的可调节的物镜。该物镜具有负折射力的透镜组(负元件)以及可运动的折射力为正的透镜组(正元件)。可调节的物镜实现了焦距的调节，也就是物平面与负元件的正面之间的距离的调节。
【发明内容】
[0003]本发明的任务是提供一种手术显微镜-物镜，该手术显微镜-物镜具有可调节的焦距以及紧凑的结构。
[0004]该任务通过开头所述类型的手术显微镜-物镜得到解决，其中正元件容纳在框架中，该框架以第一引导部分沿着光轴的方向可运动地在构造在物镜体上的第一引导段上进行引导，并且以相对于第一引导部分沿着光轴的指向负元件的方向错开布置的、连接到正元件的框架上的、在负元件的侧面边缘和物镜体之间可运动的另外的引导部分在构造在物镜体上的另一引导段上进行引导。
[0005]通过沿着光轴的方向引导正元件的方法，可以确保相对于负元件关于光轴同轴地移动正元件。在此，本发明的构思是用第一以及另一引导部分在物镜体中可线性运动地引导所述正元件，所述引导部分沿着光轴的方向相互隔开并且反作用于正元件的影响物镜的光学成像质量的倾斜。通过所述另外的引导部分在物镜体中能够经由负元件的侧面边缘运动的方法，能够使用于正元件的第一引导部分和所述另外的引导部分的间距最大，而不会由此增加物镜沿着光轴方向的结构高度。
[0006]为了确保简单的可运动性，有利的是，正元件在调节时能够在物镜体中围绕光轴旋转。所述第一引导段以及所述另外的引导段可以具有与光轴同轴布置的柱形外周面状的引导面。
[0007]在此，第一引导段的柱形外周面状的引导面与光轴之间的距离优选小于所述另外的引导段的柱形外周面状的引导面与光轴之间的距离。为了反作用于所述装置在几何上的冗余尺寸(Ueberbestimmung),有利的是,一方面所述第一引导部分和第一引导段以及另一方面所述另外的引导部分和所述另外的引导段具有不同的配合。
[0008]所述物镜可以具有支撑在物镜体上的并且沿着光轴的方向移动正元件的调节装置。
[0009]所述调节装置优选具有与正元件耦合的传动机构，该传动机构将导入驱动轴的扭矩转换成相对于光轴平行的并且为此轴向错开地作用在正元件的透镜框架上的线性力。为了使驱动轴运动，可以设置旋钮和/或电动机。所述传动机构也可以包含固定在正元件的透镜框架上的齿条，该齿条与不可相对旋转地与驱动轴连接的齿轮处于啮合之中。所述传动机构尤其可以具有与驱动轴旋转耦合的耦合件，该耦合件具有滑槽引导机构用于连接到正元件的透镜框架上的在滑槽引导机构中进行引导的力传递元件。
[0010]作为对此的替代方案，所述传动机构也可以具有与驱动轴旋转耦合的耦合件，该耦合件具有用于连接到正元件的框架上的力传递元件的旋转轴承，在该旋转轴承中力传递元件可以围绕相对于驱动轴的旋转轴线平行错开布置的旋转轴线进行运动。然而传动机构也可以例如包含与驱动轴旋转耦合的耦合件，该耦合件具有连接到耦合件上的并且与框架率禹合的力传递元件，该力传递元件容纳在正元件的框架上的旋转轴承中并且在旋转轴承中可以围绕相对于驱动轴的旋转轴线平行错开布置的旋转轴线运动。
[0011]通过所述负元件具有比正元件的透镜直径Dp更大的透镜直径Dh，可以实现物镜的大光强，因为在负元件中扩展了来自物平面的光束。通过使正元件具有面对物体的带有曲率半径r的凸出的终端透镜表面，适用:I r I < 500mm，并且负元件具有面对物体的带有曲率半径r的终端透镜表面，适用:I r I < 70mm，并且此外具有背对物体的带有曲率半径r的终端透镜表面，适用:I r I <70_，能够实现平行于光轴用照明光路穿过所述物镜，该照明光路在手术显微镜的观察光路中不会引起干扰反射。
[0012]在物镜中，负元件与正元件一起将来自物平面的光路转到无焦点的光路中。在此，负元件的终端透镜表面优选是面对物平面中的物体的凹陷的物镜-正面。该物镜尤其可以设计成替换物镜。
