CN113552097A - 一种棱镜测试治具及光谱仪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种棱镜测试治具及光谱仪，涉及棱镜测试技术领域，解决了相关技术中的测试设备无法对棱镜的反射率和透射率进行测试的技术问题。该棱镜测试治具包括棱镜、载具与至少两个反射镜，棱镜的射入光束与射出光束之间具有角度α，载具包括可转动的调整件，载具用于搭载棱镜，调整件调整角度α，至少两个反射镜设置于载具，棱镜的射出光束依次经过至少两个反射镜的反射后，沿与棱镜射入光束共线并且相同的方向射出。本发明通过至少两个反射镜，能够将载具上棱镜的射出光束恢复至与射入光束共线并且方向相同的位置，从而使原本仅能够测试共线光路产品反射率和透射率的测试设备，也能够适用于棱镜的反射率和透射率测试。

Description

一种棱镜测试治具及光谱仪
技术领域
本发明涉及棱镜测试技术领域，具体来说，是指一种棱镜测试治具及光谱仪。
背景技术
目前，中高端摄像头模组相继采用潜望镜形态，棱镜是潜望镜形态中必不可少的反射核心元件。为了保证摄像头模组的成像质量，棱镜的反射率和透射率监控成为必要的监控项目。
相关技术中，测试设备一般只支持射入光束与射出光束之间为共线光路的产品的反射率和透射率测试，例如滤光片。由于棱镜的射入光束与射出光束之间会产生一定的偏转角度，因此相关技术中的测试设备功能单一，无法对棱镜的反射率和透射率进行测试。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，第一方面，提供一种棱镜测试治具，以解决相关技术中的测试设备无法对棱镜的反射率和透射率进行测试的技术问题。
本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：
一种棱镜测试治具，包括：
棱镜，所述棱镜设有至少一个反射面，所述棱镜的射入光束经所述反射面反射后形成射出光束，所述射入光束与所述射出光束之间具有角度α；
载具，所述载具包括可转动的调整件，所述载具用于搭载所述棱镜，所述调整件调整所述角度α；以及，
至少两个反射镜，至少两个所述反射镜设置于所述载具；
其中，所述棱镜的射出光束依次经过至少两个所述反射镜的反射后，沿与所述棱镜射入光束共线并且相同的方向射出。
在上述技术方案的基础上，该棱镜测试治具还可以做如下的改进。
可选的，所述载具包括载台，所述载台开设有至少两个插槽，所述反射镜插设于所述插槽。
可选的，所述棱镜为三棱镜或多边棱镜，当所述棱镜为等腰直角三棱镜时，所述射入光束与所述射出光束之间的角度α为90°，所述反射镜的数量为三个。
可选的，所述反射镜包括第一反射镜、第二反射镜以及第三反射镜，所述第一反射镜的镜面朝向所述棱镜的射出光束，且与所述棱镜的射出光束之间的夹角为45°，所述第二反射镜的镜面朝向且垂直于所述第一反射镜的镜面，所述第三反射镜的镜面朝向且平行于所述第二反射镜的镜面。
可选的，所述调整件设置有承靠面，所述棱镜放置于所述载台并承靠于所述承靠面。
可选的，所述调整件开设有第一旋转孔，所述载台开设有第二旋转孔，所述第一旋转孔与所述第二旋转孔之间插接有转轴，所述承靠面及所述棱镜以所述转轴为中心转动。
可选的，所述调整件还开设有第一定位孔，所述载台还开设有多个第二定位孔，所述第一定位孔与所述第二定位孔之间插接有销轴，所述调整件转动后通过所述销轴定位。
可选的，所述载具包括底板与顶板，至少两个所述反射镜分别连接于所述底板和所述顶板，所述底板可拆卸连接有托架，所述托架设置有斜托面，所述棱镜放置于所述斜托面。
可选的，所述棱镜测试治具还包括屏蔽板与连接板，所述屏蔽板开设有用于形成光束的屏蔽孔，所述光束穿过所述屏蔽孔并照射于所述棱镜，所述连接板与所述载具相连接，所述连接板开设有用于固定所述棱镜测试治具的连接孔。
