CN108508569A - 棱镜固定装置及其分光成像系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种棱镜固定装置及其分光成像系统。该棱镜固定装置包括：棱镜底座、限位挡片和弹性固定装置；棱镜底座设有用于放置棱镜的凸台；凸台的相对两侧均设有限位挡片，用于固定棱镜；弹性固定装置与凸台的另两侧固定，用于夹持棱镜，可以利于棱镜镜片的拆卸，避免棱镜镜片损伤。

Description

棱镜固定装置及其分光成像系统
技术领域
本发明涉及光学仪器领域，具体地，涉及一种棱镜固定装置及其分光成像系统。
背景技术
立方体分光棱镜的作用是将一束光分成两束光，广泛的应用在光机系统中，目前光机设计中相关棱镜固定方式普遍是通过机械刚性固定，或是粘胶固定，粘贴固定方式的缺点是不利于棱镜镜片的拆卸，粘贴也不能达到高精度的定位要求。机械刚性固定方式棱镜会承受比较大的应力，特别是振动或是跌落时承受的应力更大，会造成棱镜镜片的损伤。
发明内容
本发明实施例的主要目的在于提供一种棱镜固定装置及其分光成像系统，以利于棱镜镜片的拆卸、实现棱镜的精确定位，避免棱镜镜片损伤。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种棱镜固定装置，包括：棱镜底座、限位挡片和弹性固定装置；
棱镜底座设有用于放置棱镜的凸台；
凸台的相对两侧均设有限位挡片，用于固定棱镜；
弹性固定装置与凸台的另两侧固定，用于夹持棱镜。
本发明实施例的棱镜固定装置包括：棱镜底座、限位挡片和弹性固定装置。棱镜底座设有用于放置棱镜的凸台，凸台的相对两侧均设有限位挡片，用于固定棱镜；弹性固定装置与凸台的另两侧固定，用于夹持棱镜，可以利于棱镜镜片的拆卸、实现棱镜的精确定位，避免棱镜镜片损伤。
本发明实施例还提供一种基于棱镜固定装置的分光成像系统，包括：
成像装置，用于根据入射光线生成像；
与成像装置连接的分光棱镜，用于对像进行分光，生成反射像和折射像；
如上所述的棱镜固定装置，用于固定分光棱镜；
与分光棱镜连接的可见光滤光片，用于对反射像进行滤光，生成可见光像；
与分光棱镜连接的荧光滤光片，用于对折射像进行滤光，生成荧光像；
与可见光滤光片连接的可见光相机，用于根据可见光像生成可见光分子影像；
与荧光滤光片连接的荧光相机，用于根据荧光像生成荧光分子影像。
本发明实施例的基于棱镜固定装置的分光成像系统包括成像装置，用于根据入射光线生成像；与成像装置连接的分光棱镜，用于对像进行分光，生成反射像和折射像；如上所述的棱镜固定装置，用于固定分光棱镜；与分光棱镜连接的可见光滤光片，用于对反射像进行滤光，生成可见光像；与分光棱镜连接的荧光滤光片，用于对折射像进行滤光，生成荧光像；与可见光滤光片连接的可见光相机，用于根据可见光像生成可见光分子影像；与荧光滤光片连接的荧光相机，用于根据荧光像生成荧光分子影像，可以利于棱镜镜片的拆卸、实现棱镜的精确定位以对光线精准分光。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的棱镜固定装置固定棱镜的示意图；
图2A是本发明实施例的棱镜固定装置固定棱镜的正视图；
图2B是本发明实施例的棱镜固定装置固定棱镜的左视图；
图2C是本发明实施例的棱镜固定装置固定棱镜的俯视图；
图3A是本发明另一实施例的棱镜固定装置固定棱镜的固定过程图；
图3B是本发明另一实施例的棱镜固定装置固定棱镜的沿着A-A剖面线的剖视图；
图4是本发明实施例的基于棱镜固定装置的分光成像系统的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
鉴于现有技术不利于镜片的拆卸，不能达到高精度的定位要求，易造成镜片损伤，本发明实施例提供一种棱镜固定装置，可以利于棱镜镜片的拆卸、实现棱镜的精确定位，避免棱镜镜片损伤。