[0013]为了连接到手术显微镜-基体上，所述物镜可以具有构造成螺旋机构或者锁定机构的连接装置用于连接在手术显微镜-基体上。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]下面根据附图中以示意性方式示出的实施例详细解释本发明。
[0015]附图示出:
图1是具有替换物镜的手术显微镜，该替换物镜具有可调节的焦距；
图2是沿着图1中线条I1-1I的替换物镜的剖面；
图3是另一替换物镜，该替换物镜包含用于调节焦距的电动机；
图4和图5是其它具有可调节的焦距的替换物镜；以及 图6是用于将替换物镜固定在手术显微镜-基体中的锁定机构。
[0016]附图标记列表
10手术显微镜
12,412基体
14、114、214、314、414显微镜-主物镜系统
15、115、215、315、415光轴
16物体区域18 变焦系统
17双箭头
20双目镜筒
21观察光路22双目视线
23照明光路
24照明装置26、126、226、426 物镜体
28、128、228负元件
30、36、136、236、336框架
32、132侧面边缘
34、134、234、334正元件
38、44、144引导部分
40、46、140、146引导段
48、50光路
52、54、56终端透镜表面
60、160、260、360调节装置
62、262、362旋钮
64、164、264、364驱动轴
65、265、267、365、371旋转轴线
66、166、373齿轮
68、168齿条
69、169连接销114、214、314、414 替换物镜
127外螺纹
162电动机
268耦合件
269、369连动销
417缺口
419板簧。
【具体实施方式】
[0017]在图1中示出的手术显微镜10作为物镜具有容纳在基体12上的显微镜-主物镜系统14，该显微镜-主物镜系统将光线从布置在显微镜-主物镜系统14的焦平面中的物体区域16转到平行的成像光路中。在手术显微镜10的基体12中布置了以双目的观察光路穿过的构造成变焦系统18的可调节的放大系统。要注意的是，所述可调节的放大系统原则上也可以构成放大变换器。在基体12上连接着双目镜筒20，该双目镜筒对于双目视线22上的观察人员来说能够在可连续调节的放大中以双目的观察光路21观察物体区域16。手术显微镜10包含照明装置24，该照明装置以穿过显微镜-主物镜系统14的照明光路23提供照明光线，从而照亮物体区域16。
[0018]所述显微镜-主物镜系统14是可调节的并且能够改变焦距，也就是面对物体区域16的终端透镜表面52与位于物体区域16中的焦点平面之间的工作距离A。所述显微镜-主物镜系统14构造成替换物镜。其具有光轴15并且具有物镜体26，该物镜体旋入手术显微镜10的基体12中。在物镜体26中布置了面对物体区域16的构造成负元件28的透镜组件，该透镜组件具有负的折射力。所述负元件28保持在固定在物镜体26中的框架30中，该框架包围负元件的侧面边缘32。在物镜体26中，在负元件28的背对物体区域16的一侧上沿着光轴15的方向可线性运动地容纳构造成粘合件的正元件34。该正元件34保持在根据双箭头17沿着光轴15方向可移动的框架36中，该框架以具有与光轴15同轴的柱形外周面状的引导面的第一引导部分38在于物镜体26上构造成套筒引导机构的第一引导段40上沿着光轴15的方向可线性运动地进行引导。此外，正元件34以沿着光轴15的指向负元件28的方向与第一引导部分38轴向错开布置的、连接到框架36上的、在负元件28的侧面边缘32和物镜体18之间的缝隙空间37中可运动的另外的引导部分44在另一构造在物镜体26上的引导段46上进行引导。