第二方面，本发明还提供一种光谱仪，包括上述的棱镜测试治具。
与现有技术相比，本发明提供的棱镜测试治具具有的有益效果是：
本发明通过至少两个反射镜，能够将载具上棱镜的射出光束恢复至与射入光束共线并且方向相同的位置，从而使原本仅能够测试共线光路产品反射率和透射率的测试设备，也能够适用于棱镜的反射率和透射率测试。同时，可转动的调整件能够调整不同形状的棱镜射入光束与射出光束之间的角度α，从而使本发明的测试治具还能够适用于不同形状棱镜的反射率和透射率测试。
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是本发明棱镜测试治具一种实施方式的立体结构示意图；
图2是图1中棱镜测试治具去掉反射镜后的俯视结构示意图；
图3是图1中棱镜测试治具具有三个反射镜的光路示意图；
图4是图1中棱镜测试治具具有两个反射镜的光路示意图；
图5是图1中棱镜测试治具调整件的放大结构示意图；
图6是本发明棱镜测试治具另一实施方式具有三个反射镜的光路示意图；
图7是本发明棱镜测试治具另一实施方式具有两个反射镜的光路示意图。
图中：
10—棱镜；20—反射镜；21—第一反射镜；22—第二反射镜；23—第三反射镜；31—载台；311—第二定位孔；32—插槽；33—调整件；331—承靠面；332—第一旋转孔；333—第一定位孔；41—底板；42—顶板；43—托架；431—斜托面；50—屏蔽板；51—屏蔽孔；60—连接板；61—连接孔。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全面的实施例。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例1：
本发明提供一种棱镜测试治具，如图1至图3所示，包括载具与反射镜20。载具包括但不限于载台31，载台31的形状包括但不限于长方形、圆形或者其他形状，载台31的结构包括但不限于实心结构、盒型结构或者其他结构，棱镜10放置于载台31上。反射镜20的数量可以是三个，相应的，载台31上开设有三个插槽32，三个反射镜20分别插设在三个插槽32内。其中，棱镜10设有至少一个反射面，棱镜10的射入光束经反射面反射后形成射出光束，射入光束与射出光束之间具有角度α。本实施例中，棱镜10为全反射棱镜。
具体来说，反射镜20包括第一反射镜21、第二反射镜22和第三反射镜23。第一反射镜21的镜面与棱镜10的射出光束之间呈角度设置，将光束反射至第二反射镜22的镜面，第二反射镜22的镜面与第一反射镜21反射的光束也呈角度设置，从而将光束反射至第三反射镜23的镜面。第三反射镜23的镜面与第二反射镜22反射的光束呈角度设置，于是，第三反射镜23的镜面将光束射出棱镜测试治具，并且所射出的光束与棱镜10的入射光束共线且方向相同。其中，各反射镜20的镜面角度根据光的反射定律(即反射角等于入射角)布置即可。
当光束射入棱镜10后，光束在棱镜10内发生转折并射出，从而使棱镜10的射入光束与射出光束之间产生夹角，棱镜10的射出光束经过三个反射镜20反射后射出。沿光束的反射路径，最后一个反射镜射出的光束与棱镜10的射入光束共线并且方向相同，从而使棱镜10的射出光束经三个反射镜反射后又恢复至与棱镜10的入射光束共线并且方向相同的路径上，进而实现了测试设备对棱镜10反射率和透射率进行测试的功能。
在本实施例中，棱镜10既可以是三棱镜，也可以是四棱镜等多边棱镜。示例的，如图3所示，对等腰直角三棱镜进行测试时，射入光束与射出光束之间的角度α为90°。将第一反射镜21的镜面设置为朝向棱镜10的射出光束，并且第一反射镜21的镜面与棱镜10的射出光束之间的夹角为45°。将第二反射镜22的镜面设置为朝向并且垂直于第一反射镜21的镜面，再将第三反射镜23的镜面设置为朝向并且平行于第二反射镜22的镜面。则经过棱镜10的射出光束经三个反射镜20反射后，能够恢复至与棱镜10的入射光束共线并且方向相同的路径上。
