一种手术显微镜照明变焦调节系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种手术显微镜照明变焦调节系统及方法，属于医疗器械领域，该智能照明变焦控制系统设计用于外科手术显微镜中，实现照明装置焦距自动跟随显微镜放大倍率改变而改变的联动控制。手术显微镜照明变焦调节系统连接在手术显微镜上，手术显微镜包括照明装置和变倍装置，照明装置的理想焦距值与变倍装置的各倍率具有确定的曲线关系，手术显微镜变焦调节系统包括感应装置和控制装置，通过感应装置反馈的变倍装置的当前位置确定其当前倍率，并根据曲线关系确定照明装置于当前倍率下的理想焦距值，驱动照明装置运动直至感应装置反馈照明装置的当前位置与当前倍率下的理想焦距值相对应。本发明专利技术结构简单，成本低，提高了手术过程的工作效率。

An operating microscope lighting zoom regulation system and method

The invention discloses a surgical microscope lighting zoom adjustment system and method, belonging to the field of medical devices, the intelligent lighting control system design for a surgical zoom microscope, linkage lighting device automatically follow the magnification of microscope focal length change control. Surgical microscope lighting zoom adjustment system is connected to the operation microscope, surgical microscope zoom device comprises a lighting device and lighting device, ideal focal length value of each device has a zoom magnification and curve to determine the surgical microscope zoom adjusting system comprises a sensing device and a control device, the zoom device feedback current sensing device determine the position of its current rate, and according to the curve to determine the focal length of the ideal lighting device in the current ratio of the focal length value, ideal current position driven motion sensing device until the lighting device lighting device and current feedback rate corresponding to the value of. The invention has the advantages of simple structure and low cost, and improves the working efficiency of the operation process.

【技术实现步骤摘要】
一种手术显微镜照明变焦调节系统及方法
本专利技术属于医疗器械领域，具体地说，是涉及一种手术显微镜中的照明变焦控制系统，具体涉及一种照明装置焦距与显微镜放大倍率实时联动实现照明装置变焦控制的自动控制系统及变焦调节方法。
技术介绍
目前，我国使用的高端手术显微镜长期依赖进口，《国家十二五科技发展规划》明确将医疗器械和先进医疗设备作为大力发展的对象。因此，为解决我国高端手术显微镜长期依赖进口的问题，提高医疗技术，降低医疗成本，开发具有自主知识产权的高端手术显微镜是十分必要的。随着电子信息技术和自动化技术的发展，对手术显微镜电控系统的智能化提出了更高的要求。目前，国内有关手术显微镜技术的报道大部分集中在光学系统、机械结构方面，在智能控制方面涉及的较少，从一定程度上表明了本专利技术的必要性。现有手术显微镜系统使用时，在调节放大倍率时需要手动对照明装置焦距进行调整，给医务者造成了一定的麻烦。