專利名稱：可變3維立體顯微鏡組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文實(shí)施方式總體上涉及顯微鏡領(lǐng)域，尤其是涉及立體顯微鏡。本文實(shí)施方式更具體而言涉及能夠提供3-D視覺或更大的可變深度知覺的立體顯微鏡。
背景技術(shù)：
利用放大鏡和顯微鏡來工作極大限制了移動自由度。對于放大鏡，距物體的距離是固定的，另外，視場非常有限。這在醫(yī)學(xué)中尤其不利。具有二維視覺的放大鏡通常放大率較低，且不方便。目前可用的外科手術(shù)顯微鏡具有兩個目鏡，其具有可變可調(diào)節(jié)的瞳間距離(IPD)。通常，iro的調(diào)節(jié)便于利用雙眼舒適觀察。這些顯微鏡稱為立體顯微鏡。
傳統(tǒng)顯微鏡與立體顯微鏡之間的主要差別在于傳統(tǒng)顯微鏡從單一方向觀察樣品， 而立體顯微鏡從兩個顯著不同的角度觀察物體，從而提供立體顯微視覺所需的兩個明顯不同的圖像。立體顯微鏡給出物體的3-D視圖，而相同物體在通過傳統(tǒng)顯微鏡觀察時看起來是平的。即使當(dāng)復(fù)合顯微鏡具有雙目鏡頭時亦是如此，因?yàn)槊恳恢谎劭吹綆缀跸嗤膱D像，這正是由于單物鏡系統(tǒng)導(dǎo)致的。立體顯微鏡用于在目視觀察下操縱物體和/或使物體的微小細(xì)節(jié)更明顯。操縱物體優(yōu)選發(fā)生于低放大倍數(shù)下，并且需要良好的3-D再現(xiàn)。對于細(xì)節(jié)識別，期望在不改變儀器的情況下快速切換至具有更高分辨率的更高放大倍數(shù)。立體顯微鏡以各種觀察角度提供相同物體的兩個視圖，這些視圖被觀察者感知為該物體的三維圖像。然而，針對確定的樣品取向提供3-D視圖。在不對樣品進(jìn)行觸碰或重新取向的情況下從不同取向觀察相同樣品時，存在一定的劣勢。有利的是使立體顯微鏡具有增大的深度知覺和視場。這有助于增大正執(zhí)行的工作的精確度。因此，需要一種具有可變物間距離(inter-objective distance)的立體顯微鏡，以提供增大的視場和視覺深度。上述缺點(diǎn)、劣勢和問題在本文中得以解決，這將通過閱讀以下說明書來理解。實(shí)施方式的目的本文實(shí)施方式的主要目的在于開發(fā)一種具有可變物間距離的可變3-D立體顯微鏡組件，以提供增大的視場和視覺深度。本文實(shí)施方式的另一目的在于開發(fā)一種可變3-D立體顯微鏡組件,其中伸縮臂彼此獨(dú)立地工作，以聚焦在目標(biāo)物體上。本文實(shí)施方式的另一目的在于開發(fā)一種具有雙/ 二物鏡的可變3-D立體顯微鏡組件，以使得光路能夠理想且完全地集中在物鏡上，以使得能夠容易且有效地以更大的視覺深度和更高的3D圖像清晰度來觀察目標(biāo)物體的3-D圖像。本文實(shí)施方式的另一目的在于開發(fā)一種可變3-D立體顯微鏡組件，以在不使用任何計(jì)算機(jī)程序處理視覺數(shù)據(jù)的情況下直接提供物體的3-D視圖。本文實(shí)施方式的另一目的在于開發(fā)一種可變3-D立體顯微鏡組件，以便于光線的會聚，從而確保在不同目標(biāo)角度的視圖的同時鎖定。本文實(shí)施方式的另一目的在于開發(fā)一種具有不平行光軸的可變3-D立體顯微鏡組件。本文實(shí)施方式的另一目的在于開發(fā)一種可變3-D立體顯微鏡組件，其中物間有效光程是可變的。根據(jù)結(jié)合附圖進(jìn)行的以下詳細(xì)描述，本文實(shí)施方式的這些和其它目的以及優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。

發(fā)明內(nèi)容
