CN220025022U - 眼科手术显微镜*** - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种眼科手术显微镜***，其包括沿主光轴从物面到像面依次设置的变倍模块、镜筒模块和目镜模块，镜筒模块包括镜筒，镜筒内部靠近变倍模块的一端设有光路转换装置，光路转换装置包括眼前节光路转换器和眼后节光路转换器；在眼前节光路转换器被移入主光路的情况下，物面反射的光线透过变倍模块沿第一方向传播至眼前节光路转换器后，经眼前节光路转换器连续反射2次后沿第二方向经镜筒模块传播至目镜模块；和/或在眼后节光路转换器被移入主光路的情况下，物面反射的光线透过变倍模块沿第一方向传播至眼后节光路转换器后，经眼后节光路转换器连续反射3次后沿第二方向经镜筒模块传播至目镜模块。

Description

眼科手术显微镜***

技术领域

本公开涉及光学技术和医用手术显微镜技术领域，可用于眼科手术场景。

背景技术

眼球本身可分为前、后两个节段。眼球前节段的眼部组织称为眼前节，眼球后节段的眼部组织称为眼后节。眼科手术显微镜通常具有两种观察模式，其中一种为眼前节模式，用于术中对眼前节进行观察；另一种为眼后节模式，用于术中对眼后节(即眼底)进行观察。观察眼后节(即观察眼底)不同于观察眼前节，即相比于眼前节模式，眼后节模式需要增加额外的附加光学元件。

实用新型内容

在本公开实施例中提供了一种改进型的眼科手术显微镜***，该***在不改变物镜和被观察者眼睛之间的手术空间的基础上，可以实现眼底正置成像，并且可以实现眼科手术显微镜的小型化设计。此外，本申请实施例提供的眼底正置成像方案，还可以减少光线反射次数，从而减少能量损耗，降低翻转棱镜的加工要求。

在本公开实施例中提供了一种眼科手术显微镜***，包括：沿主光轴从物面到像面依次设置的变倍模块、镜筒模块和目镜模块，其中，

所述镜筒模块包括镜筒，所述镜筒内部靠近所述变倍模块的一端设有光路转换装置，所述光路转换装置包括眼前节光路转换器和眼后节光路转换器；

在所述眼前节光路转换器被移入主光路的情况下，物面反射的光线透过所述变倍模块沿第一方向传播至所述眼前节光路转换器后，经所述眼前节光路转换器连续反射2次后沿第二方向经所述镜筒模块传播至所述目镜模块；和/或

在所述眼后节光路转换器被移入主光路的情况下，物面反射的光线透过所述变倍模块沿第一方向传播至所述眼后节光路转换器后，经所述眼后节光路转换器连续反射3次后沿第二方向经所述镜筒模块传播至所述目镜模块。

可选的，所述眼前节光路转换器沿所述第一方向被移入主光路或者从主光路移出，所述眼后节光路转换器沿所述第二方向被移入主光路或者从主光路移出移动；或者

所述眼前节光路转换器沿所述第二方向被移入主光路或者从主光路移出，所述眼后节光路转换器沿所述第一方向被移入主光路或者从主光路移出。

可选的，所述第一方向正交于所述第二方向。

可选的，所述眼前节光路转换器包括：直角三棱镜、平行四边形棱镜和等腰梯形棱镜，其中，

所述直角三棱镜包括第一直角面、第二直角面和斜面；

所述平行四边形棱镜包括第一平面、第二平面和第三平面，所述第一平面平行于所述第二平面；

所述等腰梯形棱镜包括第一斜面、第二斜面和底面；

其中，

所述平行四边形棱镜的第三平面与所述等腰梯形棱镜的底面共面设置，所述平行四边形棱镜的第二平面与所述等腰梯形棱镜的第二斜面平行或者贴合设置，所述直角三棱镜的斜面与所述平行四边形棱镜的第三平面以及所述等腰梯形棱镜的底面平行或者贴合设置，所述直角三棱镜的第二直角面与所述等腰梯形棱镜的第二斜面平行设置；

所述直角三棱镜的第一直角面为光线入射面，所述平行四边形棱镜的第一平面为第一反射面，所述等腰梯形棱镜的底面为第二反射面，所述等腰梯形棱镜的第二斜面为光线出射面。

可选的，所述平行四边形棱镜的第一平面外侧覆盖有镀膜，所述等腰梯形棱镜的底面外侧的全部或部分区域也覆盖有镀膜；或者，

仅所述平行四边形棱镜的第一平面外侧覆盖有镀膜，所述等腰梯形棱镜的底面外侧不覆盖镀膜，其中，沿所述第一方向入射所述眼前节光路转换器的光线，经所述眼前节光路转换器中的所述第一反射面反射后在所述第二反射面上的入射角需大于光线在所述第二反射面发生全反射时的临界角。

