CN108508585A - 一种变光路光学器件及改变光路传播方向的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种变光路光学器件及改变光路传播方向的方法，特点是该器件包括两片反射镜和一个角度调节装置，反射镜设置在角度调节装置上，两片反射镜的反射面相对，角度调节装置用于调节两个反射镜的夹角，优点是：使用两片反射镜和一个角度调节装置构成变光路光学器件，只需要一种结构即可通过调节入射光的角度和两片反射镜之间的夹角来满足不同的变光路需求，不仅结构简单，空间体积大大减小，而且可以通过标准化的生产来实现，成本大大降低。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学器件，尤其是涉及一种变光路光学器件及改变光路传播方向的方法。
背景技术
在诸如显微镜、望远镜等许多的光学装置中需要对光路进行改变，此时均会用到变光路光学器件。目前最常用的变光路光学器件包括光学棱镜和多反射镜光学系统，上述的变光路光学器件能够有效改变光路的传播方向；但也均存在一个不足之处。如图1所示，棱镜改变方向是利用光线在其内表面发生若干次反射而实现对光路的改变，但棱镜成本较高，且尺寸越大，棱镜的加工难度也越大；
而多反射镜光学系统如图2所示，其利用放置在不同位置并设置成不同角度的平面反射镜来实现对光路方向的改变，但缺点是因为反射镜较多，占用空间较大且调整过于繁琐。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、空间占用小且加工方便的变光路光学器件。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种变光路光学器件，该器件包括两片反射镜和一个角度调节装置，所述的反射镜设置在所述的角度调节装置上，所述的两片反射镜的反射面相对，所述的角度调节装置用于调节两个所述的反射镜的夹角。
所述的角度调节装置包括调节轴和与所述的调节轴相互轴接的调节轴套，所述的两片反射镜分别设置在所述的调节轴和所述的调节轴套上，所述的调节轴或所述的调节轴套上设置有刻度盘。
所述的角度调节装置包括电机、调节轴和与所述的调节轴相互轴接的调节轴套，所述的两片反射镜分别设置在所述的调节轴和所述的调节轴套上，所述的电机的转轴与所述的调节轴连接。
所述的角度调节装置包括两个相互轴接的反射镜固定支架，所述的反射镜固定在所述的反射镜固定支架上，通过调节两个所述的反射镜固定支架的夹角来调节两个所述的反射镜的夹角。
所述的角度调节装置包括调节轴和与所述的调节轴相互轴接的调节轴套，所述的两个反射镜固定支架分别设置在所述的调节轴和所述的调节轴套上，所述的调节轴或所述的调节轴套上设置有刻度盘。
所述的角度调节装置包括电机、调节轴和与所述的调节轴相互轴接的调节轴套，所述的两个反射镜固定支架分别设置在所述的调节轴和所述的调节轴套上，所述的电机的转轴与所述的调节轴连接。
所述的反射镜固定支架上可以设置有纵向调节滑块，所述的反射镜设置在所述的纵向调节滑块上。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案还包括一种改变光路传播方向的方法，使用一个变光路光学器件，该器件包括两片反射镜和一个角度调节装置，所述的反射镜设置在所述的角度调节装置上，所述的两片反射镜的反射面相对，两个所述的反射镜的夹角α，使光线从开口端向所述的角度调节装置端传播，并选择在第一次入射时的反射镜上的入射角为β，以后每到达反射镜时的入射角为β-(n-1)α，其中n为反射次数，当β-(n-1)α≤0时，光线将反转向开口端向传播，通过所述的角度调节装置来调节两个所述的反射镜的夹角α，使光线按要求的方向出射。
所述的角度调节装置包括两个反射镜固定支架，所述的反射镜固定支架上设置有纵向调节滑块，所述的反射镜设置在所述的纵向调节滑块上，通过调节所述的纵向调节滑块来调节反射镜的端点位置从而调整光线的最终出射方向。
