一种新型显微成像系统技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种新型显微成像系统，所述系统包括成像镜头、高速相机、控制模块以及高频显示器，成像镜头包括两组玻璃透镜组以及设置在两组玻璃透镜组之间的液体透镜，利用液体透镜快速改变曲率半径的优势，实现成像镜头焦距不变的情况下的工作距快速改变，同时采用高速相机进行图像采集，通过控制实现液体透镜变焦和高速相机采集同频，进而实现对手术显微镜物方的层切成像，再通过高频显示器输出，利用人眼的视觉暂留合成图像，从而实现高分辨、大景深输出，此外，本成像镜头可以快速对焦，因此可以通过控制快速实现屈光度的调节，相比于现在市场上的方案，本技术操作更简单、结构更轻巧、效率更快。效率更快。效率更快。

【技术实现步骤摘要】
一种新型显微成像系统


[0001]本专利技术实施例涉及手术显微镜
，具体涉及一种新型显微成像系统。

技术介绍

[0002]手术显微镜的使用，不但使医生能够看清手术部位的精细结构，还可以进行凭肉眼无法完成的各种显微手术，大大拓展了手术治疗范围，提高了手术精密度和病人治愈率。目前，手术显微镜已成为一种常规的医疗设备。随着医疗技术的不断发展，对手术的要求也越来越高，更加注重数字成像，数字成像不仅方便多人观看，同时可以保存手术过程的视频录像，方便对以往的病例进行调阅和归档。
[0003]手术显微镜自专利技术以来，经历了一个世纪的发展，技术已经非常成熟，然而由于光学技术自身的限制，高分辨与大景深不可兼顾，对于耳鼻喉手术，景深小的问题尤其明显，由于耳蜗深，使得医生看清的区域非常小，视野的局限性给医生造成了很大的困惑，很多医生都对手术显微镜增大景深提出了迫切的需求。针对这种需求，市场上也给出了较强的回应，代表性地是徕卡的显微镜采用不同F数的双光路，利用左右眼看到不同的图像，一边高分辨、低景深，一边高景深、低分辨，利用人眼自动合成高分辨、大景深图像，这种方法针对不同医生取得的效果不一样，只能满足部分医生的需求。另一种市场上最常见、也最便宜的方式是在手术显微镜的观察系统中的连续变倍体与目镜之间加光阑，通过降低系统的分辨率，获得大的景深，这种技术比较实用，但是实际上是以牺牲分辨率为代价。
[0004]手术显微镜在使用过程中，医生经常碰到另外一个问题，就是目视系统和摄像系统不齐焦，即目视清晰，摄像头不清晰，导致这个问题的主要因素是不同医生的屈光度不一样，带屈光度的目镜本身与屈光度为0的录播系统物面不一致，为了解决这个问题，很多医用摄像公司在其摄像头添加了调焦结构，通过改变摄像头的屈光度去匹配目视系统的屈光度，导致的问题是摄像系统的结构将变大并且更笨重，也增加了医生使用的复杂度。

