立體射束分離器的制造方法
【專利摘要】根據(jù)某些實施方案，一種系統(tǒng)包括射束分離器組，其中每個射束分離器組包括第一射束分離器模塊和與所述第一射束分離器模塊對齊的第二射束分離器模塊。所述第一射束分離器模塊接收沿著第一光學路徑穿行的第一射束。所述第一射束分離器模塊將所述第一射束分離成沿著所述第一光學路徑傳輸?shù)牡谝惠敵錾涫脱刂瓷渖涫窂絺鬏數(shù)剿龅诙涫蛛x器模塊的第一分離射束。所述第二射束分離器模塊接收所述第一分離射束。所述第二射束分離器模塊將所述第一分離射束分離成大體平行于所述反射射束路徑傳輸?shù)牡诙敵錾涫痛篌w垂直于所述反射射束路徑傳輸?shù)牡诙蛛x射束。
【專利說明】立體射束分離器

【技術領域】
[0001]本公開大體涉及光束分離，且更具體來講，涉及立體射束分離器。

【背景技術】
[0002]顯微鏡從目標接收光束來產生目標的圖像。在某些顯微鏡中，光束可與其它射束分離或組合。舉例來說，光束可被分離產生分離射束。分離射束可被發(fā)送到不同目的地用于不同用途，例如發(fā)送到一個或多個目鏡用于被一個或多個用戶查看和/或發(fā)送到相機用于錄制。舉另一實例，光束可與另一光束組合來組合圖像。舉例來說，目標圖像可與提供有關顯微鏡參數(shù)的信息的圖像重疊。


【發(fā)明內容】

[0003]根據(jù)某些實施方案，一種系統(tǒng)包括射束分離器組，其中每個射束分離器組包括第一射束分離器模塊和與第一射束分離器模塊對齊的第二射束分離器模塊。第一射束分離器模塊接收沿著第一光學路徑穿行的第一射束。第一射束分離器模塊將第一射束分離成沿著第一光學路徑傳輸?shù)牡谝惠敵錾涫脱刂瓷渖涫窂絺鬏數(shù)降诙涫蛛x器模塊的第一分離射束。第二射束分離器模塊接收第一分離射束。第二射束分離器模塊將第一分離射束分離成大體平行于反射射束路徑傳輸?shù)牡诙敵錾涫痛篌w垂直于反射射束路徑傳輸?shù)牡诙蛛x射束。
[0004]根據(jù)某些實施方案，一種方法包括在射束分離器組處接收光束，其中每個射束分離器組包括第一射束分離器模塊和與第一射束分離器模塊對齊的第二射束分離器模塊。在第一射束分離器模塊處接收沿著第一光學路徑穿行的第一射束。由第一射束分離器模塊將第一射束分離成沿著第一光學路徑傳輸?shù)牡谝惠敵錾涫脱刂瓷渖涫窂絺鬏數(shù)降诙涫蛛x器模塊的第一分離射束。在第二射束分離器模塊處接收第一分離射束。由第二射束分離器模塊將第一分離射束分離成大體平行于反射射束路徑傳輸?shù)牡诙敵錾涫痛篌w垂直于反射射束路徑傳輸?shù)牡诙蛛x射束。
[0005]根據(jù)某些實施方案，一種系統(tǒng)包括射束分離器組，其中每個射束分離器組包括第一射束分離器模塊和與第一射束分離器模塊對齊的第二射束分離器模塊。第一射束分離器模塊接收沿著第一光學路徑穿行的第一射束。第一射束分離器模塊將第一射束分離成沿著第一光學路徑傳輸?shù)牡谝惠敵錾涫脱刂瓷渖涫窂絺鬏數(shù)降诙涫蛛x器模塊的第一分離射束。第二射束分離器模塊接收第一分離射束且大體平行于反射射束路線傳輸?shù)谝环蛛x射束。第二射束分離器模塊接收第二射束且將第二射束傳輸述第一射束分離器模塊。第一射束分離器模塊還接收第二射束且沿著第一光學路徑傳輸?shù)诙涫?br> [0006]根據(jù)某些實施方案,一種方法包括在射束分離器組處接收光束，其中每個射束分離器組包括第一射束分離器模塊和與第一射束分離器模塊對齊的第二射束分離器模塊。在第一射束分離器模塊處接收沿著第一光學路徑穿行的第一射束。由第一射束分離器模塊將第一射束分離成沿著第一光學路徑傳輸?shù)牡谝惠敵錾涫脱刂瓷渖涫窂絺鬏數(shù)降诙涫蛛x器模塊的第一分離射束。由第二射束分離器模塊大體平行于反射射束路線傳輸?shù)谝环蛛x射束。由第二射束分離器模塊將第二射束傳輸?shù)降谝簧涫蛛x器模塊。由第一射束分離器模塊沿著第一光學路徑傳輸?shù)诙涫?br>
