CN108732769A - 一种产生变孔径环形光束的遮光片旋转器装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种产生变孔径环形光束的遮光片旋转器装置，包括：依次排列且同轴设置的第一聚焦透镜、扩束镜、遮光片旋转器、第二聚焦透镜和椭球面反射镜，其中，第一聚焦透镜的焦点与扩束镜的焦点重合，遮光片旋转器垂直于光轴平面内，且遮光片旋转器绕其中心轴转动，第二聚焦透镜的焦点与椭球面反射镜的第一焦点重合。本发明结构简单，能够方便快捷地实现对环形照明光束口径大小的调制。

Description

一种产生变孔径环形光束的遮光片旋转器装置
技术领域
本发明涉及光学显微照明技术领域，更具体的说是涉及一种产生变孔径环形光束的遮光片旋转器装置。
背景技术
随着光学显微技术的发展，一系列光学显微成像方法被不断提出，对于不同的光学显微技术，其成像质量的好坏与照明技术的发展密切相关，因此，选取合适的照明方式，发明新的照明技术，对光学显微成像技术的发展意义十分重大。
环形光束照明作为一种特殊的光学照明手段，在某些光学显微成像系统中能发挥其独特的技术优势，并提高显微成像质量。其中，申请号为201320141668.9的发明专利《基于锥形元件的环形光束产生装置》，公开了一种环形光束照明装置，该装置的能量利用率高，但是照射角度和强度都无法调节，限制了其适用范围。
因此，如何提供一种能够对环形照明光束口径大小进行调节的装置是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种产生变孔径环形光束的遮光片旋转器装置，在提供相同面积大小的环形光束照明的基础上，以十分简单的结构，方便快捷地实现了对环状照明光束口径大小的调制。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种产生变孔径环形光束的遮光片旋转器装置，包括：依次排列且同轴设置的第一聚焦透镜、扩束镜、遮光片旋转器、第二聚焦透镜和椭球面反射镜，其中，所述第一聚焦透镜的焦点与所述扩束镜的焦点重合，所述遮光片旋转器垂直于光轴平面，且所述遮光片旋转器绕其中心轴转动，所述第二聚焦透镜的焦点与所述椭球面反射镜的第一焦点重合。
进一步，所述扩束镜、所述遮光片旋转器和所述第二聚焦透镜装配在同一机械件上。
进一步，所述遮光片旋转器包括遮光片一、遮光片二、遮光片三、遮光片四、K9玻璃片和圆形孔径，其中，所述遮光片一、所述遮光片二、所述遮光片三、所述遮光片四、所述K9玻璃片和所述圆形孔径绕同一中心轴等间距分布。
进一步，所述遮光片一、所述遮光片二、所述遮光片三和所述遮光片四均以K9玻璃材料为基底，且所述遮光片一、所述遮光片二、所述遮光片三、所述遮光片四和所述K9玻璃片最大口径相同。
进一步，所述遮光片一、所述遮光片二、所述遮光片三和所述遮光片四环形通光面积相同，且所述遮光片一、所述遮光片二、所述遮光片三和所述遮光片四的环形通光部分内径和外径均不相同，其中所述遮光片一的内径为21.12mm、外径为23.04mm；所述遮光片二的内径为19.04mm、外径为21.12mm；所述遮光片三的内径为16.70mm、外径为19.04mm；所述遮光片四的内径为14.00mm、外径为16.70mm。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种产生变孔径环形光束的遮光片旋转器装置，通过转动遮光片旋转器，可以得到不同口径的环形光束，进而改变入射角范围。
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本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的一种产生变孔径环形光束的遮光片旋转器装置结构示意图。
图2附图为本发明提供的遮光片旋转器结构示意图。
其中，各部件为：
1、第一聚焦透镜，2、扩束镜，3、遮光片旋转器，31、遮光片一，32、遮光片二，33、遮光片三，34、遮光片四，35、K9玻璃片，36、圆形孔径，4、第二聚焦透镜，5、椭球面反射镜。
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。本发明实施例公开了一种产生变孔径环形光束的遮光片旋转器装置，包括：依次排列且同轴设置的第一聚焦透镜1、扩束镜2、遮光片旋转器3、第二聚焦透镜4和椭球面反射镜5，其中，第一聚焦透镜1的焦点与扩束镜2的焦点重合，遮光片旋转器3垂直于光轴平面内，且绕其中心轴转动，第二聚焦透镜4的焦点与椭球面反射镜5的第一焦点重合。