所述引导段46构造成与引导段40同轴的套筒引导机构，所述另外的引导部分44在该套筒引导机构中以柱形外周面状的引导面进行引导。在此，引导段46的套筒引导机构的直径大于引导段40的套筒引导机构的直径。为了避免冗余尺寸，一方面第一引导部分38和第一引导段40以及另一方面所述另外的引导部分44和所述另外的引导段46具有不同的配合。第一引导部分38和第一引导段40的配合例如可以具有G7/h6的配合尺寸，并且所述另外的引导部分44和所述另外的引导段46的配合尺寸为G7/h8。
[0019]显微镜-主物镜系统中的负元件28和正元件34将光路48从物体区域16转到无焦点的光路50中。在此，容纳在框架30中的负元件28具有大于正元件34的透镜直径Dp的透镜直径Dh。正元件34的面对物体区域16的终端透镜表面54具有曲率半径r，适用:Ir I ( 500_。对于负元件28的面对物体区域16的终端透镜表面52，该终端透镜表面52是物镜的正面，相应情况也成立。负元件28的背对物体区域16的终端透镜表面56相应地具有曲率半径r，适用:I r I <70mm。用终端透镜表面52、54、56的这种形貌可以确保通过显微镜-主物镜系统14的照明光路26在手术显微镜10的双目的观察光路21中不会引起照明光线的干扰的反射。
[0020]所述显微镜-主物镜系统14包含支承在物镜体26上的调节装置60。该调节装置60具有旋钮62，该旋钮固定在驱动轴64上。图2示出了替换物镜14沿着图1中线条I1-1I的剖面。所述驱动轴64具有位于垂直于光轴15的平面中的旋转轴线65。该旋转轴线借助于具有齿轮66的传动机构与正元件34耦合，所述齿轮啮合到以连接销69固定在正元件34的框架36上的齿条68中。用这种传动机构将导入驱动轴64的扭矩变换成与光轴15平行的并且为此轴向错开地作用在正元件34的框架36上的线性力。
[0021]图3示出了替换物镜114，该替换物镜具有与根据图1所描述的显微镜-主物镜系统14基本上相同的结构。在功能上相应于显微镜-主物镜14中的组件的替换物镜114的组件在图2中以参照图1增加了数字100的数字作为附图标记来表征。
[0022]为了调节正元件134，在替换物镜114中存在带有电动机162的调节装置160。该电动机162与驱动轴164耦合，该驱动轴以具有齿轮166的传动机构将驱动轴164的旋转运动转变成齿条168的线性运动，在该齿条上借助于连接销169固定正元件136。
[0023]图3示出了处于一种位置中的替换物镜114，在该位置中所述正元件的框架136的所述另外的引导部分144定位在负元件128的侧面边缘132与物镜体126之间的缝隙空间137中。所述物镜体126具有外螺纹127作为用于连接到手术显微镜_基体上的连接装置。由此，物镜体126可以拧入手术显微镜-基体的物镜孔中。
[0024]用于正元件134的框架136的两个相互轴向错开布置的引导部分138、144确保了所述框架136不会由于在调节替换物镜114时对框架所施加的倾斜力矩而卡在物镜体126中。
[0025]图4示出了替换物镜214，该替换物镜具有与根据图1所描述的显微镜_主物镜系统14基本上相同的结构。在功能上相应于显微镜-主物镜14中的组件的替换物镜214的组件在图2中以参照图1增加了数字200的数字作为附图标记来表征。