可选的，所述等腰梯形棱镜使用折射率大于1.7的材料制作而成。

可选的，所述眼前节光路转换器包括：直角三棱镜和五棱镜，其中，

所述直角三棱镜包括第一直角面、第二直角面和斜面；

所述五棱镜包括第一平面、第二平面、第三平面、第四平面，所述第三平面与所述第四平面垂直设置；

其中，

所述直角三棱镜的第二直角面与所述五棱镜的第四平面平行设置，所述直角三棱镜的斜面与所述五棱镜的第二平面平行或者贴合设置；

所述直角三棱镜的第一直角面为光线入射面，所述五棱镜的第一平面为第一反射面，所述五棱镜的第二平面为第二反射面，所述五棱镜的第四平面为光线出射面。

可选的，所述五棱镜的第一平面外侧覆盖有镀膜，所述五棱镜的第二平面外侧的部分区域也覆盖有镀膜；或者，

仅所述五棱镜的第一平面外侧覆盖有镀膜，所述五棱镜的第二平面外侧不覆盖镀膜，其中，沿所述第一方向入射所述眼前节光路转换器的光线，经所述眼前节光路转换器中的所述第一反射面反射后在所述第二反射面上的入射角需大于光线在所述第二反射面发生全反射时的临界角。

可选的，所述眼前节光路转换器包括：道威棱镜和反射镜，其中，

所述反射镜与所述道威棱镜的一个斜面平行设置；

沿所述第一方向入射所述眼前节光路转换器的光线，经所述反射镜反射后再穿过所述道威棱镜的与所述反射镜平行的斜面，并经所述道威棱镜的底面全反射后从所述道威棱镜的另一个斜面射出。

可选的，所述眼后节光路转换器包括：屋脊棱镜；或者

所述眼后节光路转换器包括：一正直角棱镜和反射镜，其中，所述反射镜与所述正直角棱镜的底面呈45°夹角设置，沿所述第一方向入射所述眼后节光路转换器的光线，经所述反射镜反射后再穿过所述正直角棱镜的斜面，并经所述正直角棱镜的两个直角面依次反射后从所述正直角棱镜的斜面射出；或者

所述眼后节光路转换器包括：第一正直角棱镜和第二正直角棱镜，其中，所述第一正直角棱镜的斜面与所述第二正直角棱镜的一个直角面平行或者贴合设置，沿所述第一方向入射所述眼后节光路转换器的光线，经所述第二正直角棱镜的一个直角面反射后再经所述第一正直角棱镜的两个直角面依次反射后从所述第二正直角棱镜的斜面射出。

附图说明

结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本公开的其它特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中：

图1示例性示出了根据本公开一实施例的眼科手术显微镜***的示意图；

图2-图5示例性示出了根据本公开实施例的各眼前节光路转换器的示意图；

图6-图8示例性示出了根据本公开实施例的各眼后节光路转换器的示意图；

图9示例性示出了根据本公开另一实施例的眼科手术显微镜***的示意图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合在本公开实施例中的附图，通过具体实施方式，完整地描述本公开的技术方案。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本公开的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下获得的所有其他实施例，均落入本公开的保护范围之内。

眼科手术显微镜在眼后节模式下，如果仅仅增加额外的附加光学元件而不加干涉，则通过额外增加的附加光学元件会导致眼后节成像(即眼底成像)以横向倒置状态呈现给观察者，即在附加光学元件和眼科手术显微镜的物镜之间会出现横向倒置的中间图像。进一步，基于该中间图像，通过眼科手术显微镜的左、右两个目镜会看到被观察者左、右眼互换瞳孔的眼底倒置图像，该种眼底倒置图像不利于眼科手术的进行。

为了避免在观察眼底时向观察者呈现眼后节的横向倒置图像和瞳孔互换图像，在一些实施例中，在设计眼科手术显微镜时，可以在眼科手术显微镜上设置具有交换光路和倒置图像功能的光学元件(也称为逆变器模块或翻转棱镜)，通过该光学元件可以将因增加上述附加光学元件而产生的中间图像转换回眼底正置图像。在一些实施例中，可以将上述逆变器模块设置在眼科手术显微镜的物镜和被观察者之间，即，相当于将上述逆变器模块外挂在手术显微镜物镜的外侧。

这种逆变器设计思路虽然可以在眼科手术显微镜的目镜中观察到被观察者眼后节的正置图像，但是采用这种设计方案，在观察眼底时，需要将逆变器模块移动或旋转到手术显微镜的物镜和被观察者的眼睛之间的手术显微镜光路中，在观察眼前节时，又需要将逆变器模块从光路中移除。对此，发明人发现：采用上述技术方案，在光路中引入逆变器模块时，手术显微镜物镜和被观察者眼睛之间的工作空间会明显减小，不利于眼科手术的进行；同时在眼前节模式下，为了放置逆变器模块，眼科手术显微镜的结构又会被加长，不利于眼科手术显示镜的小型化设计。

对此，本公开实施例提供了一种改进型的眼科手术显微镜***，该***在不改变物镜和被观察者眼睛之间的手术空间的基础上，可以实现眼底正置成像，并且可以实现眼科手术显微镜的小型化设计。

图1示例性示出了根据本公开一实施例的眼科手术显微镜***的示意图。

如图1所示，该手术显示镜***包括沿主光轴L1从物面M到像面依次设置的变倍模块1、镜筒模块2和目镜模块3；其中，镜筒模块2包括镜筒30，镜筒30内部靠近变倍模块1的一端设置有光路转换装置20，光路转换装置20包括眼前节光路转换器21和眼后节光路转换器22。