与现有技术相比，本发明的优点是：使用两片反射镜和一个角度调节装置构成变光路光学器件，只需要一种结构即可通过调节入射光的角度和两片反射镜之间的夹角来满足不同的变光路需求，不仅结构简单，空间体积大大减小，而且可以通过标准化的生产来实现，成本大大降低。本发明通过选择特定的夹角，可以使入射光经多次镜组内反射后按传播光路原路返回；与传统的单面反射镜相比，本发明具有延长光程距离的功效，通过调节反射镜的夹角，满足光学系统设计时对光程的长度的变化需求；在反射镜固定支架上设置纵向调节滑块，并将反射镜设置在纵向调节滑块上，可以通过调节纵向调节滑块来调节反射镜的端点位置从而对光线的最终出射方向进行微调。
附图说明
图1为现有技术使用棱镜作为变光路器件的结构示意图；
图2为现有技术使用多片反射镜构成变光路器件的结构示意图；
图3为本发明实施例1变光路器件的结构示意图；
图4为本发明实施例1示例1使用手动角度调节装置的结构示意图；
图5为本发明实施例1示例2使用电动角度调节装置的结构示意图；
图6为本发明实施例1示例3的结构示意图；
图7为本发明实施例1示例4的结构示意图；
图8为本发明实施例1示例5的结构示意图；
图9为本发明实施例1示例6的结构示意图；
图10为本发明实施例1示例7的结构示意图；
图11为本发明实施例1示例8的结构示意图；
图12为本发明实施例1示例9的结构示意图；
图13为本发明实施例1示例10的结构示意图；
图14为对比例的结构1示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1：如图3所示，一种变光路光学器件，包括两片反射面相对的反射镜1、2和一个用于调节两个反射面夹角α的角度调节装置3，反射镜1、2设置在角度调节装置3上，角度调节装置3用于调节两个反射镜1、2的夹角。从图3可以看出，反射镜1和反射镜2的夹角为α，光线在反射镜1上第一次反射时的入射角为β，以后每反射一次，相应的入射角将减少α，当进行到第n次反射时，相应的入射角为β-(n-1)α，当β-(n-1)α≤0时，光线将反转，向相反方向传播，其中当β-(n-1)α＝0时，光线将原路返回。
示例1：如图4所示，使用手动角度调节装置的变光路光学器件，角度调节装置3设置有反射镜固定支架4和反射镜固定支架5，反射镜固定支架4和反射镜固定支架5均设置有纵向调节滑块(图未显示)，反射镜1和反射镜2分别固定在反射镜固定支架4和反射镜固定支架5的纵向调节滑块上，角度调节装置3包括相互轴接的调节轴31和调节轴套32，反射镜固定支架4和反射镜固定支架5分别与调节轴31和调节轴套32连接，调节轴套32上设置有刻度盘33。
示例2：如图5所示，使用电动角度调节装置的变光路光学器件，角度调节装置3设置有反射镜固定支架4和反射镜固定支架5，反射镜固定支架4和反射镜固定支架5均设置有纵向调节滑块(图未显示)，反射镜1和反射镜2分别固定在反射镜固定支架4和反射镜固定支架5的纵向调节滑块上，角度调节装置3包括电机6、电机控制装置7、调节轴31和与调节轴31相互轴接的调节轴套32，反射镜固定支架4和反射镜固定支架5分别与调节轴31和调节轴套32连接，电机6的电机轴与调节轴31连接，电机控制装置7控制电机6转动从而带动调节轴31同步转动调节反射镜固定支架4和反射镜固定支架5的夹角。
示例3：如图6所示，光源固定，楔形镜夹角α为15度，入射角β为20度，经过四次反射，光线按图示方向出射。
示例4：如图7所示，光源固定，楔形镜夹角α为15度，入射角β为10度，经过两次反射，光线按图示方向出射；
示例5：如图8所示，光源固定，楔形镜夹角α为15度，入射角β为30度，经过五次反射，光线按原路出射；
示例6：如图9所示，光源固定，楔形镜夹角α为10度，入射角β为5度，经过两次反射，光线按图示方向出射；
示例7：如图10所示，光源固定，楔形镜夹角α为10度，入射角β为10度，经过三次反射，光线按原路出射；
示例8：如图11所示，光源固定，楔形镜夹角α为10度，入射角β为15度，经过四次反射，光线按图示方向出射；
示例9：如图12所示，光源固定，楔形镜夹角α为10度，入射角β为20度，经过五次反射，光线按原路出射；
示例10：如图13所示，光源固定，楔形镜夹角α为10度，入射角β为20度，经过五次反射，光线按原路出射，入射点距入射面距离为1.85cm，回到原点时的光程为2*(1.85+1.63+1.53)＝10.02cm；