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种手术显微镜照明变焦调节系统及方法，该智能照明变焦控制系统设计用于外科手术显微镜中，实现照明装置焦距自动跟随显微镜放大倍率改变而改变的联动控制。为了解决本专利技术的技术问题，本专利技术的技术方案是，一种手术显微镜照明变焦调节系统，连接在一手术显微镜上，所述手术显微镜包括照明装置和变倍装置，其中，所述照明装置(光学系统)的理想焦距值与所述变倍装置的各倍率具有确定的曲线关系，所述手术显微镜变焦调节系统包括：感应装置，分别与所述变倍装置和所述照明装置相连接，用以感测所述变倍装置以及所述照明装置的当前位置；以及控制装置，与所述照明装置和所述感应装置相连接，通过所述感应装置反馈的所述变倍装置的当前位置确定所述变倍装置的当前倍率，并根据所述曲线关系确定所述照明装置于当前倍率下的理想焦距值，根据该理想焦距值所述控制装置驱动所述照明装置移动，直至所述感应装置反馈所述照明装置移动至与所述理想焦距值相对应的位置。上述的手术显微镜照明变焦调节系统，其中，所述感应装置包括第一传感器和第二传感器，所述第一传感器感测所述变倍装置的当前位置，所述第二传感器感测所述照明装置的当前位置。上述的手术显微镜照明变焦调节系统，其中，所述控制装置包括控制器和执行器，所述控制器分别与所述第一传感器、所述第二传感器和所述执行器电连接，所述执行器与所述照明装置相连接；控制器控制执行器驱动照明装置运动，直至第二传感器反馈照明装置的移动至与当前倍率下的理想焦距值相对应的位置。上述的手术显微镜照明变焦调节系统，其中，所述变倍装置为鼓轮定倍率变倍装置，所述鼓轮定倍率变倍装置包括鼓轮，所述第一传感器与所述鼓轮同轴连接，第一传感器感应鼓轮定倍率变倍装置的鼓轮转动的角度信息。上述的手术显微镜照明变焦调节系统，其中，所述第一传感器为单圈电位器。上述的手术显微镜照明变焦调节系统，其中，所述照明装置包括变焦凸轮，所述执行器包括执行电机，所述执行电机与所述变焦凸轮相连接，所述第二传感器与所述执行电机相连接。上述的手术显微镜照明变焦调节系统，其中，所述第二传感器为多圈电位器。上述的手术显微镜照明变焦调节系统，其中，所述控制器为自带A/D转换的单片机。本专利技术的手术显微镜照明变焦调节方法，用于实现照明装置与变倍装置的联动控制，手术显微镜的照明装置的理想焦距值与变倍装置的各倍率具有确定的曲线关系，包括如下步骤：S100，设置一感应装置和一控制装置；S200，感应装置感应变倍装置的当前位置并传递给控制装置；S300，控制装置通过变倍装置的当前位置确定变倍装置的当前倍率，进而根据照明装置的理想焦距值与所述变倍装置的各倍率的曲线关系的曲线关系确定照明装置于当前倍率下的理想焦距值；S400，感应装置感应照明装置的当前位置并传递给控制装置，控制装置控制照明装置移动，直至感应装置反馈照明装置移动至与当前倍率下的理想焦距值相对应的位置。上述的手术显微镜照明变焦调节方法，其中，所述步骤S100还包括如下步骤：将感应装置设置为感应变倍装置当前位置的第一传感器和感应照明装置的当前位置的第二传感器。上述的手术显微镜照明变焦调节方法，其中，变倍装置设置为鼓轮定倍率变倍装置，所述步骤S200还包括如下步骤：第一传感器感应鼓轮定倍率变倍装置的鼓轮转动的角度信息。上述的手术显微镜照明变焦调节方法，其中，所述步骤S100中将控制装置设置为控制器和执行器，执行器设置有执行电机；所述步骤S300还包括如下步骤，控制器根据变倍装置的当前位置确定当前倍率，进而根据曲线关系确定照明装置于当前倍率下的理想焦距值；所述步骤S400还包括如下步骤：控制器控制执行器驱动照明装置运动，直至第二传感器反馈照明装置的移动至与当前倍率下的理想焦距值相对应的位置。上述的手术显微镜照明变焦调节方法，其中，照明装置设置有变焦凸轮，所述步骤S400还包括如下步骤：控制器通过控制执行电机驱动变焦凸轮运动，第二传感器通过感测执行电机的当前位置感测变焦凸轮的当前位置信息。上述的手术显微镜照明变焦调节方法，其中，所述步骤S400还包括如下步骤：第二传感器感测变焦凸轮的当前位置并传递给控制器后，控制器判断感测的变焦凸轮的当前位置是否与当前倍率下的理想焦距值相对应，若对应，返回至步骤S200，若不对应，控制器控制执行电机带动变焦凸轮步进动作，然后重复进行步骤S400。上述的手术显微镜照明变焦调节方法，其中，所述步骤S300还包括如下步骤：控制器计算出与该理想焦距值相对应的第二传感器的绝对位置lx；所述步骤S400还包括如下步骤：控制器读取第二传感器的绝对位置l，当l>lx时，控制器控制执行电机反向旋转，当l<lx时，控制器控制执行电机正向旋转。与传统手术显微镜中照明调节方式相比，在控制装置控制下，照明装置焦距自动根据显微镜的放大系统的放大倍率变化进行调整，提高了显微镜电控系统的实时性及自动化、智能化水平。且本系统结构简单、成本低。