在本公开实施例中，眼前节光路转换器21和眼后节光路转换器22是两个独立模块，两者都集成在手术显微镜的内部结构中，而不是设置在手术显微镜的物镜之外，因此不会影响手术显微镜物镜与被观测者眼睛之间的手术空间，利于手术的开展。

并且，在使用眼科手术显微镜的眼前节模式时，需要将眼后节光路转换器22移出显微镜主光路，并将眼前节光路转换器21移入显微镜主光路。反之，在使用眼科手术显微镜的眼后节模式时，需要将眼前节光路转换器21移出显微镜主光路，并将眼后节光路转换器22移入显微镜主光路。

以此方式，无论在眼前节模式还是在眼后节模式下，都只有一个光路转换器(眼前节光路转换器21或眼后节光路转换器22)被置于显微镜主光路中，另一个光路转换器被置于显微镜主光路之外。因此，这种设计方案不会导致手术显微镜的结构被加长，利于眼科手术显示镜的小型化设计。

在本公开实施例中，在眼后节光路转换器22被移出主光路、眼前节光路转换器21被移入主光路的情况下，物面反射的光线透过变倍模块1沿第一方向(如X方向)传播至眼前节光路转换器21后，经眼前节光路转换器21连续反射2次后沿第二方向(如Y方向)经镜筒模块30传输至目镜模块3。

继续参考图1，示例性的，当需要观察眼前节时，可以沿图中X方向将眼前节光路转换器21移动至图中方形虚框位置，此时，眼前节光路转换器21被移入主光路，观测物面M反射的光线S1经变倍模块1变倍后沿X方向传播至眼前节光路转换器21，再经眼前节光路转换器21连续反射2次后沿Z方向经镜筒30、目镜模块3传播后可以观察到被观察者的眼前节正置立体图像。

和/或，在本公开实施例中，在眼前节光路转换器21被移出主光路、眼后节光路转换器22被移入主光路的情况下，物面反射的光线透过变倍模块1沿第一方向(如X方向)传播至眼后节光路转换器22后，经眼后节光路转换器22连续反射3次后沿第二方向(如Y方向)经镜筒模块30传输至目镜模块3。

继续参考图1，示例性的，当需要观察眼后节时，可以先沿图中X方向将眼前节光路转换器21从图中方形虚框位置移出，再沿图中Y方向将眼后节光路转换器22移动至图中方形虚框位置，此时，眼后节光路转换器22被移入主光路，观测物面M反射的光线S1经变倍模块1变倍后沿X方向传播至眼后节光路转换器22，再经眼后节光路转换器22连续反射3次后沿Z方向经镜筒30、目镜模块3传播后可以观察到被观察者的眼底正置立体图像。

在实现本公开实施例的过程中，发明人发现：在其他实施例中，眼前节光路转换器21还可以设置为光线在其中连续反射4次或6次……的棱镜或棱镜组合；眼后节光路转换器22还可以设置为光线在其中连续反射5次或7次……的棱镜或棱镜组合。但是发明人进一步发现：眼前节光路转换器21和眼后节光路转换器22中，随着光线反射次数的增加，能量损耗也会随之不断增加，杂光干扰也会越严重，采用本公开实施例提供的光路结构，在同样的照明强度下，眼前节光路转换器21连续反射2次光线和眼后节光路转换器22连续反射3次光线，可以最大程度的减少能量损耗，提高成像质量。

此外，发明人还发现：眼前节光路转换器21和眼后节光路转换器22连续反射光线的次数越多，对光学元器件的加工工艺和组装工艺要求就越高，而加工工艺和组装工艺要求越高，对手术显微镜这种精密光学仪器的研发和制造限制就越大，甚至会成为难以解决的课题。比如，一个光路结构设计明明仿真效果很好，但受加工工艺和组装工艺的限制，成品成像效果往往难以达到光路结构设计的仿真效果。而本公开实施例中，通过将眼前节光路转换器21设置为光线在其中连续反射2次的光学元器件，将眼后节光路转换器22设置为光线在其中连续反射3次的光学元器件，在保证眼前节和眼底正置成像的基础上，可以减少光线反射次数，减少能量损耗，减少杂光干扰，降低光学器件的加工工艺和组装工艺要求，降低眼科手术显微镜的研发和制造难度。

在本公开实施例中，被观察者眼前节反射的光线经眼前节光路转换器21连续反射2次后，不会使眼前节成像呈现横向倒置状态，即，可以确保在手术显微镜目镜模块中可以观察到眼前节的正置立体图像。

在本公开实施例中，被观察者眼后节反射的光线经眼后节光路转换器22连续反射3次后，不会使眼后节成像呈现横向倒置状态，也不会出现左、右眼瞳孔互换的情况，即，可以确保在手术显微镜目镜模块中可以观察到眼后节的正置立体图像，且不会出现左、右眼瞳孔互换现象。