本文實(shí)施方式的各種實(shí)施方式提供了一種三維立體顯微鏡組件。根據(jù)本文實(shí)施方式的一個實(shí)施方式，一種可變3-D立體顯微鏡組件具有殼體。左目鏡組裝在該殼體內(nèi)部，用于通過左眼觀察目標(biāo)物體。右目鏡組裝在該殼體內(nèi)部，用于通過右眼觀察目標(biāo)物體。一對伸縮臂通過不透明柔性套筒可拆卸地安裝在該殼體上。該柔性套筒可以是硬且剛性的或者 柔性的。物鏡單元安裝在所述一對伸縮臂上方，用于使從所述目標(biāo)物體反射的光聚焦。多個棱鏡設(shè)置在所述殼體中，以實(shí)現(xiàn)同時通過所述左目鏡和右目鏡的雙目視覺。所述一對伸縮臂獨(dú)立地移動和旋轉(zhuǎn)，以聚焦在所述目標(biāo)物體上。所述物鏡單元包括用于改變左光路與右光路之間的物間距離以聚焦在所述目標(biāo)物體上的機(jī)械和光學(xué)裝置單元，以增大3-D視覺程度。所述組件包括分光鏡(beam splitter)和變焦裝置(zoom changer)。所述分光鏡安裝在左目鏡和右目鏡下方，用于區(qū)分左目鏡透鏡路徑與右目鏡透鏡路徑。所述變焦裝置耦接至所述分光鏡，以用于聚焦在目標(biāo)物體上。物鏡單元具有兩個物鏡，例如分別沿著左目鏡和右目鏡的軸線安裝的左物鏡和右物鏡。物鏡單元包括至少一個主反射鏡，該至少一個主反射鏡被設(shè)置為使得該反射鏡的平面垂直于所述物鏡的光軸。所述組件的柔性套筒使得所述一對伸縮臂能夠進(jìn)行鉸鏈運(yùn)動。所述一對伸縮臂被設(shè)置為與左物鏡和右物鏡中的每一個的光軸垂直并且成可變斜角。所述一對伸縮臂被構(gòu)造為使得所述一對伸縮臂獨(dú)立地移動。所述一對伸縮臂被構(gòu)造為使得所述一對伸縮臂同步地移動。所述一對伸縮臂能夠圍繞與立體顯微鏡的軸線垂直的方向進(jìn)行擺動運(yùn)動。所述組件還包括至少一個聚焦反射器或反射鏡或棱鏡，其沿著將從目標(biāo)物體接收的光束反射到左目鏡和右目鏡上的取向安裝在所述一對伸縮臂中的每一個的最外部分上，并且所述取向與主反射鏡的取向相同。所述組件還包括平面偏振濾光鏡，其安裝在光路中的設(shè)置在各個伸縮臂的最外部分上的狹槽上。安裝在伸縮臂上的主反射鏡與伸縮臂的傾斜同步地取向。所述物鏡單元包括多個棱鏡和透鏡的布置，以用于將來自目標(biāo)物體的光線饋送到左透鏡路徑和右透鏡路徑中。來自目標(biāo)物體的光線分別在到達(dá)左目鏡和右目鏡之前通過左透鏡路徑和右透鏡路徑。將光學(xué)圖像導(dǎo)向左目鏡和右目鏡的左透鏡路徑與右透鏡路徑彼此非?？拷匕惭b。所述一對伸縮臂是右伸縮臂和左伸縮臂。所述右伸縮臂安裝在殼體的右側(cè)，所述左伸縮臂安裝在殼體的左側(cè)。所述一對伸縮臂由金屬或光纖裝置制成。根據(jù)本文實(shí)施方式，所述可變3-D立體顯微鏡組件包括殼體。左目鏡組裝在該殼體內(nèi)部，用于通過左眼觀察目標(biāo)物體，右目鏡組裝在該殼體內(nèi)部，用于通過右眼觀察目標(biāo)物體。一對伸縮臂通過柔性套筒可拆卸地安裝在該殼體上。物鏡單元安裝在所述一對伸縮臂上方，用于使從目標(biāo)物體反射的光聚焦。多個棱鏡被設(shè)置為實(shí)現(xiàn)同時通過左目鏡和右目鏡的雙目視覺。所述一對伸縮臂獨(dú)立地移動和旋轉(zhuǎn)，以聚焦在所述目標(biāo)物體上。所述物鏡單元包括用于改變左光路與右光路之間的物間距離以聚焦在目標(biāo)物體上的左物鏡單元和右物鏡單元，以增大3-D視覺或深度知覺的程度。所述可變3-D立體顯微鏡組件還包括分光鏡，該分光鏡安裝在左目鏡和右目鏡下方，以用于區(qū)分左目鏡透鏡路徑與右目鏡透鏡路徑。變焦裝置耦接至所述分光鏡，以用于聚焦在目標(biāo)物體上。所述可變3-D立體顯微鏡的物鏡單元包括分別沿著左目鏡和右目鏡的軸線安裝的左物鏡和右物鏡。物鏡單元包括至少一個主反射鏡，該至少一個主反射鏡被設(shè)置為使得 該主反射鏡的平面垂直于所述物鏡的光軸。