示例的，如图4所示，对等边三棱镜进行测试时，射入光束与射出光束之间的角度α为120°。将第一反射镜21的镜面设置为朝向棱镜10的射出光束，并且第一反射镜21的镜面与棱镜10的射入光束平行。将第二反射镜22的镜面设置为与第一反射镜21的镜面呈30°。则经过棱镜10的射出光束经两个反射镜20反射后，也能够恢复至与棱镜10的入射光束共线并且方向相同的路径上。当然，根据等边三棱镜摆放角度的不同，棱镜10的射入光束与射出光束之间的角度α也会不同。因此，本申请并不对第一反射镜21与第二反射镜22的布置位置和布置角度做特殊限定。
示例的，当棱镜10为四边、五边或者多边棱镜时，也可能在棱镜10上设置两个或多个反射面，只需棱镜10能将入射光束全部反射即可。棱镜10的射入光束经反射面反射后，最终形成与射入光束呈角度α的射出光束。当角度α为90°时，同样能够通过如图3所示的棱镜测试治具对多边棱镜进行测试。当角度α为120°时，也同样能够通过如图4所示的棱镜测试治具对多边棱镜进行测试。
由此可知，无论是三棱镜还是其他多边棱镜，本发明所保护的一种棱镜测试治具可根据棱镜10射入光束与射出的角度，对反射镜20的数量、反射镜20的摆放角度进行设计，以将棱镜10的射出光束恢复至与棱镜10的入射光束共线并且方向相同的路径上。因此，棱镜10的形状、射入光束与射出的角度、反射镜20的数量、反射镜20的摆放角度等不同的实施例，在此不再赘述。
如图5所示，为了方便棱镜10的摆放，载台31上连接有可转动的调整件33，调整件33设置有用于棱镜10承靠的承靠面331，棱镜10放置于载台31并且承靠于承靠面331。根据三个反射镜20摆放角度的不同，可以沿承靠面331滑动棱镜10，同时转动调整件33，从而使棱镜10所射出光束的角度可调整。当然，调整件33的形状包括但不限于半圆形、三角形或者矩形等。其中，在调整件33上开设第一旋转孔332，在载台31上开设第二旋转孔(图中未示出)，在第一旋转孔332与第二旋转孔之间插接转轴，则承靠面331以转轴为中心转动。
可以理解的是，也可以在载台31上设置限位挡边，使调整件33在限位挡边内转动。亦或者，还可以在载台31上开设弧形槽，使调整件33在弧形槽内转动。这些实施方式均能够实现调整件33相对于载台31转动的功能。
如图5所示，在调整件33上还开设有第一定位孔333，载台31还开设有多个第二定位孔311。当调整件33转动至待测位置后，使用销轴插入第一定位孔333与第二定位孔311之间，则能够使调整件33定位。
当然，根据不同结构形式的调整件33，也可以设置不同结构形式的定位件。例如，在载台31上设置多个限位挡边，当调整件33安装在不同限位挡边内时，同样能够实现调整件33转动后定位的功能。
如图3所示，在对等腰直角的棱镜10进行测试时，将棱镜10的斜边所在的面承靠在调整件33的承靠面331上，光束从棱镜10的其余两直角边所在的面射入和射出。棱镜10的射出光束通过三个反射镜20的反射后，恢复至与棱镜10的入射光束共线并且方向相同的路径。
当需要更换不同形状的棱镜10时，例如需要更换为等边三角形截面的棱镜10时，取出已测试完的等腰直角棱镜10。同时，将待测试的等边三角形棱镜10承靠在调整件33上，转动调整件33，并且使棱镜10沿承靠面331移动，同样可以使反射后的光束恢复至与棱镜10的入射光束共线并且方向相同的路径。本发明提供的棱镜测试治具能够适用于多种形状棱镜10的反射率和透射率测试。