以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。附图说明图1为本专利技术的手术显微镜照明变焦调节系统的结构图；图2为本专利技术的手术显微镜照明光学系统焦距与显微镜放大倍率关系曲线；图3为本专利技术的手术显微镜照明变焦调节系统的硬件设计原理框图；图4为本专利技术的手术显微镜照明变焦调节系统的感应装置的传感器电路图；图5为本专利技术的手术显微镜照明变焦调节系统的控制装置的执行电机驱动电路图；图6为本专利技术的手术显微镜照明变焦调节方法的步骤图。其中，附图标记100手术显微镜照明变焦调节系统110感应装置111第一传感器112第二传感器120控制装置121控制器122执行器200变倍装置300照明装置具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本专利技术的目的、方案及功效，但并非作为本专利技术所附权利要求保护范围的限制。参阅图1，本专利技术的手术显微镜包括手术显微镜照明变焦调节系统100、变倍装置200和照明装置300，手术显微镜照明变焦调节系统100连接在变倍装置200和照明装置300之间。照明装置包括照明光学系统，照明装置的理想焦距值即为照明光学系统焦距值。照明装置300的不同的倍率下具有不同的理想焦距值，所谓的理想焦距值是指对应该倍率下最佳的照明术面位置。前提条件是：照明装置300本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手术显微镜照明变焦调节系统，连接在一手术显微镜上，所述手术显微镜包括照明装置和变倍装置，其特征在于，所述照明装置的理想焦距值与所述变倍装置的各倍率具有确定的曲线关系，所述手术显微镜变焦调节系统包括：感应装置，分别与所述变倍装置和所述照明装置相连接，用以感测所述变倍装置以及所述照明装置的当前位置；以及控制装置，与所述照明装置和所述感应装置相连接，通过所述感应装置反馈的所述变倍装置的当前位置确定所述变倍装置的当前倍率，并根据所述曲线关系确定所述照明装置于当前倍率下的理想焦距值，根据该理想焦距值所述控制装置驱动所述照明装置移动，直至所述感应装置反馈所述照明装置移动至与当前倍率下的理想焦距值相对应的位置。

【技术特征摘要】
1.一种手术显微镜照明变焦调节系统，连接在一手术显微镜上，所述手术显微镜包括照明装置和变倍装置，其特征在于，所述照明装置的理想焦距值与所述变倍装置的各倍率具有确定的曲线关系，所述手术显微镜变焦调节系统包括：感应装置，分别与所述变倍装置和所述照明装置相连接，用以感测所述变倍装置以及所述照明装置的当前位置；以及控制装置，与所述照明装置和所述感应装置相连接，通过所述感应装置反馈的所述变倍装置的当前位置确定所述变倍装置的当前倍率，并根据所述曲线关系确定所述照明装置于当前倍率下的理想焦距值，根据该理想焦距值所述控制装置驱动所述照明装置移动，直至所述感应装置反馈所述照明装置移动至与当前倍率下的理想焦距值相对应的位置。2.根据权利要求1所述的手术显微镜照明变焦调节系统，其特征在于，所述感应装置包括第一传感器和第二传感器，所述第一传感器感测所述变倍装置的当前位置，所述第二传感器感测所述照明装置的当前位置。3.根据权利要求2所述的手术显微镜照明变焦调节系统，其特征在于，所述控制装置包括控制器和执行器，所述控制器分别与所述第一传感器、所述第二传感器和所述执行器电连接，所述执行器与所述照明装置相连接；控制器控制执行器驱动照明装置运动，直至第二传感器反馈照明装置的移动至与当前倍率下的理想焦距值相对应的位置。4.根据权利要求2或3所述的手术显微镜照明变焦调节系统，其特征在于，所述变倍装置为鼓轮定倍率变倍装置，所述鼓轮定倍率变倍装置包括鼓轮，所述第一传感器与所述鼓轮同轴连接，第一传感器感应鼓轮定倍率变倍装置的鼓轮转动的角度信息。5.根据权利要求3所述的手术显微镜照明变焦调节系统，其特征在于，所述照明装置包括变焦凸轮；照明装置通过改变变焦凸轮的位置以改变照明装置的焦距值，所述执行器包括执行电机，所述执行电机与所述变焦凸轮相连接，所述第二传感器与所述执行电机相连接；控制器通过控制执行电机驱动照明装置的变焦凸轮运动。6.根据权利要求2、3或5所述的手术显微镜照明变焦调节系统，其特征在于，所述第一传感器为单圈电位器，或/和第二传感器为多圈电位器。7.一种手术显微镜照明变焦调节方法，其特征在于，该方法用于实现照明装置与变倍装置的联动控制，手术显微镜的照明装置的理想焦距值与变倍装置的各倍率具有确定的曲线关系，包括如下步骤：S100，设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈立晶，曹守秀，穆郁，徐大维，李景，孟军合，
申请(专利权)人：天津津航技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：天津,12