本公开实施例中，眼科手术显微镜包含左、右眼两路成像光路，且左、右眼两路成像光路采用对称设置。继续参考图1，该眼科手术显示镜***还包括物镜4，物镜4设于变倍模块1和观测物面M之间的光路上。另外，该眼科手术显示镜***还包括其他光学组件，例如照明模块，照明模块用于为眼科手术显微镜***的光路提供照明。

在本公开的一实施例中，第一方向可以正交于第二方向。其中，第一方向可以是X方向，第二方向可以是Z方向。在本公开其他实施例中，第一方向也可以不正交于第二方向，如第一方向与第二方向之间的夹角为锐角，或者第一方向与第二方向之间的夹角为钝角。

图2-图5示例性示出了根据本公开实施例的各眼前节光路转换器的示意图。

如图2所示，在一个实施例中，眼前节光路转换器21可以包括直角三角棱镜211、平行四边形棱镜212和等腰梯形棱镜213；直角三角棱镜211包括第一直角面N11、第二直角面N12和斜面L11，平行四边形棱镜212包括第一平面N13、第二平面N14和第三平面N15，第一平面N13平行于第二平面N14，等腰梯形棱镜213包括第一斜面L12、第二斜面L13和底面O11。其中，平行四边形棱镜212的第三平面N15与等腰梯形棱镜213的底面O11共面设置，平行四边形棱镜212的第二平面N14与等腰梯形棱镜213的第一斜面L12平行或者贴合设置，直角三棱镜211的斜面L11与平行四边形棱镜212的第三平面N15以及等腰梯形棱镜213的底面O11平行或者贴合设置，直角三棱镜211的第二直角面N12与等腰梯形棱镜213的第二斜面L13平行设置；直角三棱镜211的第一直角面N11为光线入射面，平行四边形棱镜212的第一平面N13为第一反射面，等腰梯形棱镜213的底面O11为第二反射面，等腰梯形棱镜213的第二斜面L13为光线出射面。

在本公开实施例中，结合图2和图3所示，为了便于安装，针对图2所示的平行四边形棱镜212，还可以以直角三角棱镜211的第二直角面N12为基准对第三平面N15和第一平面N13形成的棱镜夹角做切角设计，以使所得切面与直角三角棱镜211的第二直角面N12处于同一平面内，切角后的效果图参见图3。

继续参考图2和图3，本公开实施例中，眼前节光路转换器21仅由3个光学棱镜组合而成，并且这3个光学棱镜都具有规则的形状，因而可以降低光学结构的设计难度，同时可以降低光学元器件的加工难度。此外，本公开实施例中，光线经眼前节光路转换器21仅反射2次，因而眼前节光路转换器21不具有交换光路和翻转图像的功能。此外，本公开实施例中，眼前节光路转换器21可以将沿第一方向(如X方向)传播的光线调整为沿第二方向(如Z方向)传播的光线，即，眼前节光路转换器21可以使光线传播方向发生偏转，起到调整光线传播方向的作用。以此方式，可以合理调整镜筒30和目镜模块3的位置，压缩整个眼科手术显微镜***的体积。

继续参考图2和图3，本公开的一些实施例中，眼前节光路转换器21中的3个棱镜可以是折射率相同的棱镜。在眼前节光路转换器21被移入主光路、眼后节光路转换器22被移出主光路的情况下，物面M反射的光线S1经变倍模块1变倍后沿X方向透过直角三角棱镜211的第一直角面N11进入眼前节光路转换器21后，先经平行四边形棱镜212的第一平面N13首次反射后再在等腰梯形棱镜213的底面O11发生全反射、最后再透过等腰梯形棱镜213的第二斜面L13后沿Z方向出射并经镜筒模块2传播至目镜模块3。

在本公开的一个实施例中，为了利于光线在眼前节光路转换器21中的等腰梯形棱镜213的底面O11发生全反射，可以将等腰梯形棱镜213设计为折射率大于1.7的高折射率棱镜。根据发生全反射的条件，全反射临界角θ₀＝arcsin(n₀/n₁)，其中，n₀表示空气折射率，n1表示等腰梯形棱镜213的折射率。

以此方式，当光线在等腰梯形棱镜213的底面O11即在眼前节光路转换器21的第二反射面R2的入射角大于全反射临界角时，光线在第二反射面R2发生全反射后传播至等腰梯形棱镜213的第二斜面L13后出射。

应该理解，本公开实施例利用全反射原理，无需在第二反射面R2上镀反射膜，可以降低生产成本，并且可以避免杂光干扰。

还应该理解，由于光程等于介质折射率乘以光在介质中传播的路程，因此棱镜的折射率越大，光在棱镜中传播的光程越大。本公开实施例中，眼前节光路转换器21采用的棱镜折射率越大，光在平行四边形棱镜212和等腰梯形棱镜213中传播的光程就越大。以此方式，在手术显示镜***总光程不变的情况下，通过增大眼前节光路转换器21中平行四边形棱镜212和等腰梯形棱镜213的折射率，可以压缩变倍模块1和镜筒30的空间体积，从而使整个眼科手术显示镜***的总体积得以压缩，最终实现眼科手术显示镜***的小型化设计。