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]現(xiàn)將參考附圖舉實例來更詳細地描述本公開的示例性實施方案，其中:
[0008]圖1圖示了具有根據(jù)某些實施方案的射束分離系統(tǒng)的顯微鏡系統(tǒng)的實例；
[0009]圖2圖示了根據(jù)某些實施方案的可與圖1的顯微鏡系統(tǒng)連用的射束分離系統(tǒng)的實例；
[0010]圖3A和圖3B圖示了根據(jù)某些實施方案的可用于射束分離系統(tǒng)中的射束分離器模塊的實例；和
[0011]圖4圖示了根據(jù)某些實施方案的可與圖1的顯微鏡系統(tǒng)連用的射束分離器系統(tǒng)的實例。

【具體實施方式】
[0012]現(xiàn)參考描述和附圖詳細地示出公開的裝置、系統(tǒng)和方法的示例性實施方案。描述和附圖并非意欲詳盡的或以另外方式將權利要求限制或限定在附圖中示出和描述中公開的特定實施方案。雖然附圖表示可行的實施方案，但附圖并不一定按比例繪制且某些特征可被放大、移除或部分作截面圖來更好地圖示所述實施方案。
[0013]圖1圖示了具有射束分離系統(tǒng)22的顯微鏡系統(tǒng)10的實例。在實例中，顯微鏡系統(tǒng)10包括物鏡20、分離系統(tǒng)22、一個或多個目鏡24、一個或多個端口 26和圖像系統(tǒng)42。顯微鏡系統(tǒng)10可以是任何合適顯微鏡,例如眼外科手術光學顯微鏡。光學顯微鏡包括一個或多個透鏡，其產生放置在顯微鏡的焦平面中的目標的放大圖像。透鏡可使來自目標(例如從目標發(fā)射或反射)的光聚焦向檢測器(例如眼睛)。透鏡可包括物鏡20，其聚焦來自目標的光且使光束聚焦來產生實像。
[0014]分離系統(tǒng)22可將目標光束分離和/或使目標光束與另一光束組合。參考圖2到圖4更詳細地描述分離系統(tǒng)22的實例。分離系統(tǒng)22可將來自目標的至少一些光發(fā)送到目鏡24、端口 26和/或圖像系統(tǒng)42。目鏡24位于物鏡20的焦點附近使得觀察員觀看目標圖像。端口 26可用來耦接可接收目標光束的器件，例如用于另一觀察員的一個或多個額外目鏡或圖像擷取系統(tǒng)。
[0015]在某些實施方案中，圖像系統(tǒng)42可以是從分離系統(tǒng)22接收光束且由光束產生目標的一個或多個圖像(例如單一圖像或一串圖像)的圖像擷取系統(tǒng)。舉例來說，圖像擷取系統(tǒng)可以是產生目標的視頻圖像的攝影機。在其它實施方案中，圖像系統(tǒng)42可以是將圖像射束中的一個或多個圖像發(fā)送到分離系統(tǒng)22的圖像顯示系統(tǒng)。舉例來說，圖像顯示系統(tǒng)可以是提供通信信息的圖像的發(fā)光二極管(LED)(例如有機LED)系統(tǒng)。分離系統(tǒng)22可使圖像射束與目標光束組合來通過目鏡24顯示信息和目標，例如信息圖像可與目標圖像重疊。信息的實例可包括目標信息(例如患者數(shù)據(jù))、時間信息(例如時間或消逝的時間)和指導信息(例如步驟或下一步驟)。舉實例，指導信息可以是從模擬外科手術步驟的遠程指導員供應的視頻。