所述物鏡單元還包括多個棱鏡和透鏡的布置，以用于將來自目標(biāo)物體的光線饋送到左透鏡路徑和右透鏡路徑中。來自目標(biāo)物體的光線分別在到達(dá)左目鏡和右目鏡之前通過左透鏡路徑和右透鏡路徑。將光學(xué)圖像導(dǎo)向左目鏡和右目鏡的左透鏡路徑與右透鏡路徑彼此非?？拷匕惭b。所述可變3-D立體顯微鏡組件的伸縮臂包括柔性套筒，該柔性套筒使得所述一對伸縮臂能夠進(jìn)行鉸鏈運(yùn)動。所述一對伸縮臂包括右伸縮臂和左伸縮臂。所述右伸縮臂安裝在殼體的右側(cè)，所述左伸縮臂安裝在殼體的左側(cè)。所述一對伸縮臂由金屬或光纖裝置制成。所述一對伸縮臂被設(shè)置為垂直于左物鏡和右物鏡中的每一個的光軸，并被構(gòu)造為使得所述一對伸縮臂能夠獨(dú)立地以及同步地移動。所述一對伸縮臂能夠圍繞與立體顯微鏡的軸線垂直的方向進(jìn)行擺動運(yùn)動。偏振濾光鏡安裝在設(shè)置在各個伸縮臂的最外部分上的狹槽上。所述可變3-D立體顯微鏡組件還包括至少一個聚焦反射鏡，該至少一個聚焦反射鏡沿著將從目標(biāo)物體接收的光束反射到左目鏡和右目鏡上的取向安裝在所述一對伸縮臂中的每一個的最外部分上，并且其中，所述取向與主反射鏡的取向相同。安裝在伸縮臂上的主反射鏡與伸縮臂的傾斜同步地取向。根據(jù)本文一個實(shí)施方式，單個伸縮臂安裝在所述物鏡單元上。使得所述光路中的至少一個能夠通過伸縮臂，另一光路直接通過另一物鏡。因此，單個伸縮臂獨(dú)自就能夠與各個物鏡一起提供目標(biāo)物體的3-D視覺。本文實(shí)施方式的這些和其它方面在結(jié)合以下描述和附圖來考慮時將更好評價和理解。然而，應(yīng)該理解，以例示的方式而非限制的方式給出示出優(yōu)選實(shí)施方式及其許多具體細(xì)節(jié)的以下描述。在不脫離本文實(shí)施方式的精神的情況下，可在本文實(shí)施方式的范圍內(nèi)進(jìn)行許多改變和修改，并且本文實(shí)施方式包括所有這些修改。


根據(jù)對本文優(yōu)選實(shí)施方式的以下描述以及附圖，本領(lǐng)域技術(shù)人員將得到其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖中
圖I不出傳統(tǒng)立體顯微鏡的橫截面圖。圖2示出根據(jù)本文一個實(shí)施方式的3D立體顯微鏡組件的垂直橫截面圖。圖3示出根據(jù)本文一個實(shí)施方式的3D立體顯微鏡組件的橫截面圖，其示出伸縮臂的鉸鏈運(yùn)動。圖4示出根據(jù)本文一個實(shí)施方式的3D立體顯微鏡組件的橫截面圖，其示出具有一個伸縮臂的可拆卸適配器。圖5示出根據(jù)本文一個實(shí)施方式的具有柔性光纖臂的3D立體顯微鏡組件的橫截面圖。盡管本文實(shí)施方式的具體特征在特定圖中示出，而并未在其它圖中示出，但是這僅是出于方便的目的，因?yàn)楦鶕?jù)本文實(shí)施方式，各個特征可以與任何其它特征或所有其它特征組合。
具體實(shí)施例方式在以下詳細(xì)描述中參照了附圖，這些附圖形成本文的一部分，并且其中以例示的方式示出可以實(shí)踐的具體實(shí)施方式
。充分詳細(xì)地描述這些實(shí)施方式以使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`這些實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離這些實(shí)施方式的范圍的情況下，可以進(jìn)行邏輯的、機(jī)械的和其它改變。因此，以下詳細(xì)描述并非限制意義上的?？勺?-D立體顯微鏡組件還包括分光鏡，該分光鏡安裝在左目鏡和右目鏡下方，以用于區(qū)分左目鏡透鏡路徑與右目鏡透鏡路徑。變焦裝置耦接至該分光鏡，以用于聚焦在目標(biāo)物體上?？勺?