或者，在本公开的其他实施例中，也可以采用镀膜方案代替全反射方案。示例性的，继续参考图2和图3，平行四边形棱镜212的第一平面N13外侧覆盖有镀膜，等腰梯形棱镜213的底面O11外侧的全部或部分区域也覆盖有镀膜。

示例性的，继续参考图3，在平行四边形棱镜212的第一平面N13外侧涂覆镀膜，从而形成反射膜124，由此可以提高光线S1在第一反射面R1上的反射效率，避免因光线发生折射而对手术显微镜产生杂光干扰，同时还可以提高显微成像亮度。类似地，在等腰梯形棱镜213的底面O11的全部或部分区域内涂覆镀膜，也可以达到类似效果，本公开实施例在此不再赘述。

或者，在本公开的另一些实施例中，还可以采用镀膜加全反射方案。示例性的，继续参考图2和图3，可以仅平行四边形棱镜212的第一平面N13外侧覆盖有镀膜，等腰梯形棱镜213的底面O11外侧不覆盖镀膜。其中，沿第一方向入射眼前节光路转换器21的光线，经眼前节光路转换器21中的第一反射面R1反射后在第二反射面R2上的入射角需大于光线在第二反射面R2上发生全反射时的临界角。

示例性的，继续参考图3所示，平行四边形棱镜212的第一平面N13外侧涂覆镀膜以形成反射膜124，等腰梯形棱镜213的底面O11不再涂覆镀膜，而是采用折射率大于1.7的高折射率透明玻璃材料制作而成。以此方式，沿X方向入射眼前节光路转换器21的光线S1，经眼前节光路转换器21中的第一反射面R1反射后在第二反射面R2上的入射角θ需大于光线在第二反射面R2发生全反射时的临界角θ₀，由此可以确保光线入射第二反射面R2时能够发生全反射，从而同样能够达到与在第二反射面R2上涂覆镀膜所达到的反射效果。

在本公开一实施例中，如图4所示，眼前节光路转换器21可以包括直角三角形棱镜215和五棱镜216；直角三角形棱镜215包括第一直角面N21、第二直角面N22和斜面L21，五棱镜216包括第一平面N23、第二平面N24、第三平面N25、第四平面N26，第三平面N25与第四平面N26垂直设置，其中，直角三棱镜215的第二直角面N22与五棱镜216的第四平面N26平行设置，直角三棱镜215的斜面L21与五棱镜216的第二平面N24平行或者贴合设置；直角三棱镜215的第一直角面N21为光线入射面，五棱镜216的第一平面N23为第一反射面R1，五棱镜216的第二平面N24为第二反射面R2，五棱镜216的第四平面N26为光线出射面。

以此方式，眼前节光路转换器21仅由2个光学棱镜组合而成，并且这2个光学棱镜都具有规则的形状，因而可以降低光学结构的设计难度，同时可以降低光学元器件的加工难度。此外，本公开实施例中，光线经眼前节光路转换器21仅反射2次，因而眼前节光路转换器21不具有交换光路和翻转图像的功能。此外，本公开实施例中，眼前节光路转换器21可以将沿第一方向(如X方向)传播的光线调整为沿第二方向(如Z方向)传播的光线，即，眼前节光路转换器21可以使光线传播方向发生偏转，起到调整光线传播方向的作用。以此方式，可以合理调整镜筒30和目镜模块3的位置，压缩整个眼科手术显微镜***的体积。

在本公开一实施例中，五棱镜216可以使用折射率大于1.7的高折射率材料制作而成。根据全反射的条件，全反射临界角θ₀＝arcsin(n₀/n₂)，n₀为空气折射率，n₂为五棱镜216的折射率。当光线在五棱镜216的第二平面N24的入射角大于全反射临界角时，光线在第二平面N24发生全反射后传播至第四平面N26后出射。应该理解，本公开实施例，利用全反射原理，无需在五棱镜216的第二平面N24镀膜，可以降低生产成本，并且可以避免杂光干扰。结合上述实施例描述的，五棱镜216采用高折射率的制作材料，可以压缩变倍模块1和镜筒模块2的空间体积，从而使整个眼科手术显示镜***的总体积得以压缩，最终实现眼科手术显示镜***的小型化设计。

继续参考图4，在观察眼前节时，眼前节光路转换器21被移入主光路中，物面反射的光线S1经变倍模块1变倍后沿X方向透过直角三角形棱镜215的第一直角面N21和斜面L21以及五棱镜216的第二平面N24，经五棱镜216的第一平面N23反射后在第二平面N24发生全反射，之后透过第四平面N26后沿Z方向传播至镜筒模块2。

在本公开的另一种实施例中，继续参考图4，当光线在五棱镜216的第二平面N24的入射角小于全反射临界角时，光线在第二平面N24无法发生全反射，其中的部分光线会透过第二平面N24损失掉，这些损失掉的光线在***中继续传播会对***造成干扰。

