[發(fā)明專利]屋脊反光鏡及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410353298.4
• 申請日: 2014-07-24
• 公開（公告）號: CN104090316B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 沈達(dá)忠
• 申請（專利權(quán)）人: 南通斯密特森光電科技有限公司
• 主分類號: G02B5/09
• 分類號: G02B5/09;G02B7/182
• 代理公司: 南京利豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)32256
• 代理人: 王鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明關(guān)于光學(xué)儀器。特別實施例提供用以翻轉(zhuǎn)及反轉(zhuǎn)影像的光學(xué)組件。特別實施例提供無框中空反光鏡及其制作方法。

背景技術(shù)

有時，光學(xué)系統(tǒng)，例如那些與望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡及/或雙筒望遠(yuǎn)鏡相關(guān)聯(lián)的光學(xué)系統(tǒng)，被期望地設(shè)置以反轉(zhuǎn)及/或翻轉(zhuǎn)物體的影像。

眾所周知，如圖1中所示，平面鏡10是用以反轉(zhuǎn)物體O的圖像I的簡單組件。

也是眾所周知的，如圖2中所示，兩平面鏡20、30分別具有鏡面21、31，以直角被設(shè)置以形成所謂的反光鏡40，其是能反轉(zhuǎn)及翻轉(zhuǎn)物體O的影像I的組件。

以合理的成本和重量來準(zhǔn)確地及有力地構(gòu)建空心反光鏡已被證實具有挑戰(zhàn)性。安排和確保兩個精致的平面鏡20、30到反光架構(gòu)可以要求制造和裝配過程中嚴(yán)格的公差。

微小的間隙或錯位易導(dǎo)致光學(xué)路徑的變形或毀壞，如同用來保持反光構(gòu)造的平面鏡20，30。任何多余的粘合劑通常用來在一屋頂架構(gòu)中保持平面鏡子20、30。

平面鏡20和30可以藉由涉及分子力的光學(xué)接觸鍵結(jié)連接到彼此。光學(xué)接觸鍵結(jié)可以通過研磨和拋光對接表面22、32直到它們彼此高度地保形，然后將對接表面22、32按壓在一起而形成。在拋光過程中可改變對接表面22、23的相對角度（例如，相對于彼此和/或相對于鏡面21、31），這可能會影響鏡面21，31之間的角度。這可能使得其難以以期望的精確度形成鏡面21、31間的期望角度。

錯位組件的問題也是在耐久性方面考慮的要素。隨著時間的推移，或通過延長或極端的使用，原先被對齊的不良地設(shè)計的組件可能偏離對齊。

這些制造，裝配，和耐久性的問題在許多精密的應(yīng)用中是重要的，例如，在與敏感性測量工具相關(guān)的光學(xué)組件（例如望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡和/或雙筒望遠(yuǎn)鏡）中。這些挑戰(zhàn)都特別存在于制造望遠(yuǎn)鏡、雙筒望遠(yuǎn)鏡和望遠(yuǎn)鏡和雙筒望遠(yuǎn)鏡的配件，因為這里有著一個望遠(yuǎn)鏡和雙筒望遠(yuǎn)鏡能足夠強大以在現(xiàn)場中存活使用的期待。例如，這里有一個期待是望遠(yuǎn)鏡和雙筒望遠(yuǎn)鏡能夠在運輸?shù)浆F(xiàn)場的過程中在振動下存活，在溫度變化（以及相關(guān)的熱膨脹/收縮，在儲存，運輸和現(xiàn)場環(huán)境之間）中存活，在現(xiàn)場的惡劣天氣中存活，抵抗強力使用及相似狀況下的沖擊破壞。

為了試圖滿足這些挑戰(zhàn)的一種方法是以2個固體反光棱鏡替換一中空反光鏡。圖3示出這種方法的一個例子，其中兩個固體反光棱鏡50、60被配置成一所謂的雙普羅棱鏡70。當(dāng)如此配置時，固體反光棱鏡50、60有全內(nèi)反射現(xiàn)象的優(yōu)勢，以作為反射鏡，而非折射鏡。通過一傳輸平面51進(jìn)入此固體反光棱鏡50的光經(jīng)過被反射平面52、53兩次內(nèi)部反射后會通過此相同的傳輸平面51離開。同樣地，通過一傳輸平面61進(jìn)入此固體反光棱鏡60的光經(jīng)過被反射平面62、63兩次內(nèi)部反射后會通過此相同的傳輸平面61離開。

固體反光棱鏡和雙普羅棱鏡具有比空心反光鏡一般更強大的優(yōu)勢。反射平面的反射表面在棱鏡內(nèi)，棱鏡材料在本質(zhì)上被用作兩個反射鏡和框架。然而，固體反光棱鏡也有顯著的缺點。其中這樣的一個缺點就是制造固體反光棱鏡尤其是大尺寸的相關(guān)費用。高質(zhì)量玻璃（它本身是昂貴的）一定要在極熱下小心地壓力成形然后慢慢冷卻。即使非常謹(jǐn)慎，這種加熱/冷卻過程中仍然有一種可能，即是可能在棱鏡中產(chǎn)生變形或不然就是負(fù)面地影響進(jìn)入、離開或經(jīng)過玻璃的缺陷。與全棱鏡相關(guān)聯(lián)的，與固體反光棱鏡相關(guān)聯(lián)的另一個缺點是，相對于中空反光鏡的平面鏡子，通常較重。

圖4示出了另一種方法來滿足這些將兩個棱鏡80、90對接在一起以創(chuàng)造一個空心反光棱鏡100的挑戰(zhàn)。一種反射涂層被涂覆到每一個棱鏡80、90的一個平面的外表面（該反射平面81、91），及該兩反射平面81、91被設(shè)置成在它們之間形成一個直角。這種空心反光棱鏡100具有許多優(yōu)點。它是相對堅固的，且組件棱鏡80、90的內(nèi)部不必是沒有光學(xué)缺陷，因為此光學(xué)路徑是保持在組件棱鏡80、90的外側(cè)。然而，圖4中空心反光棱鏡100也有缺點。比起簡單的平面鏡子，組件棱鏡80、90仍可能更昂貴和制造上更具有挑戰(zhàn)性，并且，如果組件棱鏡80、90在組裝或使用過程中未對齊，則它們可能不形成光學(xué)準(zhǔn)確反光。反光棱鏡100因為與組分棱鏡80、90（相較于平面鏡）相關(guān)聯(lián)的額外的材料也比較重。