-D立體顯微鏡的物鏡單元包括左物鏡和右物鏡，其分別沿著左目鏡和右目鏡的軸線安裝。物鏡單元包括至少一個主反射鏡，該至少一個主反射鏡被設(shè)置為使得該反射鏡的平面垂直于物鏡的光軸。物鏡單元還包括多個棱鏡和透鏡的布置，以用于將光線從目標(biāo)物體饋送到左透鏡路徑和右透鏡路徑中。來自目標(biāo)物體的光線分別在到達(dá)左目鏡和右目鏡之前通過左透鏡路徑和右透鏡路徑。將光學(xué)圖像導(dǎo)向左目鏡和右目鏡的左透鏡路徑和右透鏡路徑彼此非?？拷匕惭b?？勺?-D立體顯微鏡組件的伸縮臂包括柔性套筒，以使得一對伸縮臂能夠進(jìn)行鉸鏈運(yùn)動。所述一對伸縮臂包括右伸縮臂和左伸縮臂。右伸縮臂安裝在殼體的右側(cè)，左伸縮臂安裝在殼體的左側(cè)。所述一對伸縮臂由金屬或光纖制成。所述一對伸縮臂被設(shè)置為與左物鏡和右物鏡中的每一個的光軸垂直并且成可變斜角，并被構(gòu)造為使得所述一對伸縮臂能夠獨(dú)立地以及同步地移動。所述一對伸縮臂能夠圍繞與立體顯微鏡的軸線垂直的方向進(jìn)行擺動運(yùn)動。偏振濾光鏡安裝在設(shè)置在各個伸縮臂的最外部分上的狹槽上?？勺?-D立體顯微鏡組件還包括至少一個聚焦反射鏡或棱鏡，該至少一個聚焦反射鏡或棱鏡沿著將從目標(biāo)物體接收到的光束反射到左目鏡和右目鏡上的取向安裝在所述一對伸縮臂中的每一個的最外部分上，所述取向與主反射鏡的取向相同。安裝在伸縮臂上的主反射鏡與伸縮臂的傾斜同步地取向。根據(jù)本文一個實(shí)施方式，單個伸縮臂獨(dú)自就能夠提供目標(biāo)物體的3-D視覺。圖I示出傳統(tǒng)立體顯微鏡的橫截面圖。立體顯微鏡100包括殼體101、單個物鏡102，該物鏡102設(shè)置為將從目標(biāo)物體103反射的光通過獨(dú)立的路徑聚焦到多個棱鏡104和105上，以通過安裝在殼體101上的目鏡106和107實(shí)現(xiàn)雙目視覺。單個物鏡102將光饋送到兩個獨(dú)立的路徑中，該兩個獨(dú)立的路徑由多個棱鏡和透鏡104和105的布置構(gòu)成。以下將所述兩個獨(dú)立的路徑稱為透鏡路徑(LP)。從目標(biāo)物體103反射的光被引導(dǎo)至物鏡102。另外，光在到達(dá)對應(yīng)的左目鏡和右目鏡之前通過左透鏡路徑106和右透鏡路徑107。然而，本文的上述立體顯微鏡的透鏡路徑間距離是受限的和固定的。將光學(xué)圖像導(dǎo)向左目鏡和右目鏡的左透鏡路徑和右透鏡路徑彼此非?？拷?，它們的距離在22毫米至28毫米的范圍內(nèi)。因此，通過傳統(tǒng)立體顯微鏡形成的圖像是固定的，具有預(yù)定義的視覺深度。在本文下面將簡要描述其實(shí)施方式的3D立體顯微鏡中有利地克服了這種受限的圖像形成和所得的視覺深度。圖2示出根據(jù)本文一個實(shí)施方式的3D立體顯微鏡組件的垂直橫截面圖。3D立體顯微鏡200包括殼體201、目鏡單元202和物鏡單元203。目鏡單元202包括左目鏡205b，其組裝在殼體201內(nèi)部，以便于左眼觀察目標(biāo)物體204 ;和右目鏡205a，其組裝在殼體201內(nèi)部，以便于右眼觀察目標(biāo)物體204。分光鏡裝置206安裝在左目鏡205b和右目鏡205a 下方。分光鏡裝置包括左分光鏡206b和右分光鏡206a。左變焦裝置207b和右變焦裝置207a可操作地耦接至左分光鏡206b和右分光鏡206a。物鏡單元203包括一對物鏡，例如沿著左目鏡205b和右目鏡205a的軸線安裝的左物鏡208b和右物鏡208a，物鏡208a、208b彼此獨(dú)立地設(shè)置。在左物鏡208b和右物鏡208a中的每一個處，用于左物鏡208b的至少一個主反射鏡209b和用于右物鏡208a的另一主反射鏡209a被設(shè)置為使得反射鏡209b、209a的平面垂直于左物鏡208b和右物鏡208a的光軸。