可以理解的是，由于光束在进入或者射出棱镜10时存在折射的现象，因此，在测试不同形状的棱镜10之前，需要预先调整好棱镜10的摆放角度和摆放位置。将调整件33设计为可转动的结构形式，能够使调整件33调整好摆放角度后，将棱镜10承靠在调整件33的承靠面331上。同时，棱镜10能够沿承靠面331移动，以调整棱镜10的摆放位置，从而使棱镜10的射出光束角度α可调，用以保证经过最后一个反射镜20所射出的光束与棱镜10的射入光束共线并且同向。根据射出光束相对于入射光束存在光强衰减的原理，可以利用光谱仪分别检测和比较棱镜10入射光束的光强与射出光束的光强大小，即可对棱镜10的反射率和透射率进行测试。
当然，对于采用重火石玻璃(h-zf3)这类高透高反玻璃材质制成的棱镜10，由于玻璃的折射率高，折射光线将会消失，所有的入射光线将被反射，在实际测试中也可以忽略光束折射率的影响。因此，也可以将调整件33与反射镜20设置为相对固定的结构，从而无需对棱镜10的射出光束角度α进行调节。如图3所示，反射镜20的镜面与棱镜10射入光束之间的夹角为45°，能够使沿光束的反射路径相邻两个反射镜20的镜面之间相互平行或者垂直，从而使反射镜20在载台31上的结构布置更规整。
如图4所示，本发明提供的棱镜测试治具，还可以通过两个反射镜20实现光束反射路径的恢复功能，即图示的第一反射镜21与第二反射镜22的布置方式。但是，两个反射镜20所形成的光束反射路径不规则，不利于更换不同形状的棱镜10时对反射镜20反射角度的调节。因此，采用三个反射镜20来改变棱镜10射出光束的路径较佳。当然，载台31上设置的反射镜20数量还可以是四个或者更多。调整件33和反射镜20除了设计为可转动的结构形式之外，还可以设计为可在载台31上滑移的结构形式。
如图1至图4所示，棱镜测试治具还包括屏蔽板50与连接板60。屏蔽板50开设有用于形成光束的屏蔽孔51，光束穿过屏蔽孔51并照射于棱镜10。与屏蔽孔51相对的位置设置有接收器，反射镜20反射的光束最终进入接收器，从而对棱镜10的反射率和透射率进行测试。
连接板60连接在载台31的底部，连接板60上开设有用于固定棱镜测试治具的连接孔61，使棱镜测试治具通过螺栓或者螺钉等连接件能够固定在待测试的位置上。
实施例2：
上述实施例中，棱镜测试治具被设计为载台31式的卧式结构。基于同样的发明构思，作为另一种实施方式，本实施例还提供一种立式结构的棱镜测试治具。如图6所示，载具包括底板41与顶板42，底板41与顶板42连接形成具有内部空腔的盒型结构。当然，屏蔽板50连接在盒型结构的一端，连接板60连接在底板41的底部。
如图6所示，棱镜10与反射镜20均安装在盒型结构的内部空腔中，具体来说，棱镜10与第三反射镜23连接在底板41上，第一反射镜21和第二反射镜22连接在顶板42上。当光束射入棱镜10后，光束在棱镜10转折并经过三个反射镜20的反射，同样能够与棱镜10的射入光束保持共线并且相同的方向射出，从而实现测试设备对棱镜10反射率和透射率进行测试的功能。
其中，底板41上开设有安装孔(图中未示出)，安装孔内可拆卸连接有托架43，托架43上设置有斜托面431，棱镜10放置于斜托面431。为了防止棱镜10的滑脱，可以在托架43上设置挡边。
可以理解的是，根据不同形状的棱镜10，托架43的高度以及斜托面431的倾斜角度均可以进行相应的设计。在更换不同形状的棱镜10时，仅需更换不同高度的托架43以及不同倾斜角度的斜托面431，即可实现不同形状棱镜10的反射率和透射率测试的功能。
如图7所示，与卧式结构的棱镜测试治具原理相同，也可以在盒型结构的内部空腔中仅设置两个反射镜20，即图示的第一反射镜21与第二反射镜22的布置方式，光束在棱镜10转折并经过两个反射镜20的反射，同样能够与棱镜10的射入光束保持共线并且相同的方向射出，从而实现测试设备对棱镜10反射率和透射率进行测试的功能。
实施例3：
