CN209168515U - 一种焦距测定仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种焦距测定仪。该焦距测定仪平直管的底部开设有竖直槽和水平槽，竖直槽与平直管的第一端的圆面平行；水平槽与平直管的第二端的圆面垂直；狭缝薄板通过竖直槽插入平直管内，狭缝薄板为中心刻有狭缝的薄板；竖直槽的高度与狭缝薄板的高度匹配；透镜通过水平槽插入平直管内，且透镜插入平直管内后能够旋转至与平直管的第二端的圆面平行；水平槽的宽度与透镜的直径匹配；光源位于平直管；成像屏位于平直管的一侧，且成像屏与平直管的第二端的圆面平行；距离测量装置用于测量物距和像距。采用本实用新型的焦距测定仪，可以减小实验仪器的体积和重量，提高教学和实验的方便性能，提高焦距测定仪的精度。

Description

一种焦距测定仪

技术领域

本实用新型涉及教学演示仪器领域，特别是涉及一种焦距测定仪。

背景技术

现有用于实验教学的透镜焦距测定仪主要由光源、成像用狭缝屏、燕尾装金属滑轨、金属滑块光具座、凹凸透镜和成像屏构成。其工作原理主要通过光学理论中牛顿成像公式和高斯成像公式对透镜成像后的物距和像距进行测量，并使用相应计算用数学公式进行运算，最终得出对应透镜焦距。现有的用于教学的测定装置存在以下不足：1、装置体积和重量较大，无法轻易移动，无法随意进行教学演示和讲解。2、实验用光源接近漫反射光源，成像时存在一定的成像像散。3、实验仪器测试前的共轴调节较困难，导致产生像差对测量结果有一定影响。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种焦距测定仪，以减小实验仪器的体积和重量，提高教学和实验的方便性能，提高焦距测定仪的精度。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种焦距测定仪，所述焦距测定仪包括：平直管、光源、狭缝薄板、透镜、成像屏和距离测量装置；

所述平直管平直放置；所述平直管的底部开设有竖直槽和水平槽，所述竖直槽和所述水平槽不交叉；所述竖直槽与所述平直管的第一端的圆面平行，所述平直管的第一端为距离所述竖直槽近的一端；所述水平槽与所述平直管的第二端的圆面垂直，所述平直管的第二端为距离所述水平槽近的一端；

所述狭缝薄板通过所述竖直槽插入所述平直管内，所述狭缝薄板为中心刻有狭缝的薄板；所述竖直槽的高度与所述狭缝薄板的高度匹配；

所述透镜通过所述水平槽插入所述平直管内，且所述透镜插入所述平直管内后能够旋转至与所述平直管的第二端的圆面平行；所述水平槽的宽度与所述透镜的直径匹配；

所述光源位于所述平直管内，且所述光源位于所述平直管的第一端与所述狭缝薄板之间；

所述成像屏位于所述平直管的一侧，且所述成像屏与所述平直管的第二端的圆面平行；

所述距离测量装置用于测量成像物距和成像像距，以便用户根据成像物距和成像像距确定焦距。

可选的，所述平直管为PVC材质。

可选的，所述系统还包括扩束镜和卡子；所述光源和所述扩束镜通过所述卡子固定于所述平直管内的第一端；所述光源位于所述平直管的第一端的圆面与所述扩束镜之间；所述卡子为中心包括通路的圆柱形状，所述通路的壁面包括第一固定槽和第二固定槽；所述光源通过所述卡子的第一端插入所述卡子中心的通路中，并通过所述第一固定槽固定；所述扩束镜通过所述卡子的第二端插入所述卡子中心的通路中，并通过所述第二固定槽固定；所述光源发出的光束与所述扩束镜的镜面垂直，所述扩束镜与所述平直管的第一端的圆面平行。

可选的，所述光源为微型激光光源。

可选的，所述狭缝薄板为PVC材质。

可选的，所述焦距测定仪还包括：指针，所述指针固定于所述透镜的下方，用于对所述透镜进行定位。

可选的，所述距离测量装置包括可黏贴刻度尺，所述可黏贴刻度尺水平黏贴于所述平直管的管壁，用于测量成像物距。

可选的，所述成像屏为不透明平板或投影幕布或墙体。

可选的，所述焦距测定仪还包括固定支架，所述固定支架设置于所述平直管的两端，用于将所述平直管固定于平面上。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：