設(shè)置了包括左伸縮臂210b和右伸縮臂210a的一對伸縮臂，其基本上垂直于左物鏡208b和右物鏡208a中的每一個的光軸。至少一個聚焦反射鏡211沿著與主反射鏡209a、209b相同的取向安裝在各個伸縮臂210的最外部分，以將從目標(biāo)物體204接收到的光束反射到左目鏡202b和右目鏡202a上。照射源213設(shè)置在伸縮臂下方，或者設(shè)置為與顯微鏡的光軸共軸。平面偏振濾光鏡212安裝在設(shè)置在各個伸縮臂210的最外部分上的狹槽上。圖3示出根據(jù)本文一個實(shí)施方式的可變3-D立體顯微鏡組件的橫截面圖，其示出伸縮臂的鉸鏈運(yùn)動。伸縮臂包括可拆卸地安裝到物鏡單元的左伸縮臂210b和右伸縮臂210a。伸縮臂210a、210b被構(gòu)造為進(jìn)行獨(dú)立的運(yùn)動，另選地，左伸縮臂210b和右伸縮臂210a被構(gòu)造為同步運(yùn)動。另外，伸縮臂210a、210b能夠圍繞與立體顯微鏡的軸線A-Al垂直的方向進(jìn)行擺動運(yùn)動，如圖3所示。安裝在伸縮臂210a、210b上的主反射鏡209a、209b能夠與伸縮臂210a、210b的傾斜同步地取向。左伸縮臂210b和右伸縮臂210a中的每一個通過柔性套筒302b和302a連接至物鏡203b、203a。這些柔性套筒302a、302b使得伸縮臂210a、210b能夠進(jìn)行鉸鏈運(yùn)動。圖4示出根據(jù)本文一個實(shí)施方式的可變3-D立體顯微鏡組件的橫截面圖，其示出具有一個伸縮臂的可拆卸適配器。3D立體顯微鏡200包括殼體201、目鏡單元202和物鏡單元203。目鏡單元202包括左目鏡205b，其組裝在殼體201內(nèi)部，以便于左眼觀察目標(biāo)物體204 ;和右目鏡205a，其組裝在殼體201內(nèi)部，以便于右眼觀察目標(biāo)物體204，如圖2所示。如圖4所示設(shè)置可拆卸適配器401。適配器401是可拆卸的，并且可以安裝在市場上可獲得的任何單物鏡顯微鏡上。左伸縮臂210b內(nèi)部采用校正透鏡402。分光鏡裝置206安裝在左目鏡205b和右目鏡205a下方。分光鏡裝置包括左分光鏡206b和右分光鏡206a。左變焦裝置207b和右變焦裝置207a可操作地耦接至左分光鏡206b和右分光鏡206a。物鏡單元203包括沿著左目鏡205b的軸線安裝的左物鏡208b。左伸縮臂210b利用柔性套筒302b安裝在適配器上。左伸縮臂210b可被調(diào)節(jié)為聚焦在目標(biāo)物體204上，從而得到更大的3-D視覺或深度知覺。在左物鏡208b處，至少一個主反射鏡209b被設(shè)置為使得反射鏡209b的平面垂直于左物鏡208b的光軸。提供了基本上垂直于左物鏡208b的光軸的左伸縮臂210b。至少一個聚焦反射鏡211沿著與主反射鏡209b相同的取向安裝在左伸縮臂210b的最外部分，以將從目標(biāo)物體204接收到的光束反射到左目鏡202b上。照明源213設(shè)置在伸縮臂的下方，或者被設(shè)置為與顯微鏡的光軸共軸。平面偏振濾光鏡212b安裝在設(shè)置在左伸縮臂210b的最外部分上的狹槽上。在光線通過右變焦裝置207a和右分光鏡206b之后，直接從右目鏡205a觀察來自目標(biāo)物體204的右光路。
圖5示出根據(jù)本文一個實(shí)施方式的具有柔性光纖臂的可變3-D立體顯微鏡組件的橫截面圖。可變3-D立體顯微鏡200包括殼體201，該殼體201包括目鏡單元和物鏡單元。目鏡單元包括左目鏡205b，其組裝在殼體201內(nèi)部，以便于左眼觀察目標(biāo)物體204 ;和右目鏡205a，其組裝在殼體201內(nèi)部，以便于右眼觀察目標(biāo)物體204。分光鏡裝置206安裝在左目鏡205b和右目鏡205a下方。分光鏡裝置包括左分光鏡206b和右分光鏡206a。