技术实现思路

[0005]为此，本专利技术实施例提供一种新型显微成像系统，以解决现有手术显微镜存在的无法兼顾高分辨与大景深，摄像系统结构复杂且笨重，使用不便的问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：一种新型显微成像系统，所述系统包括成像镜头、高速相机、控制模块以及高频显示器，所述成像镜头、高速相机以及高频显示器均连接至所述控制模块；
[0007]所述成像镜头包括两组玻璃透镜组以及设置在两组玻璃透镜组之间的液体透镜，所述成像镜头用于通过液体透镜改变自身曲率半径进行变焦实现不同物距图像的成像，且在液体透镜变焦过程中，成像镜头的系统焦距不变；
[0008]所述高速相机用于经成像镜头成像后完成图像的拍摄采集，且所述液体透镜的变焦频率与高速相机的图像采集频率一致；
[0009]所述控制模块用于控制成像镜头的变焦和高速相机的图像采集，并将采集到的图
像在高频显示器上输出显示，所述高频显示器的图像刷新频率为高速相机图像采集频率的整数倍；
[0010]所述高频显示器用于对采集的图像进行输出显示，并通过人眼的视觉暂留对多张相同放大倍数的图像进行自动融合获得大景深高分辨率的实时图像。
[0011]进一步地，所述玻璃透镜组分为前组透镜和后组透镜，且
[0012]0.7≤f1/f0≤0.95
[0013]0.35≤f2/f0≤0.5
[0014]其中f0为成像镜头的系统焦距，f1为前组透镜焦距，f2为后组透镜焦距。
[0015]进一步地，所述液体透镜的前表面和后表面的有效口径与成像镜头的入瞳直径比值满足以下条件：
[0016]0.625≤D1/D0≤2
[0017]0.625≤D2/D0≤2
[0018]其中D0为成像镜头入瞳直径，D1为液体透镜前表面有效口径，D2为液体透镜后表面有效口径。
[0019]进一步地，所述成像镜头的系统总长满足以下条件：
[0020]l≤0.94f0[0021]其中l为系统总长，系统总长为前组透镜第一片镜片的前表面至成像镜头像面的距离。
[0022]进一步地，所述前组透镜与液体透镜之间设置有孔径光阑，所述孔径光阑与液体透镜的距离≤4mm，且≥0mm。
[0023]进一步地，所述液体透镜包括两种不同介质，通过改变介质中间表面的曲率半径实现变焦。
[0024]进一步地，所述前组透镜包括凸透镜和弯月透镜，所述后组透镜包括双凹透镜和双凸透镜。
[0025]进一步地，所述新型显微成像系统结合有包括的第一显微成像系统，且所述新型显微系统的前焦点与所述第一显微成像系统的后焦点重合。
[0026]进一步地，所述第一显微成像系统包括手术显微镜、体式显微镜、硬镜内窥镜、工业变倍镜头等。
[0027]本专利技术实施例具有如下优点：
[0028]本专利技术实施例提出的一种新型显微成像系统，所述系统包括成像镜头、高速相机、控制模块以及高频显示器，成像镜头包括两组玻璃透镜组以及设置在两组玻璃透镜组之间的液体透镜，利用液体透镜快速改变曲率半径的优势，实现成像镜头焦距不变的情况下的工作距快速改变，同时采用高速相机进行图像采集，通过控制实现液体透镜变焦和高速相机采集同频，进而实现对手术显微镜物方的层切成像，再通过高频显示器输出，利用人眼的视觉暂留合成图像，从而实现高分辨、大景深输出，此外，本成像镜头可以快速对焦，因此可以通过控制快速实现屈光度的调节，相比于现在市场上的方案，本技术操作更简单、结构更轻巧、效率更快。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
[0030]图1为本专利技术实施例1提供的一种新型显微成像系统的结构示意图；
[0031]图2为本专利技术实施例1提供的一种新型显微成像系统中成像镜头的结构示意图。
[0032]图中：新型显微成像系统100、成像镜头110、高速相机120、控制模块130、高频显示器140、前组透镜111、孔径光阑112、液体透镜113、后组透镜114、液体透镜前/后保护玻璃1131；介质一1132；介质二1133；液体透镜前/后机械参考面1134、凸透镜1111、弯月透镜1112、双凹透镜1141、双凸透镜1142、手术显微镜系统200、物面210、手术显微镜大物镜220、连续变倍系统230。
具体实施方式
[0033]以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]实施例1
[0035]如图1所示，本实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型显微成像系统，其特征在于，所述系统包括成像镜头、高速相机、控制模块以及高频显示器，所述成像镜头、高速相机以及高频显示器均连接至所述控制模块；所述成像镜头包括两组玻璃透镜组以及设置在两组玻璃透镜组之间的液体透镜，所述成像镜头用于通过液体透镜改变自身曲率半径进行变焦实现不同物距图像的成像，且在液体透镜变焦过程中，成像镜头的系统焦距不变；所述高速相机用于经成像镜头成像后完成图像的拍摄采集，且所述液体透镜的变焦频率与高速相机的图像采集频率一致；所述控制模块用于控制成像镜头的变焦和高速相机的图像采集，并将采集到的图像在高频显示器上输出显示，所述高频显示器的图像刷新频率为高速相机图像采集频率的整数倍；所述高频显示器用于对采集的图像进行输出显示，并通过人眼的视觉暂留对多张相同放大倍数的图像进行自动融合获得大景深高分辨率的实时图像。2.根据权利要求1所述的一种新型显微成像系统，其特征在于，所述玻璃透镜组分为前组透镜和后组透镜，且0.7≤f1/f0≤0.950.35≤f2/f0≤0.5其中f0为成像镜头的系统焦距，f1为前组透镜焦距，f2为后组透镜焦距。3.根据权利要求1所述的一种新型显微成像系统，其特征在于，所述液体透镜的前表面和后表面的有效口径与成像镜头的入...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖家胜，邵航，唐洁，
申请(专利权)人：浙江未来技术研究院嘉兴，
类型：发明
国别省市：