[发明专利]一种体视角可调的连续变焦体视显微镜

说明书

本发明提出一种体视角可调的连续变焦体视显微镜，它由显微镜架、第一目镜模组、第二目镜模组、第一物镜模组、第二物镜模组、第一Risley棱镜、第二Risley棱镜、第一转像棱镜、第二转像棱镜、驱动模组、控制模组和照明模组组成。驱动模组根据不同放大倍率为液体透镜组中各液体透镜提供预置的驱动值来改变液体透镜的焦距，进而改变物镜模组和目镜模组的有效焦距，最终实现体视显微镜的连续、快速变焦，适应于不同的工作场景。控制模组控制Risley棱镜中两楔角棱镜相对角度，实现体视显微镜体视角的连续调节，进而获取立体感不同的立体图像。

一、技术领域

本发明涉及显微镜领域，尤其是涉及体视显微镜。更具体地说，本发明涉及一种体视角可调的连续变焦体视显微镜。

二、背景技术

显微镜是由多透镜组合而成的一种光学仪器，待测物经显微物镜在目镜的物方焦平面上成一个放大的实像，然后通过目镜成像在无限远处供人眼观察。体视显微镜，亦称实体显微镜或解剖镜，是指一种具有正像立体感的目视仪器。体视显微镜可使双眼分别实现从不同角度观察待测物，其中的夹角称为体视角，体视角一般在10度～16度之间。同时，体视显微镜可以搭配图像传感器在计算机的屏幕上呈现放大的图像供观察者观看。体视显微镜已被广泛应用于电子工业、生物解剖、临床手术、工业检测等领域。

体视显微系统的结构形式有两种，平行光路系统和倾斜光路系统。前者通过共用前置大物镜将待测物成像在无穷远，中间是望远系统，然后通过镜筒内透镜将待测物成像在目镜物方焦平面，通过目镜成像在无穷远处进行观察；后者通过光轴与物面互不垂直的格里诺系统将待测物成像在目镜物方焦平面，然后通过目镜成像在无穷远进行观察。平行光路系统光线通过共同前置大物镜边缘易产生像差，所以设计困难且成本高；倾斜光路系统两路光线光轴成一定的夹角导致一定的立体视觉像差。

为了实现观察时待测物成像大小的连续变化，体视显微镜也逐渐釆用变焦体视显微系统。传统变焦体视显微镜主要是固体透镜的组合，使得传统变焦体视显微镜不仅精度有限且成本较高；其适应性一般依靠外部的机械装置进行驱动，响应速度慢且增大了整体成本。此外，传统变焦体视显微镜只能实现分离倍率的选择。因此，亟待发明一种体视角连续变化、响应快速、立体感可调且能连续变焦的体视显微镜。

三、发明内容

本发明提出了一种体视角可调的连续变焦体视显微镜。该体视显微镜的结构如附图1所示，剖面图如附图2所示。该体视显微镜包括：显微镜架、第一目镜模组、第二目镜模组、第一物镜模组、第二物镜模组、第一Risley棱镜、第二Risley棱镜、第一转像棱镜、第二转像棱镜、驱动模组、控制模组和照明模组。其中，显微镜架由基座、支架和物镜套筒组成；第一目镜模组和第二目镜模组结构相同，由若干片固体透镜和液体透镜组成；第一物镜模组和第二物镜模组安装在物镜套筒中，第一物镜模组由第一液体透镜组和第一固体透镜组组成，第二物镜模组由第二液体透镜组和第二固体透镜组组成；第一液体透镜组和第二液体透镜组结构相同，均由若干液体透镜组成，第一固体透镜组和第二固体透镜组结构相同，均由若干片固体透镜组成；Risley棱镜由共轴相邻排列并能绕轴独立旋转的两片楔角棱镜组成；转像棱镜的功能是实现光线的折转和光路的延长；驱动模组可动态实时改变液体透镜组中各液体透镜的焦距来实现体视显微镜的连续变焦；控制模组可动态调整Risley棱镜中两片楔角棱镜的旋转角，进而实现体视显微镜体视角的调节。以观察者视角为基准，左侧光路由第一目镜模组、第一转像棱镜、第一物镜模组和第一Risley棱镜构成，右侧光路由第二目镜模组、第二转像棱镜、第二物镜模组和第二Risley棱镜构成。

体视角可调的连续变焦体视显微镜使用前，驱动模组需要根据体视显微镜所需的不同放大倍率预置若干组驱动值。在体视显微镜进行连续变焦时，驱动模组根据不同放大倍率为液体透镜组中各液体透镜提供预置的驱动值来改变液体透镜的焦距，进而改变物镜模组和目镜模组的有效焦距，最终实现体视显微镜的连续、快速变焦，适应于不同的工作场景。