左變焦裝置207b和右變焦裝置207a可操作地耦接至左分光鏡206b和右分光鏡206a。物鏡單元包括一對物鏡，例如沿著左目鏡205b和右目鏡205a的軸線安裝的左物鏡208b和右物鏡208a，物鏡208a、208b彼此獨(dú)立地設(shè)置。在左物鏡208b和右物鏡208a中的每一個處，用于左物鏡208b的至少一個主反射鏡209b和用于右物鏡208a的另一主反射鏡209a被設(shè)置為使得反射鏡209b、209a的平面垂直于左物鏡208b和右物鏡208a的光軸。設(shè)置了包括左光纖臂210b和右光纖臂210a的一對柔性光纖臂，其基本上垂直于左物鏡208b和右物鏡208a中的每一個的光軸。照射源213設(shè)置在伸縮臂下方。平面偏振濾光鏡212b和212a分別安裝在設(shè)置在左光纖臂210b和右光纖臂210a中的每一個的最外部分上的狹槽上。通過在立體顯微鏡200的殼體的物鏡中包括機(jī)械和光學(xué)裝置，可變3-D立體顯微鏡200的物間距離變化，以使得可變3-D立體顯微鏡200能夠以更大程度的3-D視覺聚焦在目標(biāo)物體204上。根據(jù)本文一個實(shí)施方式，可變3-D立體顯微鏡組件使得能夠?qū)⑽镧R的會聚程度調(diào)節(jié)為從最小10度至最大120度，以改變光學(xué)間距離，以提高3-D效果或深度知覺。因此，可變3-D立體顯微鏡組件的各種實(shí)施方式使得能夠容易、有效且精確地將物鏡的會聚程度調(diào)節(jié)至所需水平，并改變左入射光束與右入射光束的光學(xué)間距離，以提高3-D效果或深度知覺。本文實(shí)施方式的可變3-D立體顯微鏡使得能夠在不需要計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理視覺數(shù)據(jù)的情況下直接觀察目標(biāo)物體的三維圖像?？勺?-D立體顯微鏡的兩個圖像觀察裝置彼此分開、獨(dú)立地工作，從而提供操作便利?？勺?-D立體顯微鏡具有這樣的設(shè)計(jì)，其采用會聚以確保目標(biāo)的不同視圖的同時鎖定。本文實(shí)施方式的具有雙/ 二物鏡的可變3-D立體顯微鏡使得各個光路能夠理想且完全地集中于物鏡上，并使得能夠容易且有效地觀察不同物體的3-D圖像?？蓛H通過簡單地增大或減小會聚角來控制(增大或減小)深度知覺或3-D的程度。本文實(shí)施方式的立體顯微鏡在許多工業(yè)和醫(yī)學(xué)或外科手術(shù)以及其它領(lǐng)域中有巨大的實(shí)際應(yīng)用。本文實(shí)施方式的可變3-D立體顯微鏡提供目標(biāo)物體的增大的深度知覺，并且提供增大的視場。這將使得工業(yè)或醫(yī)學(xué)或?qū)嶒?yàn)室操作更容易且更安全。上述關(guān)于具體實(shí)施方式
的描述將如此充分地揭示本文實(shí)施方式的一般本質(zhì)，使得在不脫離所述一般概念的情況下，其他人可通過應(yīng)用目前的知識針對各種應(yīng)用容易地修改和/或調(diào)整這些具體實(shí)施方式
，因此，這些調(diào)整和修改應(yīng)該且旨在包含在所公開的實(shí)施方式的等同物的含義和范圍內(nèi)。應(yīng)當(dāng)理解，本文采用的措詞或術(shù)語僅是出于描述性目的，而非限制性目的。因此，盡管關(guān)于優(yōu)選實(shí)施方式描述了本文實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)，可以修改本文實(shí)施方式來進(jìn)行實(shí)踐。盡管利用各種具體實(shí)施方式