[0016]圖2圖示了可與圖1的顯微鏡系統(tǒng)10連用的分離系統(tǒng)22的實例。在實例中，分離系統(tǒng)22包括射束分離器系統(tǒng)32、一個或多個端口 26、透鏡36、聚焦總成39和圖像系統(tǒng)42。射束分離器系統(tǒng)32包括外殼30，其內布置有射束分離器模塊34和光學間隔片35。射束分離器系統(tǒng)32可將光束發(fā)送到端口 26，通過間隔片35到達目鏡24和/或到達圖像系統(tǒng)
42。參考圖3更詳細地描述射束分離器系統(tǒng)32。透鏡36將光束從射束分離器模塊34導引到圖像系統(tǒng)42和/或從圖像系統(tǒng)42導引到射束分離器模塊34。聚焦總成39聚焦來自射束分離器系統(tǒng)32的光束。
[0017]可對分離系統(tǒng)22作出任何合適改變。在某些實施方案中，一個或多個輸出可由一個或多個輸入代替，和/或一個或多個輸入可由一個或多個輸出代替。不同組件(例如不同的輸入/輸出器件和/或射束分離器模塊34)可用以實現(xiàn)這些改變。在其它實施方案中，可使用不同的輸出和/或輸入器件。舉例來說，信道攝影機42可用視頻顯示器代替而在所述信道中建立抬頭顯示?？勺鞒銎渌薷膩韴?zhí)行抬頭顯示，例如用不同類型的棱鏡代替一個棱鏡34以及旋轉其它棱鏡34。
[0018]圖3A和圖3B圖示了可用于射束分離器系統(tǒng)32中的射束分離器模塊34的實例。射束分離器模塊34可包括操作來分離和/或組合光束的一個或多個光學元件。光學元件的實例包括透鏡、反射鏡和棱鏡。在某些實施方案中，射束分離器模塊34可以是包括兩個接合的直角棱鏡的立方體射束分離器。被反射和傳輸?shù)纳涫纱┬型ㄟ^等量玻璃，因此雖然每個分支的光學路徑長度增大，但路徑增加達相同量。射束分離器模塊34可具有任何合適的光譜范圍，例如可見寬波段、IR或UV范圍或窄光譜范圍，其可小于50nm寬，例如520nm到540nm范圍。
[0019]圖3A圖示了射束分離器模塊34，其接收輸入光束48且在分離區(qū)域49處分離接收射束48來產生多個輸出分離射束50、52。在實例中，分離射束50可被稱為傳輸射束，且分離射束52可被稱為反射射束。傳輸和反射射束可組成接收射束48的任何合適比例。舉例來說，傳輸射束可約為50%且反射射束可約為50%，傳輸射束可小于50%且反射射束可大于50%，或傳輸射束可大于50% (例如約70%)且反射射束可小于50% (例如約30%)。
[0020]傳輸射束沿著傳輸射束路徑56 (其可以是與接收射束所使用的大致相同的光學路徑56)穿行，且反射射束沿著反射射束光學路徑58 (其可相對于傳輸射束路徑56成任何合適角度)穿行。舉例來說，所述角度可以是大致90°，小于90°或大于90°。路徑56和58可被認為定義了虛構平面60。
[0021]圖3B圖示了射束分離器模塊34，其接收輸入光束148、152且在組合區(qū)域149處組合射束148、152來產生包括組合射束150的輸出射束。在實例中，射束148可被稱為初級射束，且射束152可被稱為次級射束。初級和次級射束可組成組合射束150的任何合適比例。舉例來說，初級射束可約為50 %且次級射束可約為50 %,或初級射束可小于50 %且次級射束可大于50%，或初級射束可大于50%且次級射束可小于50%。