为了解决上述问题，一些实施例中，在五棱镜216的第一平面N23外侧可以覆盖有镀膜，五棱镜213的第二平面N24外侧的部分区域也可以覆盖有镀膜。示例性的，继续参考图4，五棱镜216的第一平面N23外侧覆盖反射膜124，五棱镜216的第二平面N24外侧的部分区域也覆盖有反射膜(图中未示出)。以此方式，通过增加高反射镀膜，可以将使在第一平面N23和第二平面N24无法反射光线发生反射并经第四平面N26出射后沿Z方向通过镜筒模块2传输至目镜模块3，从而提高光线的反射效率，提高图像亮度；同时，由于增加了镀膜，也可以降低对高折射率材料的要求。

或者，其他实施例中，还可以仅在五棱镜216的第一平面N23外侧覆盖有镀膜，五棱镜216的第二平面N24外侧不覆盖镀膜。以此方式，光线沿第一方向(如X方向)入射眼前节光路转换器21的光线S1，经眼前节光路转换器21中的第一反射面R1反射后在第二反射面R2上的入射角需大于光线在第二反射面R2发生全反射时的临界角。示例性的，继续参考图4，仅在五棱镜216的第一平面N13外侧覆盖反射膜124；五棱镜216第二平面N24外侧不覆盖镀膜，取而代替的是五棱镜216使用折射率大于1.7的高折射率材料制作而成，由此沿X方向入射眼前节光路转换器21的光线S1，经眼前节光路转换器21中的第一反射面R1反射后在第二反射面R2上的入射角θ需大于光线在第二反射面R2发生全反射时的临界角θ₀。以此方式，通过增加高反射镀膜，可以提高光线在第一平面N23的反射效率，从而提高图像亮度；同时，由于增加了镀膜，也可以降低对高折射率材料的要求。

在本公开一实施例中，结合图5所示，眼前节光路转换器21可以包括反射镜217和道威棱镜218，其中，反射镜217与道威棱镜218的一个斜面L31平行设置。以此方式，沿X方向入射眼前节光路转换器21的光线S1，经反射镜217反射后再穿过道威棱镜218与反射镜217平行的斜面L31，并经道威棱镜218的底面O31发生全反射后从道威棱镜218的另一个斜面L32射出。

应该理解的是，道威棱镜是一种像旋转器。光线经过此棱镜后，成像会被倒置180°，其具有翻转图像的功能。另外，使此棱镜以其光轴为轴旋转时，像的旋转角度为棱镜旋转角度的两倍。结合图5所示，在本公开一实施例中，道威棱镜218可以使用折射率大于1.7高折射率材料制作而成。参考上述实施例中的相关描述，采用高折射率的道威棱镜218，仅采用一块棱镜结构，无需镀膜等工艺，便可以使沿X方向入射眼前节光路转换器21的光线，经反射镜217反射后进入道威棱镜218，在其底面O31发生全反射后继续传播并从道威棱镜218的斜面L32出射。本实施例通过采用道威棱镜218，可以使眼前节成像被倒置180°，即眼前节成像会翻转180°。

以此方式，在手术显示镜***总光程不变的情况下，采用高折射率的道威棱镜218，也可以压缩变倍模块1和镜筒30的空间体积，从而使整个眼科手术显示镜***的总体积得以压缩，最终实现眼科手术显示镜***的小型化设计。

图6-图8示例性示出了根据本公开实施例的各眼后节光路转换器的示意图。

在本公开一实施例中，结合图6所示，眼后节光路转换器22可以包括屋脊棱镜221。应该理解的是，屋脊棱镜的两个互相垂直的反射面称为屋脊面，而带有屋脊面的棱镜称为屋脊棱镜。

在本公开一实施例中，结合图6所示，当光线a和b由屋脊棱镜221一屋脊面垂直进入，由另一屋脊面垂直射出，光线a和b的传输方向发生90度偏振，且光线a和b的传输方向发生交换，从而实现偏转光路(交换光路)和反转图像的功能，即屋脊棱镜221具有偏转光路和反转图像的功能。

本公开实施例中，屋脊棱镜221可以采用高折射率材料，如其折射率大于1.7。以此方式，在手术显微镜***总光程不变的情况下，采用高折射率的屋脊棱镜221作为眼后节光路转换器22，可以压缩变倍模块1和镜筒30的空间体积，从而使整个眼科手术显示镜***的总体积得以压缩，最终实现眼科手术显示镜***的小型化设计。

在本公开一实施例中，结合图7所示，眼后节光路转换器22可以包括反射镜222和一正直角棱镜223，其中，反射镜222与正直角棱镜223的底面呈45°夹角设置，沿X方向入射眼后节光路转换器22的光线S1，先经反射镜222反射后再穿过正直角棱镜223的斜面，并经正直角棱镜223的两个直角面(N31、N32)依次反射后从正直角棱镜223的斜面L31射出。

以此方式，眼后节光路转换器22仅由2个光学棱镜组合而成，并且这2个光学棱镜都具有规则的形状，因而可以降低光学结构的设计难度，同时可以降低光学元器件的加工难度。此外，本公开实施例中，光线经眼后节光路转换器22仅反射3次，因而眼前节光路转换器22具有交换光路和翻转图像的功能。并且光线经眼后节光路转换器22仅反射3次，与反射5次、7次……相比，可以明显减少能量损耗。此外，本公开实施例中，眼后节光路转换器22可以将沿第一方向(如X方向)传播的光线调整为沿第二方向(如Z方向)传播的光线，即，眼后节光路转换器22可以使光线传播方向发生偏转，起到调整光线传播方向的作用。以此方式，可以合理调整镜筒30和目镜模块3的位置，压缩整个眼科手术显微镜***的体积。