对比例：如图14所示，单面反射镜，入射点距入射面距离为1.85cm，回到原点时的光程为2*1.85＝3.7cm。
实施例2：一种改变光路传播方向的方法，使用实施例1的变光路光学器件，该器件包括反射镜1、反射镜2和一个角度调节装置3，反射镜1和反射镜2设置在角度调节装置3上，反射镜1和反射镜2的反射面相对，反射镜1和反射镜2的夹角α，使光线从开口端向角度调节装置3方向传播，并选择在第一次入射时的反射镜上的入射角为β，以后每到达反射镜时的入射角为β-(n-1)α，其中n为反射次数，当β-(n-1)α≤0时，光线将反转向开口端向传播，通过角度调节装置3来调节反射镜1和反射镜2的夹角α，使光线按要求的方向出射。
Claims (9)
1.一种变光路光学器件，其特征在于该器件包括两片反射镜和一个角度调节装置，所述的反射镜设置在所述的角度调节装置上，所述的两片反射镜的反射面相对，所述的角度调节装置用于调节两个所述的反射镜的夹角。
2.如权利要求1所述的一种变光路光学器件，其特征在于所述的角度调节装置包括调节轴和与所述的调节轴相互轴接的调节轴套，所述的两片反射镜分别设置在所述的调节轴和所述的调节轴套上，所述的调节轴或所述的调节轴套上设置有刻度盘。
3.如权利要求1所述的一种变光路光学器件，其特征在于所述的角度调节装置包括电机、调节轴和与所述的调节轴相互轴接的调节轴套，所述的两片反射镜分别设置在所述的调节轴和所述的调节轴套上，所述的电机的转轴与所述的调节轴连接。
4.如权利要求1所述的一种变光路光学器件，其特征在于所述的角度调节装置包括两个相互轴接的反射镜固定支架，所述的反射镜固定在所述的反射镜固定支架上，通过调节两个所述的反射镜固定支架的夹角来调节两个所述的反射镜的夹角。
5.如权利要求4所述的一种变光路光学器件，其特征在于所述的角度调节装置包括调节轴和与所述的调节轴相互轴接的调节轴套，所述的两个反射镜固定支架分别设置在所述的调节轴和所述的调节轴套上，所述的调节轴或所述的调节轴套上设置有刻度盘。
6.如权利要求4所述的一种变光路光学器件，其特征在于所述的角度调节装置包括电机、调节轴和与所述的调节轴相互轴接的调节轴套，所述的两个反射镜固定支架分别设置在所述的调节轴和所述的调节轴套上，所述的电机的转轴与所述的调节轴连接。
7.如权利要求4或5或6所述的一种变光路光学器件，其特征在于所述的反射镜固定支架上设置有纵向调节滑块，所述的反射镜设置在所述的纵向调节滑块上。
8.一种改变光路传播方向的方法，其特征在于使用一个变光路光学器件，该器件包括两片反射镜和一个角度调节装置，所述的反射镜设置在所述的角度调节装置上，所述的两片反射镜的反射面相对，两个所述的反射镜的夹角α，使光线从开口端向所述的角度调节装置端传播，并选择在第一次入射时的反射镜上的入射角为β，以后每到达反射镜时的入射角为β-(n-1)α，其中n为反射次数，当β-(n-1)α≤0时，光线将反转向开口端向传播，通过所述的角度调节装置来调节两个所述的反射镜的夹角α，使光线按要求的方向出射。
9.如权利要求8所述的一种改变光路传播方向的方法，其特征在于所述的角度调节装置包括两个反射镜固定支架，所述的反射镜固定支架上设置有纵向调节滑块，所述的反射镜设置在所述的纵向调节滑块上，通过调节所述的纵向调节滑块来调节反射镜的端点位置从而调整光线的最终出射方向。
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|---|---|---|---|---|
| CN111856701A (zh) * | 2020-07-20 | 2020-10-30 | 江苏普世祥光电技术有限公司 | 一种可调整式光学棱镜 |
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| CN103163625A (zh) * | 2011-12-12 | 2013-06-19 | 西安艾力特电子实业有限公司 | 一种反射镜自动调节装置 |
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