[0022]初級射束沿著初級射束路徑156(其可以是與組合射束所使用的大致相同的光學路徑156)穿行且次級射束可沿著次級射束路徑158 (其可相對于初級射束路徑156成任何合適角度)穿行。舉例來說，所述角度可以是大致90°，小于90°或大于90°。路徑156和158可被認為定義了虛構平面160。
[0023]關于圖3A和圖3B，在某些實施方案中，兩個或更多個射束分離器模塊34可相互對齊。舉例來說，模塊34可對齊得以滿足以下條件中的一個或多個:(1)平面60處于大致相同平面中；和/或(2) —個模塊34的輸入射束路徑與另一模塊34的輸出射束路徑大致對齊。
[0024]圖4圖示了可用于顯微鏡系統(tǒng)中的射束分離器系統(tǒng)32的實例。在圖示的實例中，射束分離器系統(tǒng)32包括多個射束分離器組37。每個射束分離器組37傳輸光束以容許立體成像。每個射束分離器組37包括第一射束分離器模塊34a和與第一射束分離器模塊34a對齊的第二射束分離器模塊34b。在某些實施方案中，射束分離器組37的一些或全部射束分離器模塊34a至34b全部相互對齊。
[0025]在某些實施方案中，第一射束分離器模塊34a操作來以類似于參考圖3A描述的方式分離射束。第一射束分離器模塊34a接收沿著第一光學路徑56穿行的第一射束48且將第一射束48分離成沿著第一光學路徑56穿行的第一輸出射束50和沿著反射射束路徑導引到第二射束分離器模塊34b的第一分離射束。在某些實施方案中，第一射束分離器模塊34a可從物鏡接收第一射束48和/或可將第一輸出射束50發(fā)送到一個或多個目鏡。
[0026]在某些實施方案中，第二射束分離器模塊34b操作來以類似于參考圖3A描述的方式分離射束。第二射束分離器模塊34b從第一射束分離器模塊34a接收第一分離射束且將第一分離射束分離成大致平行于反射射束路徑58傳輸?shù)牡诙敵錾涫?0和大致垂直于反射射束路徑58和光學路徑56傳輸?shù)牡诙蛛x射束62。第二射束分離器模塊34b可將第二輸出射束60發(fā)送向端口和/或可將第二分離射束62發(fā)送向圖像擷取系統(tǒng)。
[0027]在其它實施方案中，第二射束分離器模塊34b操作來以類似于參考圖3B描述的方式分離射束。第二射束分離器模塊34b從第一射束分離器模塊34a接收第一分離射束且大致平行于反射射束路徑58傳輸?shù)谝环蛛x射束。第二射束分離器模塊34b還接收第二射束64 (例如從圖像顯不系統(tǒng))且將第二射束64傳輸?shù)降谝簧涫蛛x器模塊34a。第一射束分離器模塊34b接收第二射束64且沿著第一光學路徑56傳輸?shù)诙涫?4。
[0028]雖然已經根據(jù)某些實施方案描述本公開，但熟悉本領域的技術人員將顯而易知所述實施方案的修改(例如改變、替代、添加、省略和/或其它修改)。因此，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下可對所述實施方案作出修改。舉例來說，可對本文公開的系統(tǒng)和裝置作出修改。系統(tǒng)和裝置的組件可成整體或分開，且系統(tǒng)和裝置的操作可由更多、更少或其它組件來實施。舉另一實例，可對本文公開的方法作出修改。所述方法可包括更多、更少或其它步驟，且所述步驟可以任何合適次序來實施。
[0029]在不脫離本發(fā)明范圍的情況下可能有其它修改。舉例來說，【具體實施方式】說明了特定實踐應用中的實施方案，熟悉本領域的技術人員將顯而易知另外其它應用。此外，本文討論的【技術領域】中將會有未來發(fā)展技術，且公開的系統(tǒng)、裝置和方法將與這些未來發(fā)展技術連用。