图1是本发明实施例的棱镜固定装置固定棱镜的示意图。图2A是本发明实施例的棱镜固定装置固定棱镜的正视图。图2B是本发明实施例的棱镜固定装置固定棱镜的左视图。图2C是本发明实施例的棱镜固定装置固定棱镜的俯视图。如图1、图2A、图2B和图2C所示，棱镜固定装置包括：棱镜底座1、限位挡片6和弹性固定装置2。棱镜底座1设有用于放置棱镜3的凸台7。凸台7的相对两侧均设有限位挡片6，用于固定棱镜3。弹性固定装置2与凸台7的另两侧固定，用于夹持棱镜3。本实施例中，凸台7较佳位于棱镜底座1的中心，且与棱镜3的对应镜面大小一致。可以通过控制凸台7的高度、弹性固定装置2的长度和棱镜底座1与棱镜3接触面的表面粗糙度实现棱镜的精准定位。其中，凸台7的高度与棱镜3的高度较佳的比值范围为0.15～0.35，弹性固定装置2的长度与棱镜3的高度较佳的比值范围为0.43～0.53，表面粗糙度较佳的取值范围为Ra0.8～Ra1.6。
图3A是本发明另一实施例的棱镜固定装置固定棱镜的固定过程图。如图3A所示，除了前一实施例中的棱镜底座1、弹性固定装置2，棱镜固定装置还包括立方笼体4，在立方笼体4的一个面上设有开口，通过开口将棱镜3放入立方笼体4内。具体实施时，技术人员将棱镜3、棱镜底座1、限位挡片6和弹性固定装置2组装完成之后放入立方笼体4内，可以根据棱镜3的体积选择立方笼体4的尺寸。
其中，在与立方笼体4的开口相对的一面、以及与开口相邻的四个面中的两个相对面上均设有供光线进出的孔洞8。或者，在与开口相邻的三个面上均设有供光线进出的孔洞8。或者，除开口所在面的剩余面上均设有供光线进出的孔洞8。
一实施例中，立方笼体4还包括：棱镜支撑面9以及设置于棱镜支撑面9上的弹性胶垫5。棱镜支撑面9用于支撑棱镜3，位于立方笼体4的底面(图3A中)与棱镜3之间，亦即棱镜支撑面9的上表面不高于孔洞8的最低点。弹性胶垫5用于防止棱镜损坏，避免棱镜3在装配、使用和运输过程中因振动产生棱镜分光角度偏移问题。当与立方笼体4的开口相对的一面设有孔洞8时，棱镜支撑面9和弹性胶垫5上均设有与该孔洞8的位置、大小对应的开孔，用于供光线进出立方笼体4。其中，棱镜底座1装上棱镜3后的总高度要小于立方笼体4的高度，为弹性胶垫5留有一定的空间。
如图3A所示，棱镜底座1还设有多个螺丝固定孔。棱镜底座1通过螺丝和螺丝固定孔与立方笼体4固定。
图3B是本发明另一实施例的棱镜固定装置固定棱镜的沿着A-A剖面线的剖视图。如图1及图3B所示，立方笼体4的棱镜支撑面9与棱镜之间设置有弹性胶垫5，过盈量为0.2mm，过盈量可以根据胶垫的材质不同设计不同值。棱镜底座凸台7的四个方向有限位面17，通过四个限位面17与立方笼体4的内侧四个面的精密配合，可以实现棱镜固定装置的整体精确定位。
一实施例中，弹性固定装置2为弹簧片，较佳在凸台3的另两侧的每一侧上均并排设有两个弹簧片，但不限于此。弹簧片的弹性力可以根据力学分析来设计确定。对应地，凸台的另两侧均设有弹簧片固定孔，弹簧片通过螺丝和弹簧片固定孔与凸台的另两侧固定。弹簧片凸起的一端夹持棱镜3，另一端与凸台7固定。
综上，本发明实施例的棱镜固定装置包括：棱镜底座、限位挡片和弹性固定装置。棱镜底座设有用于放置棱镜的凸台，凸台的相对两侧均设有限位挡片，用于固定棱镜；弹性固定装置与凸台的另两侧固定，用于夹持棱镜，可以利于棱镜镜片的拆卸、实现棱镜的精确定位，避免棱镜镜片损伤。
图4是本发明实施例的基于棱镜固定装置的分光成像系统的示意图。如图4所示，基于棱镜固定装置的分光成像系统包括：成像装置11，用于根据入射光线生成像；与成像装置11连接的分光棱镜3，用于对像进行分光，生成反射像和折射像；如上所述的棱镜固定装置12，用于固定分光棱镜3；与分光棱镜3连接的可见光滤光片13，用于对反射像进行滤光，生成可见光像；与分光棱镜3连接的荧光滤光片14，用于对折射像进行滤光，生成荧光像；与可见光滤光片13连接的可见光相机15，用于根据可见光像生成可见光分子影像；与荧光滤光片14连接的荧光相机16，用于根据荧光像生成荧光分子影像。