[0026]为了调节正元件234，在替换物镜214中存在带有旋钮262的调节装置260，该旋钮固定在驱动轴264上。所述调节装置260具有带有连接到驱动轴264上的耦合件268的传动机构，在该耦合件中，与驱动轴264的轴线265偏心布置的连动销269围绕相对于轴线265平行偏心的轴线267可旋转地得到支承。所述连动销269用作力传递元件并且固定在正元件234的框架236上。在旋钮262围绕驱动轴264的轴线265运动时，正元件234通过连动销269沿着光轴215的方向移动并且同时围绕光轴215旋转。在此，正元件234的在调节旋钮262时引起的旋转运动反作用于正元件的框架236卡在物镜体226中。
[0027]图5示出了替换物镜314，该替换物镜具有与根据图3所描述的替换物镜214基本上相同的结构。在功能上相应于替换物镜214中的组件的替换物镜314的组件在图4中以参照图3增加了数字100的数字作为附图标记来表征。
[0028]为了调节正元件334，在替换物镜314中存在带有旋钮362的调节装置360，该旋钮固定在驱动轴364上。该调节装置360具有优选构造成减速传动机构的传动机构，该传动机构具有通过齿环363与驱动轴364耦合的可围绕相对于驱动轴364的轴线365平行的轴线371旋转地得到支承的齿轮373。该齿轮373使相对于齿轮373的轴线371偏心布置的连动销369运动，该连动销固定在正元件334的框架336上。在此，在旋钮362围绕驱动轴364的轴线365运动时，正元件沿着光轴315的方向移动并且在此同时围绕光轴315旋转。通过将调节装置360的传动机构构造成减速传动机构的方法，可以实现所述旋钮362必须围绕驱动轴364的轴线365以大于180°的角度进行运动，从而在两个端部位置之间移动正元件334。
[0029]图6示出了具有手术显微镜-基体412的另一替换物镜414，其原则上具有根据图2所描述的替换物镜114的构造。然而不同于替换物镜12，所述替换物镜414没有用于连接到手术显微镜-基体上的外螺纹，而是具有带有缺口 417的物镜体426作为用于连接在手术显微镜-基体上的连接装置，所述缺口与固定在手术显微镜-基体412上的板簧419形成了锁定机构，该锁定机构可松开地将替换物镜414固定在手术显微镜-基体412中。用所述锁定机构可以实现所述替换物镜414能够固定在手术显微镜-基体412中，而为此不必像在根据图1到4所描述的替换物镜中一样围绕光轴415旋转。
[0030]总结性地尤其确定以下优选特征:具有可调节的焦距的手术显微镜-物镜10具有光轴15并且具有物镜体26，在该物镜体中固定了面对物体的具有侧面边缘32的负元件28并且正元件34可以在该物镜体中移动。正元件34容纳在框架36中，该框架以第一引导部分38沿着光轴15的方向可运动地在构造在物镜体26上的第一引导段40上进行引导。以相对于第一引导部分沿着光轴15的指向负元件28的方向轴向错开布置的、连接到正元件34的框架36上的、在负元件28的侧面边缘和物镜体26之间可运动的另外的引导部分44使得正元件在另外的构造在物镜体26上的引导段46上进行引导。
【权利要求】
1.手术显微镜-物镜(10)，其具有可调节的焦距、光轴(15)、物镜体(26)以及在物镜体(26)中可移动的正元件(34)，在所述物镜体中固定有面对物体的具有侧面边缘(32)的负元件(28)， 其特征在于， 正元件(34)容纳在框架(36 )中，该框架以第一引导部分(38 )在构造在物镜体(26 )上的第一引导段(40)上沿着光轴(15)的方向可运动地进行引导，并且以沿着光轴(15)的指向负元件(28)的方向与第一引导部分(38)错开布置的、连接到正元件(34)的框架(36)上的、在负元件(28 )的侧面边缘和物镜体(26 )之间可运动的另外的引导部分(44 )在构造在物镜体(26)上的另外的引导段(46)上进行引导。
2.按权利要求1所述的物镜，其特征在于，所述正元件(34)当在物镜体(26)中运动时能够围绕光轴(15)旋转。