描述了本文實(shí)施方式，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言明顯的是，通過修改來實(shí)踐本文實(shí)施方式。然而，所有這些修改被認(rèn)為在權(quán)利要求的范圍 內(nèi)。還應(yīng)當(dāng)理解，以下權(quán)利要求旨在覆蓋本文所述實(shí)施方式的所有一般和具體的特征，關(guān)于這些實(shí)施方式的范圍的所有表述從語言上說被認(rèn)為落于權(quán)利要求的范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種可變3-D立體顯微鏡組件，該可變3-D立體顯微鏡組件包括 殼體； 左目鏡，其組裝在所述殼體內(nèi)部，用于通過左眼觀察目標(biāo)物體； 右目鏡，其組裝在所述殼體內(nèi)部，用于通過右眼觀察所述目標(biāo)物體； 一對伸縮臂，其通過柔性套筒可拆卸地安裝在所述殼體上； 物鏡單元，其安裝在所述一對伸縮臂上方，用于使從所述目標(biāo)物體反射的光聚焦； 多個棱鏡和透鏡的組合，以實(shí)現(xiàn)同時通過所述左目鏡和所述右目鏡的雙目視覺； 其中，所述一對伸縮臂獨(dú)立地移動和旋轉(zhuǎn)，以聚焦在所述目標(biāo)物體上，并且其中，所述物鏡單元包括用于改變左光路與右光路之間的物間距離以聚焦在所述目標(biāo)物體上從而增大3-D視覺程度或深度知覺的兩個物鏡。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組件，該組件還包括分光鏡組合體，該分光鏡組合體安裝在所述左目鏡和所述右目鏡下方，用于區(qū)分左目鏡透鏡路徑與右目鏡透鏡路徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組件，該組件還包括變焦裝置，該變焦裝置耦接至所述分光鏡，以用于聚焦在所述目標(biāo)物體上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組件，其中，所述物鏡單元包括沿著所述左目鏡的軸線安裝的左物鏡和沿著所述右目鏡的軸線安裝的右物鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組件，其中，所述物鏡單元包括至少一個主反射鏡，該至少一個主反射鏡被設(shè)置為使得該至少一個主反射鏡的平面垂直于所述物鏡的光軸。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組件，其中，所述柔性套筒使得所述一對伸縮臂能夠進(jìn)行鉸鏈運(yùn)動。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組件，其中，所述一對伸縮臂被設(shè)置為與所述左物鏡和所述右物鏡中的每一個的光軸垂直并且成可變斜角。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組件，其中，所述一對伸縮臂被構(gòu)造為使得所述一對伸縮臂獨(dú)立地移動。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組件，其中，所述一對伸縮臂被構(gòu)造為使得所述一對伸縮臂同步地移動。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組件，其中，所述一對伸縮臂能夠圍繞與所述立體顯微鏡的軸線垂直的方向進(jìn)行擺動運(yùn)動。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組件，該組件還包括至少一個反射鏡，該至少一個反射鏡沿著將從所述目標(biāo)物體接收到的光束分別反射到所述左目鏡和所述右目鏡上的取向安裝在所述一對伸縮臂中的每一個的最外部分上，并且其中，所述取向與所述主反射鏡的取向相同。