在本公开一实施例中，正直角棱镜223可以使用折射率大于1.7的高折射率材料制作而成。以此方式，在手术显示镜***总光程不变的情况下，可以压缩变倍模块1和镜筒30的空间体积，从而使整个眼科手术显示镜***的总体积得以压缩，最终实现眼科手术显示镜***的小型化设计。

在本公开实施例中，图7中的正直角棱镜223可以由两个大小相同的小正直角棱镜拼接而成。在本公开一实施例中，结合图8所示，眼后节光路转换器22可以包括第一正直角棱镜224和第二正直角棱镜225，其中，第一正直角棱镜224的斜面L41与第二正直角棱镜225的一个直角面N41平行或者贴合设置，沿X方向入射至眼后节光路转换器22中的第二正直角棱镜224的斜面L42的光线S1，经第二正直角棱镜225的斜面L42反射后再经第一正直角棱镜224的两个直角面(N42、N43)依次反射后从第一正直角棱镜224的斜面L41垂直射出。

以此方式，眼后节光路转换器22采用一大一小2个正直角棱镜组合，具有交换光路和反转图像的功能。在本公开一实施例中，光学棱镜(第一正直角棱镜224和第二正直角棱镜225)使用折射率大于1.7的高折射率材料制作而成。以此方式，在手术显示镜***总光程不变的情况下，可以压缩变倍模块1和镜筒30的空间体积，从而使整个眼科手术显示镜***的总体积得以压缩，最终实现眼科手术显示镜***的小型化设计。

在本公开实施例中，图8中的正直角棱镜224可以由两个大小相同的小正直角棱镜拼接而成。

图9示例性示出了在本公开一实施例中的另一种眼科手术显微镜***的示意图。

在本公开的实施例中，结合图9所示，眼前节光路转换器21沿第一方向(如X方向)被移入主光路或者从主光路移出，眼后节光路转换器22沿第二方向(如Z方向)被移入主光路或者从主光路移出移动。

或者，相反的，在本公开的其他实施例中，眼前节光路转换器21沿第二方向(如Z方向)被移入主光路或者从主光路移出，眼后节光路转换器22沿第一方向(如X方向)被移入主光路或者从主光路移出移动。

以此方式，无论在眼前节模式还是在眼后节模式下，都只有一个光路转换器(眼前节光路转换器21或眼后节光路转换器22)被置于显微镜主光路中，另一个光路转换器被置于显微镜主光路之外。因此，这种设计方案不会导致手术显微镜的结构被加长，利于眼科手术显示镜的小型化设计。

在本公开的一实施例中，结合图3-图9所示，图3-图5中的眼前节光路转换器21可以和图6-图8中的眼后节光路转换器22任意搭配，组成光路转换装置20，这里不再做一一示出。通过该种结构组合模式可满足手术过程中，一台眼科手术显示镜即可同时眼前节和眼底的观察需求。此外，控制光线在眼前节光路转换器21中反射2次和控制光线在眼后节光路转换器22中反射3次，可避免反射次数过多造成的能量损耗。本公开实施例中，通过将眼前节光路转换器21和眼后节光路转换器22设计成1-3个光学元件的组合，而不是设计成一个独立的形状不规则的多边形棱镜，有利于降低光路转换装置的光学加工要求。本公开实施例中，通过将光路转换装置集成在显微镜的镜筒中并靠近变倍模块设置，可以避免对手术显微镜物镜和被观察者眼睛之间的手术空间得占用，有利于手术开展。

需要注意的是，上述仅为本公开的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本公开不限于这里所述的特定实施例，本公开的各个实施方式的特征可以部分地或者全部地彼此耦合或组合，并且可以以各种方式彼此协作并在技术上被驱动。对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本公开的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本公开进行了较为详细的说明，但是本公开不仅仅限于以上实施例，在不脱离本公开构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本公开的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种眼科手术显微镜***，其特征在于，包括：沿主光轴从物面到像面依次设置的变倍模块、镜筒模块和目镜模块，其中，

所述镜筒模块包括镜筒，所述镜筒内部靠近所述变倍模块的一端设有光路转换装置，所述光路转换装置包括眼前节光路转换器和眼后节光路转换器；

在所述眼前节光路转换器被移入主光路的情况下，物面反射的光线透过所述变倍模块沿第一方向传播至所述眼前节光路转换器后，经所述眼前节光路转换器连续反射2次后沿第二方向经所述镜筒模块传播至所述目镜模块；和/或

在所述眼后节光路转换器被移入主光路的情况下，物面反射的光线透过所述变倍模块沿第一方向传播至所述眼后节光路转换器后，经所述眼后节光路转换器连续反射3次后沿第二方向经所述镜筒模块传播至所述目镜模块。