由图4可以看出，在棱镜3的三个方向分别有成像装置11(镜头)、可见光相机15和荧光(近红外)相机16。棱镜3将成像装置11生成的像进行90°分光，生成的反射像经过可见光滤光片13滤光后射向可见光相机15，生成的折射像经过荧光滤光片14滤光后射向荧光相机16。
本发明实施例的基于棱镜固定装置的分光成像系统包括成像装置，用于根据入射光线生成像；与成像装置连接的分光棱镜，用于对像进行分光，生成反射像和折射像；如上所述的棱镜固定装置，用于固定分光棱镜；与分光棱镜连接的可见光滤光片，用于对反射像进行滤光，生成可见光像；与分光棱镜连接的荧光滤光片，用于对折射像进行滤光，生成荧光像；与可见光滤光片连接的可见光相机，用于根据可见光像生成可见光分子影像；与荧光滤光片连接的荧光相机，用于根据荧光像生成荧光分子影像，可以利于棱镜镜片的拆卸、实现棱镜的精确定位，进一步实现对光线的精准分光。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种棱镜固定装置，其特征在于，包括：棱镜底座、限位挡片和弹性固定装置；
所述棱镜底座设有用于放置棱镜的凸台；
所述凸台的相对两侧均设有限位挡片，用于固定所述棱镜；
所述弹性固定装置与所述凸台的另两侧固定，用于夹持所述棱镜。
2.根据权利要求1所述的棱镜固定装置，其特征在于，还包括：
立方笼体，在所述立方笼体的一个面上设有开口，通过所述开口将所述棱镜放入所述立方笼体内；在与所述开口相对的一面、以及与所述开口相邻的四个面中的两个相对面上均设有供光线进出的孔洞。
3.根据权利要求1所述的棱镜固定装置，其特征在于，还包括：
立方笼体，在所述立方笼体的一个面上设有开口，通过所述开口将所述棱镜放入所述立方笼体内；在与所述开口相邻的三个面上均设有供光线进出的孔洞。
4.根据权利要求1所述的棱镜固定装置，其特征在于，还包括：
立方笼体，在所述立方笼体的一个面上设有开口，通过所述开口将所述棱镜放入所述立方笼体内；除所述开口所在面的剩余面上均设有供光线进出的孔洞。
5.根据权利要求2所述的棱镜固定装置，其特征在于，
所述立方笼体还包括：棱镜支撑面，所述棱镜支撑面位于所述开口相对的一面与所述棱镜之间，所述棱镜支撑面的上表面不高于所述孔洞的最低点；
所述棱镜支撑面设有供光线通过的开孔。
6.根据权利要求5所述的棱镜固定装置，其特征在于，
所述立方笼体还包括：设置于所述棱镜支撑面上的弹性胶垫，用于防止棱镜损坏。
7.根据权利要求2-4任一权利要求所述的棱镜固定装置，其特征在于，
所述棱镜底座还设有多个螺丝固定孔；
所述棱镜底座通过螺丝和所述螺丝固定孔与所述立方笼体固定。
8.根据权利要求1所述的棱镜固定装置，其特征在于，
所述弹性固定装置为弹簧片。
9.根据权利要求8所述的棱镜固定装置，其特征在于，
所述凸台的另两侧均设有弹簧片固定孔，所述弹簧片通过螺丝和所述弹簧片固定孔与所述凸台的另两侧固定。
10.一种基于棱镜固定装置的分光成像系统，其特征在于，包括：
成像装置，用于根据入射光线生成像；
与所述成像装置连接的分光棱镜，用于对所述像进行分光，生成反射像和折射像；
如权利要求1-9任一权利要求所述的棱镜固定装置，用于固定所述分光棱镜；
与所述分光棱镜连接的可见光滤光片，用于对所述反射像进行滤光，生成可见光像；
与所述分光棱镜连接的荧光滤光片，用于对所述折射像进行滤光，生成荧光像；
与所述可见光滤光片连接的可见光相机，用于根据所述可见光像生成可见光分子影像；
与所述荧光滤光片连接的荧光相机，用于根据所述荧光像生成荧光分子影像。
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