[0030]本發(fā)明的范圍不應參考【具體實施方式】來確定。根據(jù)專利法，【具體實施方式】使用示例性實施方案解釋和說明本發(fā)明的原理和操作模式?！揪唧w實施方式】使熟悉本領域的其它技術人員能夠以各種實施方案且用各種修改方案使用系統(tǒng)、裝置和方法，但不應用來確定本發(fā)明的范圍。
[0031]本發(fā)明的范圍應參考權利要求和權利要求所授權的等效物的總范圍來確定。全部權利要求術語應給出如熟悉本領域的技術人員所了解的最廣泛的合理解釋和其一般意義，除非本文中作出明確相反的指示。舉例來說，使用單數(shù)冠詞(例如“一”、“所述”等)應被理解成敘述指示元件的一個或多個，除非權利要求敘述明確相反的限制。舉另一實例，“每個”是指一組的每個構件或一組的子組中的每個構件，其中一組可包括零個、一個或一個以上的元件?？傊景l(fā)明能夠被修改，且本發(fā)明的范圍不應參考【具體實施方式】，而應參考權利要求和其等效物的全范圍來確定。
【權利要求】
1.一種系統(tǒng)，其包括: 多個射束分離器組，每個射束分離器組包括第一射束分離器模塊和與所述第一射束分離器模塊對齊的第二射束分離器模塊: 所述第一射束分離器模塊被配置成: 接收沿著第一光學路徑穿行的第一射束；以及 將所述第一射束分離成沿著所述第一光學路徑傳輸?shù)牡谝惠敵錾涫脱刂瓷渖涫窂絺鬏數(shù)剿龅诙涫蛛x器模塊的第一分離射束；且所述第二射束分離器模塊被配置成: 接收所述第一分離射束；以及 將所述第一分離射束分離成大體平行于所述反射射束路徑傳輸?shù)牡诙敵錾涫痛篌w垂直于所述反射射束路徑傳輸?shù)牡诙蛛x射束。
2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，所述射束分離器組的所述射束分離器模塊對齊。
3.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，所述第一射束分離器模塊被配置成從物鏡接收所述第一射束。
4.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，所述第一射束分離器模塊被配置成將所述第一輸出射束發(fā)送到一個或多個目鏡。
5.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，所述第二射束分離器模塊被配置成將所述第二輸出射束發(fā)送到端口。
6.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，所述第二射束分離器模塊被配置成將所述第二分離射束發(fā)送到圖像擷取系統(tǒng)。
7.一種方法，其包括: 在多個射束分離器組處接收多個光束，每個射束分離器組包括第一射束分離器模塊和與所述第一射束分離器模塊對齊的第二射束分離器模塊； 在所述第一射束分離器模塊處接收沿著第一光學路徑穿行的第一射束； 由所述第一射束分離器模塊將所述第一射束分離成沿著所述第一光學路徑傳輸?shù)牡谝惠敵錾涫脱刂瓷渖涫窂絺鬏數(shù)剿龅诙涫蛛x器模塊的第一分離射束； 在所述第二射束分離器模塊處接收所述第一分離射束；和 由所述第二射束分離器模塊將所述第一分離射束分離成大體平行于所述反射射束路徑傳輸?shù)牡诙敵錾涫痛篌w垂直于所述反射射束路徑傳輸?shù)牡诙蛛x射束。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其還包括: 在所述第一射束分離器模塊處從物鏡接收所述第一射束。