2.根据权利要求1所述的眼科手术显微镜***，其特征在于，

所述眼前节光路转换器沿所述第一方向被移入主光路或者从主光路移出，所述眼后节光路转换器沿所述第二方向被移入主光路或者从主光路移出移动；或者

所述眼前节光路转换器沿所述第二方向被移入主光路或者从主光路移出，所述眼后节光路转换器沿所述第一方向被移入主光路或者从主光路移出。

3.根据权利要求1所述的眼科手术显微镜***，其特征在于，所述第一方向正交于所述第二方向。

4.根据权利要求1所述的眼科手术显微镜***，其特征在于，所述眼前节光路转换器包括：直角三棱镜、平行四边形棱镜和等腰梯形棱镜，其中，

所述直角三棱镜包括第一直角面、第二直角面和斜面；

所述平行四边形棱镜包括第一平面、第二平面和第三平面，所述第一平面平行于所述第二平面；

所述等腰梯形棱镜包括第一斜面、第二斜面和底面；

其中，

所述平行四边形棱镜的第三平面与所述等腰梯形棱镜的底面共面设置，所述平行四边形棱镜的第二平面与所述等腰梯形棱镜的第一斜面平行或者贴合设置，所述直角三棱镜的斜面与所述平行四边形棱镜的第三平面以及所述等腰梯形棱镜的底面平行或者贴合设置，所述直角三棱镜的第二直角面与所述等腰梯形棱镜的第二斜面平行设置；

所述直角三棱镜的第一直角面为光线入射面，所述平行四边形棱镜的第一平面为第一反射面，所述等腰梯形棱镜的底面为第二反射面，所述等腰梯形棱镜的第二斜面为光线出射面。

5.根据权利要求4所述的眼科手术显微镜***，其特征在于，

所述平行四边形棱镜的第一平面外侧覆盖有镀膜，所述等腰梯形棱镜的底面外侧的全部或部分区域也覆盖有镀膜；或者，

仅所述平行四边形棱镜的第一平面外侧覆盖有镀膜，所述等腰梯形棱镜的底面外侧不覆盖镀膜，其中，沿所述第一方向入射所述眼前节光路转换器的光线，经所述眼前节光路转换器中的所述第一反射面反射后在所述第二反射面上的入射角需大于光线在所述第二反射面发生全反射时的临界角。

6.根据权利要求4所述的眼科手术显微镜***，其特征在于，所述等腰梯形棱镜使用折射率大于1.7的材料制作而成。

7.根据权利要求1所述的眼科手术显微镜***，其特征在于，所述眼前节光路转换器包括：直角三棱镜和五棱镜，其中，

所述直角三棱镜包括第一直角面、第二直角面和斜面；

所述五棱镜包括第一平面、第二平面、第三平面、第四平面，所述第三平面与所述第四平面垂直设置；

其中，

所述直角三棱镜的第二直角面与所述五棱镜的第四平面平行设置，所述直角三棱镜的斜面与所述五棱镜的第二平面平行或者贴合设置；

所述直角三棱镜的第一直角面为光线入射面，所述五棱镜的第一平面为第一反射面，所述五棱镜的第二平面为第二反射面，所述五棱镜的第四平面为光线出射面。

8.根据权利要求7所述的眼科手术显微镜***，其特征在于，

所述五棱镜的第一平面外侧覆盖有镀膜，所述五棱镜的第二平面外侧的部分区域也覆盖有镀膜；或者，

仅所述五棱镜的第一平面外侧覆盖有镀膜，所述五棱镜的第二平面外侧不覆盖镀膜，其中，沿所述第一方向入射所述眼前节光路转换器的光线，经所述眼前节光路转换器中的所述第一反射面反射后在所述第二反射面上的入射角需大于光线在所述第二反射面发生全反射时的临界角。

9.根据权利要求1所述的眼科手术显微镜***，其特征在于，所述眼前节光路转换器包括：道威棱镜和反射镜，其中，

所述反射镜与所述道威棱镜的一个斜面平行设置；

沿所述第一方向入射所述眼前节光路转换器的光线，经所述反射镜反射后再穿过所述道威棱镜与所述反射镜平行的斜面，并经所述道威棱镜的底面全反射后从所述道威棱镜的另一个斜面射出。

10.根据权利要求1所述的眼科手术显微镜***，其特征在于，

所述眼后节光路转换器包括：一正直角棱镜和反射镜，其中，所述反射镜与所述正直角棱镜的底面呈45°夹角设置，沿所述第一方向入射所述眼后节光路转换器的光线，经所述反射镜反射后再穿过所述正直角棱镜的斜面，并经所述正直角棱镜的两个直角面依次反射后从所述正直角棱镜的斜面射出；或者

所述眼后节光路转换器包括：第一正直角棱镜和第二正直角棱镜，其中，

所述第一正直角棱镜的斜面与所述第二正直角棱镜的一个直角面平行或者贴合设置，沿所述第一方向入射所述眼后节光路转换器的光线，经所述第二正直角棱镜的斜面反射后再经所述第一正直角棱镜的两个直角面依次反射后从所述第一正直角棱镜的斜面射出。