本发明还提供一种光谱仪，包括上述实施例中的棱镜测试治具。如果光谱仪已设置有屏蔽板50，则棱镜测试治具可以无需再设置屏蔽板50。根据光谱仪的具体型号，可以选择上述实施例中卧式结构或者立式结构的棱镜测试治具，并通过连接板60上的连接孔61将棱镜测试治具安装在光谱仪的屏蔽板50位置。从而使原本仅支持共线光路产品反射率和透射率测试的光谱仪，扩展为还可以测试棱镜反射率和透射率的光谱仪。当需要对滤光片等共线光路产品的反射率和透射率进行测试时，仅需要拆除棱镜测试治具即可。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种棱镜测试治具，其特征在于，包括：
棱镜(10)，所述棱镜(10)设有至少一个反射面，所述棱镜(10)的射入光束经所述反射面反射后形成射出光束，所述射入光束与所述射出光束之间具有角度α；
载具，所述载具包括可转动的调整件(33)，所述载具用于搭载所述棱镜(10)，所述调整件(33)调整所述角度α；以及，
至少两个反射镜(20)，至少两个所述反射镜(20)设置于所述载具；
其中，所述棱镜(10)的射出光束依次经过至少两个所述反射镜(20)的反射后，沿与所述棱镜(10)射入光束共线并且相同的方向射出。
2.根据权利要求1所述的棱镜测试治具，其特征在于，所述载具包括载台(31)，所述载台(31)开设有至少两个插槽(32)，所述反射镜(20)插设于所述插槽(32)。
3.根据权利要求1所述的棱镜测试治具，其特征在于，所述棱镜(10)为三棱镜或多边棱镜，当所述棱镜(10)为等腰直角三棱镜时，所述射入光束与所述射出光束之间的角度α为90°，所述反射镜(20)的数量为三个。
4.根据权利要求3所述的棱镜测试治具，其特征在于，所述反射镜(20)包括第一反射镜(21)、第二反射镜(22)以及第三反射镜(23)，所述第一反射镜(21)的镜面朝向所述棱镜(10)的射出光束，且与所述棱镜(10)的射出光束之间的夹角为45°，所述第二反射镜(22)的镜面朝向且垂直于所述第一反射镜(21)的镜面，所述第三反射镜(23)的镜面朝向且平行于所述第二反射镜(22)的镜面。
5.根据权利要求2所述的棱镜测试治具，其特征在于，所述调整件(33)设置有承靠面(331)，所述棱镜(10)放置于所述载台(31)并承靠于所述承靠面(331)。
6.根据权利要求5所述的棱镜测试治具，其特征在于，所述调整件(33)开设有第一旋转孔(332)，所述载台(31)开设有第二旋转孔，所述第一旋转孔(332)与所述第二旋转孔之间插接有转轴，所述承靠面(331)及所述棱镜(10)以所述转轴为中心转动。
7.根据权利要求2所述的棱镜测试治具，其特征在于，所述调整件(33)还开设有第一定位孔(333)，所述载台(31)还开设有多个第二定位孔(311)，所述第一定位孔(333)与所述第二定位孔(311)之间插接有销轴，所述调整件(33)转动后通过所述销轴定位。
8.根据权利要求1所述的棱镜测试治具，其特征在于，所述载具包括底板(41)与顶板(42)，至少两个所述反射镜(20)分别连接于所述底板(41)和所述顶板(42)，所述底板(41)可拆卸连接有托架(43)，所述托架(43)设置有斜托面(431)，所述棱镜(10)放置于所述斜托面(431)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的棱镜测试治具，其特征在于，所述棱镜测试治具还包括屏蔽板(50)与连接板(60)，所述屏蔽板(50)开设有用于形成光束的屏蔽孔(51)，所述光束穿过所述屏蔽孔(51)并照射于所述棱镜(10)，所述连接板(60)与所述载具相连接，所述连接板(60)开设有用于固定所述棱镜测试治具的连接孔(61)。
10.一种光谱仪，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的棱镜测试治具。
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