本实用新型的焦距测定仪共轴调节快捷，较现有仪器更清晰明显，焦距测定精度高，重量体积小便于移动进行演示或实验测定。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型焦距测定仪的平直管、竖直槽和水平槽的结构示意图；

图2为本实用新型焦距测定仪的卡子、光源和扩束镜的结构示意图；

图3为本实用新型焦距测定仪的外观图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型焦距测定仪的平直管、竖直槽和水平槽的结构示意图；图2为本实用新型焦距测定仪的卡子、光源和扩束镜的结构示意图；图3为本实用新型焦距测定仪的外观图。对图中标号进行解释：1-平直管，1-1为竖直槽，1-2为水平槽，2-狭缝薄板，3-透镜，4-指针，5-卡子，6-光源，7-扩束镜，8-支架。

结合图1-图3，进一步描述本实用新型焦距测定仪的结构。本实用新型焦距测定仪包括：平直管1、光源6、狭缝薄板2、透镜3、成像屏(图中未标识)和距离测量装置(图中未标识)；

所述平直管1平直放置，平直管材质可以为PVC，或者其他硬性圆形中空的玻璃或其他材料物质替代，平直管1用于实现光源6放置固定、透镜4放置和测定前共轴的调节。

所述平直管1的底部开设有竖直槽1-1和水平槽1-2，所述竖直槽1-1和所述水平槽1-2不交叉；所述竖直槽1-1与所述平直管1的第一端的圆面平行，所述平直管1的第一端为距离所述竖直槽1-1近的一端；所述水平槽1-2与所述平直管1第二端的圆面垂直，所述平直管1的第二端为距离所述水平槽1-2近的一端；

所述狭缝薄板3通过所述竖直槽1-1插入所述平直管1内，所述狭缝薄板3为中心刻有狭缝的PVC薄板，图中以“F”型狭缝为例进行示意，用于替代实际发光光源位置并可成相应数字形状“F”的像。所述竖直槽1-1的高度与所述狭缝薄板6的高度匹配；狭缝薄板3插入平直管1内后，与平直管1第一端的圆面平行。所述透镜4通过所述水平槽1-2插入所述平直管1内，且所述透镜4插入所述平直管1内后能够旋转至与所述平直管1的第二端的圆面平行；所述水平槽1-2的宽度与所述透镜4的直径匹配。水平槽1-2的宽度略大于透镜4边缘横向宽度。透镜4一般用凸透镜为测量演示用透镜，其成像规律比较明显，而凹透镜成像要借助凸透镜才可完成。

所述光源6位于所述平直管1内，且所述光源6位于所述平直管1的第一端与所述狭缝薄板3之间。本实用新型还包括扩束镜7，光源6和扩束镜7通过卡子5固定于平直管1内的第一端。本实用新型的卡子5为中心包括通路的圆柱形状，所述通路的壁面包括第一固定槽和第二固定槽，卡子5的材质也为PVC材料。光源6通过所述卡子5的第一端插入所述卡子中心的通路中，并通过所述第一固定槽固定；扩束镜7通过所述卡子5的第二端插入所述卡子中心的通路中，并通过所述第二固定槽固定。光源6可以采用微型激光光源，光源6发出的光束与扩束镜7的镜面垂直，所述扩束镜7与所述平直管1的第一端的圆面平行。卡子5是一个直径小于所用PVC平直管1两端圆面直径的圆形材料加工而成，其直径仅比平直管1直径略小，刚好可以插入平直管1内一段距离，并且在材料相应部位开有可镶嵌光源和扩束镜用的固定槽，用于固定激光光源和扩束镜，卡子开的两个固定槽具有适当距离用于调节光源和扩束镜位置，以便达到光束的扩大和保持平行特性。

所述成像屏位于所述平直管的一侧，且所述成像屏与所述平直管的第二端的圆面平行。该成像屏用于透镜成像显示，一般用适当尺寸大小的不透明黑色或白色平板做成，也可用投影幕布或墙体替代。

所述距离测量装置用于测量成像物距和成像像距，以便用户根据成像物距和成像像距确定焦距。距离测量装置包括可黏贴刻度尺，所述可黏贴刻度尺水平黏贴于所述平直管的管壁，用于测量成像物距。成像像距可以用米尺测量获得(该处成像物距和成像像距的测量也可用激光测距装置替代，测量数据更加精准)。