其中，扩束镜2、遮光片旋转器3和第二聚焦透镜4之间的均为20mm，集成装配在同一机械件上。
遮光片旋转器3包括遮光片一31、遮光片二32、遮光片三33、遮光片四34、K9玻璃片35和不放置任何材质的圆形孔径36，其中，遮光片一31、遮光片二32、遮光片三33、遮光片四34、K9玻璃片35和圆形孔径36绕同一中心轴等间距分布。遮光片一31、遮光片二32、遮光片三33和遮光片四34均以K9玻璃材料为基底，且遮光片一31、遮光片二32、遮光片三33、遮光片四34和K9玻璃片35最大口径相同。
遮光片一31、遮光片二32、遮光片三33和遮光片四34环形通光面积相同，且遮光片一31、遮光片二32、遮光片三33和遮光片四34的环形通光部分内径和外径均不相同，其中遮光片一31内径为21.12mm、外径为23.04mm；遮光片二32内径为19.04mm、外径为21.12mm，遮光片三33内径为16.70mm、外径为19.04mm；遮光片四34内径为14.00mm、外径为16.70mm。
需要说明的是，遮光片一31、遮光片二32、遮光片三33和遮光片四34可以根据实际情况选择内径和外径，保持四个遮光片环形通光面积相同即可，不限于本发明上述的参数数值。
在本发明中，仅通过设计遮光片旋转器便可实现可变口径环形光束照明，因此有结构简单、操作方便的技术优势；
遮光片旋转器有很高的定位精度，能精确地控制遮光片与前后透镜位置处在同一轴线上；
遮光片旋转轮上四片遮光片以K9玻璃材料为基底，其最大口径相等，环状通光部分内径和外径均不相同，但环状通光面积相同，因此可在控制光束照明强度相等的基础上产生口径大小不同的环形光束；
在本发明中，遮光片旋转器上还装有一片最大孔径与遮光片相同的K9玻璃片及一不放置任何材质的通光孔径，因此该装置在产生环状光束的基础上，还能产生一般圆形平行光束，进而满足不同情况下的显微成像需求。
本发明的工作原理为：
平行激光光束经第一聚焦透镜1与扩束镜2后完成对光束的扩束，并通过遮光片旋转器3上一圆形遮光片后形成环形光束，经第二聚焦透镜4后聚焦于椭球面反射镜5第一焦点位置，经椭球面反射镜5反射后形成一全方位角照明的空心光锥，并以一定入射角范围聚焦于椭球面反射镜5第二焦点处，通过转动遮光片旋转轮3，选用不同的遮光片，可以得到不同孔径的环形光束，进而改变入射角范围。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种产生变孔径环形光束的遮光片旋转器装置，其特征在于，包括：依次排列且同轴设置的第一聚焦透镜(1)、扩束镜(2)、遮光片旋转器(3)、第二聚焦透镜(4)和椭球面反射镜(5)，其中，所述第一聚焦透镜(1)的焦点与所述扩束镜(2)的焦点重合，所述遮光片旋转器(3)垂直于光轴平面，且所述遮光片旋转器(3)绕其中心轴转动，所述第二聚焦透镜(4)的焦点与所述椭球面反射镜(5)的第一焦点重合。
2.根据权利要求1所述的一种产生变孔径环形光束的遮光片旋转器装置，其特征在于，所述扩束镜(2)、所述遮光片旋转器(3)和所述第二聚焦透镜(4)装配在同一机械件上。
3.根据权利要求1所述的一种产生变孔径环形光束的遮光片旋转器装置，其特征在于，所述遮光片旋转器(3)包括遮光片一(31)、遮光片二(32)、遮光片三(33)、遮光片四(34)、K9玻璃片(35)和圆形孔径(36)，其中，所述遮光片一(31)、所述遮光片二(32)、所述遮光片三(33)、所述遮光片四(34)、所述K9玻璃片(35)和所述圆形孔径(36)绕同一中心轴等间距分布。
4.根据权利要求3所述的一种产生变孔径环形光束的遮光片旋转器装置，其特征在于，所述遮光片一(31)、所述遮光片二(32)、所述遮光片三(33)和所述遮光片四(34)均以K9玻璃材料为基底，且所述遮光片一(31)、所述遮光片二(32)、所述遮光片三(33)、所述遮光片四(34)和所述K9玻璃片(35)最大口径相同。
5.根据权利要求4所述的一种产生变孔径环形光束的遮光片旋转器装置，其特征在于，所述遮光片一(31)、所述遮光片二(32)、所述遮光片三(33)和所述遮光片四(34)环形通光面积相同，且所述遮光片一(31)、所述遮光片二(32)、所述遮光片三(33)和所述遮光片四(34)的环形通光部分内径和外径均不相同，其中所述遮光片一(31)的内径为21.12mm、外径为23.04mm；所述遮光片二(32)的内径为19.04mm、外径为21.12mm；所述遮光片三(33)的内径为16.70mm、外径为19.04mm；所述遮光片四(34)的内径为14.00mm、外径为16.70mm。
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