9.根據(jù)權利要求7所述的方法，其還包括: 由所述第一射束分離器模塊將所述第一輸出射束發(fā)送到一個或多個目鏡。
10.根據(jù)權利要求7所述的方法，其還包括: 由所述第二射束分離器模塊將所述第二輸出射束發(fā)送到端口。
11.根據(jù)權利要求7所述的方法，其還包括: 由所述第二射束分離器模塊將所述第二分離射束發(fā)送到圖像擷取系統(tǒng)。
12.—種系統(tǒng),其包括: 多個射束分離器組，每個射束分離器組包括第一射束分離器模塊和與所述第一射束分離器模塊對齊的第二射束分離器模塊: 所述第一射束分離器模塊被配置成: 接收沿著第一光學路徑穿行的第一射束；以及 將所述第一射束分離成沿著所述第一光學路徑傳輸?shù)牡谝惠敵錾涫脱刂瓷渖涫窂絺鬏數(shù)剿龅诙涫蛛x器模塊的第一分離射束； 所述第二射束分離器模塊被配置成: 接收所述第一分離射束且大體平行于所述反射射束路線傳輸所述第一分離射束；以及 接收第二射束且將所述第二射束傳輸?shù)剿龅谝簧涫蛛x器模塊；且 所述第一射束分離器模塊還被配置成: 接收所述第二射束且沿著所述第一光學路徑傳輸所述第二射束。
13.根據(jù)權利要求12所述的系統(tǒng)，所述射束分離器組的所述射束分離器模塊對齊。
14.根據(jù)權利要求12所述的系統(tǒng)，所述第一射束分離器模塊被配置成從物鏡接收所述第一射束。
15.根據(jù)權利要求12所述的系統(tǒng)，所述第一射束分離器模塊被配置成將所述第一輸出射束發(fā)送到一個或多個目鏡。
16.根據(jù)權利要求12所述的系統(tǒng)，所述第二射束分離器模塊被配置成將所述第一分離射束發(fā)送到端口。
17.根據(jù)權利要求12所述的系統(tǒng)，所述第二射束分離器模塊被配置成從圖像顯示系統(tǒng)接收所述第二射束。
18.—種方法,其包括: 在多個射束分離器組處接收多個光束，每個射束分離器組包括第一射束分離器模塊和與所述第一射束分離器模塊對齊的第二射束分離器模塊； 在所述第一射束分離器模塊處接收沿著第一光學路徑穿行的第一射束； 由所述第一射束分離器模塊將所述第一射束分離成沿著所述第一光學路徑傳輸?shù)牡谝惠敵錾涫脱刂瓷渖涫窂絺鬏數(shù)剿龅诙涫蛛x器模塊的第一分離射束； 由所述第二射束分離器模塊大體平行于所述反射射束路線傳輸所述第一分離射束； 由所述第二射束分離器模塊將第二射束傳輸?shù)剿龅谝簧涫蛛x器模塊；和 由所述第一射束分離器模塊沿著所述第一光學路徑傳輸所述第二射束。
19.根據(jù)權利要求18所述的方法，其還包括: 在所述第一射束分離器模塊處從物鏡接收所述第一射束。
20.根據(jù)權利要求18所述的方法，其還包括: 由所述第一射束分離器模塊將所述第一輸出射束發(fā)送到一個或多個目鏡。
21.根據(jù)權利要求18所述的方法，其還包括: 由所述第二射束分離器模塊將所述第一分離射束發(fā)送到端口。
22.根據(jù)權利要求18所述的方法，其還包括: 在所述第二射束分離器模塊處從圖像顯示系統(tǒng)接收所述第二射束。
【文檔編號】G02B27/10GK104136959SQ201380009010
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2013年4月15日 優(yōu)先權日:2012年4月17日
【發(fā)明者】J·M·巴爾特, R·T·赫利特, S·M·弗蘭克 申請人:茵德爾醫(yī)療有限公司