所述焦距测定仪还包括固定支架8，所述固定支架8设置于所述平直管1的两端，用于将所述平直管1固定于平面上。

本实用新型PVC平直管作为测定仪的主体装置，下方开槽主要用于插入固定光源前置狭缝薄板和透镜，狭缝薄板中心狭缝的设计用于透镜可以成特殊形状“F”的像；卡子可在PVC平直管一端插入，在卡子上有开孔用于固定光源和扩束镜同时可以对扩束距离进行调节；透镜主要为了测量演示成像使用，透镜较小宽度的边缘尺寸与PVC平直管正下方开槽尺寸相等，插入放置后可做旋转，使得透镜镜面与光源相垂直(由于透镜边缘固定材料形状为圆形，旋转放置后刚好与PVC平直管底部园面重合，使得镜面始终与PVC平直管截面轴保持垂直)；测量演示用透镜下部可黏贴固定指针可辅助可黏贴用刻度进行距离测量；成像屏用于通过透镜成像的显示，放置于垂直于PVC平直管的一端。

本实用新型的工作原理如下:将固定光源和扩束镜的卡子调节好扩束距离后从PVC平直管一端插入固定，在PVC平直管下方对应开槽位置插入狭缝薄板，通过开有槽的PVC平直管下方插入测量演示用透镜，打开激光光源，调节放置下方的透镜和放置在远端与PVC平直管相垂直的成像屏，当调节位置满足成像条件后，成像屏上将显示出通过透镜所成的放大、等大或缩小的像。其中使用测量用刻度可以读出成像物距，而成像像距可以用米尺测量获得，进而根据成像物距和成像像距可以确定成像的焦距。

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。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (9)

1.一种焦距测定仪，其特征在于，所述焦距测定仪包括：平直管、光源、狭缝薄板、透镜、成像屏和距离测量装置；所述光源采用微型激光光源；

所述平直管平直放置；所述平直管的底部开设有竖直槽和水平槽，所述竖直槽和所述水平槽不交叉；所述竖直槽与所述平直管的第一端的圆面平行，所述平直管的第一端为距离所述竖直槽近的一端；所述水平槽与所述平直管的第二端的圆面垂直，所述平直管的第二端为距离所述水平槽近的一端；

所述狭缝薄板通过所述竖直槽插入所述平直管内，所述狭缝薄板为中心刻有狭缝的薄板；所述竖直槽的高度与所述狭缝薄板的高度匹配；

所述透镜通过所述水平槽插入所述平直管内，且所述透镜插入所述平直管内后能够旋转至与所述平直管的第二端的圆面平行；所述水平槽的宽度与所述透镜的直径匹配；

所述光源位于所述平直管内，且所述光源位于所述平直管的第一端与所述狭缝薄板之间；

所述成像屏位于所述平直管的一侧，且所述成像屏与所述平直管的第二端的圆面平行；

所述距离测量装置用于测量成像物距和成像像距，以便用户根据成像物距和成像像距确定焦距。

2.根据权利要求1所述的焦距测定仪，其特征在于，所述平直管为PVC材质。

3.根据权利要求1所述的焦距测定仪，其特征在于，所述焦距测定仪还包括扩束镜和卡子；所述光源和所述扩束镜通过所述卡子固定于所述平直管内的第一端；所述光源位于所述平直管的第一端的圆面与所述扩束镜之间；所述卡子为中心包括通路的圆柱形状，所述通路的壁面包括第一固定槽和第二固定槽；所述光源通过所述卡子的第一端插入所述卡子中心的通路中，并通过所述第一固定槽固定；所述扩束镜通过所述卡子的第二端插入所述卡子中心的通路中，并通过所述第二固定槽固定；所述光源发出的光束与所述扩束镜的镜面垂直，所述扩束镜与所述平直管的第一端的圆面平行。

4.根据权利要求3所述的焦距测定仪，其特征在于，所述光源为微型激光光源。

5.根据权利要求1所述的焦距测定仪，其特征在于，所述狭缝薄板为PVC材质。

6.根据权利要求1所述的焦距测定仪，其特征在于，所述焦距测定仪还包括：指针，所述指针固定于所述透镜的下方，用于对所述透镜进行定位。

7.根据权利要求1所述的焦距测定仪，其特征在于，所述距离测量装置包括可黏贴刻度尺，所述可黏贴刻度尺水平黏贴于所述平直管的管壁，用于测量成像物距。

8.根据权利要求1所述的焦距测定仪，其特征在于，所述成像屏为不透明平板或投影幕布或墙体。

9.根据权利要求1所述的焦距测定仪，其特征在于，所述焦距测定仪还包括固定支架，所述固定支架设置于所述平直管的两端，用于将所述平直管固定于平面上。