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組件，該組件還包括偏振濾光鏡，該偏振濾光鏡安裝在設(shè)置在所述伸縮臂中的每一個的最外部分上的狹槽上。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組件，其中，安裝在所述伸縮臂上的所述至少一個主反射鏡與所述伸縮臂的傾斜同步地取向。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組件，其中，所述物鏡單元包括多個棱鏡和透鏡的布置，以用于將來自所述目標(biāo)物體的光線饋送到左透鏡路徑和右透鏡路徑中。
15.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組件，其中，來自所述目標(biāo)物體的光線在到達(dá)所述左目鏡和所述右目鏡之前分別通過所述左透鏡路徑和所述右透鏡路徑。
16.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組件，其中，將光學(xué)圖像導(dǎo)向所述左目鏡的所述左透鏡路徑與將光學(xué)圖像導(dǎo)向所述右目鏡的所述右透鏡路徑彼此非?？拷匕惭b。
17.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組件，其中，所述一對伸縮臂包括右伸縮臂和左伸縮臂。
18.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組件，其中，所述右伸縮臂安裝在所述殼體的右側(cè)，所述左伸縮臂安裝在所述殼體的左側(cè)。
19.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組件，其中，所述一對伸縮臂由金屬或光纖制成。
20.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組件，其中，安裝有單個伸縮臂。
全文摘要
公開了一種可變3-D立體顯微鏡組件。該組件包括殼體(201)，該殼體(201)設(shè)置有用于分別通過左眼和右眼來觀察目標(biāo)物體的左目鏡和右目鏡(205a,205b)。通過兩個柔性套筒(302a,302b)可拆卸地耦接至殼體(201)的一對伸縮臂(210a,208b)安裝有兩個物鏡(2083/4,208b)，用于使從目標(biāo)物體反射的光聚焦。多個棱鏡被設(shè)置為實(shí)現(xiàn)同時通過左目鏡和右目鏡(2<)5a,205b)的雙目視覺。所述一對伸縮臂(2t0a,210b)獨(dú)立地移動和旋轉(zhuǎn)，以聚焦在目標(biāo)物體上。物鏡單元(203)包括用于改變左光路與右光路之間的物間距離以聚焦在目標(biāo)物體上的機(jī)械和光學(xué)裝置單元，以增大3-D視覺程度。本發(fā)明實(shí)施方式提供了一種可變3-D立體顯微鏡組件。該組件包括殼體，該殼體設(shè)置有用于分別通過左眼和右眼來觀察目標(biāo)物體的左目鏡和右目鏡。通過柔性套筒可拆卸地耦接至殼體的一對伸縮臂安裝有兩個物鏡，用于使從目標(biāo)物體反射的光聚焦。多個棱鏡被設(shè)置為實(shí)現(xiàn)同時通過左目鏡和右目鏡的雙目視覺。所述一對伸縮臂獨(dú)立地移動和旋轉(zhuǎn)，以聚焦在目標(biāo)物體上。物鏡單元包括用于改變左光路與右光路之間的物間距離以聚焦在目標(biāo)物體上的機(jī)械和光學(xué)裝置單元，以增大3-D視覺程度。
文檔編號G02B21/18GK102782558SQ201180011610
公開日2012年11月14日 申請日期2011年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月10日
發(fā)明者R·S·米爾拉伊 申請人:R·S·米爾拉伊