3.按权利要求1或2所述的物镜，其特征在于，所述第一引导段(40)和所述另外的引导段(46)具有相对于光轴(15)同轴布置的柱形外周面状的引导面。
4.按权利要求3所述的物镜，其特征在于，所述第一引导段(40)的柱形外周面状的引导面与光轴(15)之间的距离小于所述另外的引导段(46)的柱形外周面状的引导面与光轴(15)之间的距离。
5.按权利要求1到4中任一项所述的物镜，其特征在于，一方面所述第一引导部分(38)和第一引导段(40)以及另一方面所述另外的引导部分(44)和所述另外的引导段(46)具有不同的配合。
6.按权利要求1到5中任一项所述的物镜，其特征在于支撑在物镜体(26)上的并且沿着光轴(15)的方向移动正元件(34)的调节装置(60)。
7.按权利要求6所述的物镜，其特征在于，所述调节装置具有与正元件(34)耦合的传动机构，该传动机构将导入驱动轴(64)的扭矩转换成相对于光轴(15)平行的并且为此轴向错开地作用在正元件(34)的框架(36)上的线性力。
8.按权利要求7所述的物镜，其特征在于，为了使驱动轴(64、164、264、364)运动，设置了旋钮(62、262、362)和/或电动机(162)。
9.按权利要求7或8所述的物镜，其特征在于， 所述传动机构包含固定在正元件(34)的框架(36)上的齿条(69)，该齿条与不可相对旋转地与驱动轴(64)连接的齿轮(66)处于啮合之中，或者 所述传动机构具有与驱动轴(264)旋转耦合的耦合件(268)，该耦合件具有旋转轴承用于连接到正元件(234)的框架(236)上的力传递元件(269),在所述旋转轴承中力传递元件(269 )能够围绕平行于驱动轴(264)的旋转轴线(265 )错开布置的旋转轴线(267 )运动，或者 所述传动机构包含与驱动轴旋转耦合的耦合件，该耦合件具有连接到耦合件上的并且与框架稱合的力传递元件，该力传递元件容纳在正元件(34)的框架(36)上的旋转轴承中并且能够在旋转轴承中围绕平行于驱动轴的旋转轴线错开布置的旋转轴线进行运动。
10.按权利要求1到9中任一项所述的物镜，其特征在于，所述负元件(28)具有比正元件(34)的透镜直径(Dp)更大的透镜直径(Dh)。
11.按权利要求1到10中任一项所述的物镜，其特征在于，所述正元件(34)具有面对物体的带有曲率半径r的凸出的终端透镜表面(54)，适用:I r I≤500mm，并且负元件(28)具有面对物体的带有曲率半径r的终端透镜表面(52)，适用:I r I < 70mm，并且具有背对物体的带有曲率半径r的终端透镜表面(56),适用:I r I ≤ 70mm。
12.按权利要求11所述的物镜，其特征在于，所述负元件(28)的终端透镜表面(54)是面对物平面中的物体的凹陷的物镜-正面，其中所述负元件(28)将来自物平面的光路转向正元件(34)，该正元件将来自物平面的光路转到无焦点的光路中。
13.按权利要求1到12中任一项所述的构造成替换物镜的物镜(14)，其具有构造成螺旋机构(127)或锁定机构(417)的连接装置用于连接在手术显微镜-基体(12 )上。
14.具有按权利要求1到13中任一项构造的物镜(14)的用于观察物体区域(16)的手术显微镜(10)。
15.按权利要求14所述的手术显微镜(10)，其特征在于用于照亮物体区域(16)的照明装置(24)，该照明装置提供穿过物镜(14)的照明光路(23)。
【文档编号】G02B21/24GK103592751SQ201310352964
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年8月14日 优先权日:2012年8月17日
【发明者】F.瑙利, R.普法伊费尔 申请人:卡尔蔡司医疗技术股份公司