[發明專利]一種基于棱鏡表面反射的可變倍減光裝置

有效

• 申請號: 201710017310.8
• 申請日: 2017-01-11
• 公開（公告）號: CN106597651B
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 姚夙;汪洪武;韋壽蓮;嚴子軍
• 申請（專利權）人: 肇慶學院
• 主分類號: G02B17/04
• 分類號: G02B17/04;G02B7/18
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 劉宇峰

本發明涉及一種基于棱鏡表面反射的可變倍減光裝置。本發明所述的基于棱鏡表面反射的可變倍減光裝置包括：四枚直角棱鏡，即第一棱鏡、第二棱鏡、第三棱鏡和第四棱鏡，按“田”字形布置在殼體內，殼體一端為入射接口，相對的另一端為出射接口，殼體頂部為天頂接口。所述四枚直角棱鏡在殼體內均可圍繞其斜邊中點旋轉，并可通過卡槽裝置定位，使棱鏡一條直角邊與殼體底邊呈0°、90°、180°或270°夾角以切換其表面反射和內反射狀態以及反射方向。本發明所述減光裝置的減光倍數高，減光倍數可調，光線出射方式靈活，光路中光學面少，分辨率高，而且結構簡單、成本低廉、材料易得、操作簡便，具有良好的應用前景。

技術領域

本發明屬于光學儀器技術領域，涉及一種基于棱鏡表面反射的可變倍減光裝置。

背景技術

生產生活和科學研究常需要觀測太陽、激光束、電弧、等離子體、熔融金屬等高亮度對象。這類對象發光強度極高，遠超肉眼或者普通感光元件的響應范圍。如不采取合適的減光措施，不但會因為過曝無法觀測對象的細節，還極易導致視網膜燒傷或感光元件的損壞。

現有的減光措施主要有光圈減光、中性灰濾鏡減光、偏振鏡減光、窄帶濾鏡減光、巴德膜減光、赫歇爾棱鏡減光等，但以上方法都存在各自的缺陷。其中光圈減光會縮小通光口徑降低分辨率；中性灰濾鏡、偏振鏡在高倍數減光時存在嚴重的偏色問題，同時也會降低分辨率；窄帶濾鏡只能透過特定波長的光，減光時損失了其余波長的信息；巴德膜是軟質膜，易氧化和損壞，且不平整時會降低分辨率；赫歇爾棱鏡利用單片楔形棱鏡的表面反射實現減光，但是單片楔形棱鏡減光倍數僅50倍左右，需要配合中性灰濾鏡才能達到較高的減光倍數，同樣存在中性灰濾鏡降低分辨率和偏色等缺陷。此外，上述方法均不易實現大倍數的變倍減光。

發明內容

為了克服現有減光技術在高倍減光時分辨率降低的缺點，本發明的目的在于提供一種基于棱鏡表面反射的可變倍減光裝置，該裝置可利用多枚棱鏡的表面反射實現高倍數可變倍減光。

本發明所述的基于棱鏡表面反射的可變倍減光裝置包括：四枚直角棱鏡，即第一棱鏡、第二棱鏡、第三棱鏡和第四棱鏡，按“田”字形布置在殼體內，殼體一端為入射接口，相對的另一端為出射接口，殼體頂部為天頂接口。

所述四枚直角棱鏡在殼體內均可圍繞其斜邊中點旋轉，并可通過卡槽裝置定位，使棱鏡一條直角邊與殼體底邊呈0°、90°、180°或270°夾角以切換其表面反射和內反射狀態以及反射方向。每枚棱鏡的定位均可以在殼體外部通過旋鈕進行獨立調節。

當光線從左側射入時且直角邊與殼體底邊呈0°時，該棱鏡會將入射光線向上進行內反射；當光線從左側射入時且直角邊與殼體底邊呈90°時，該棱鏡會將入射光線向下進行表面反射；當光線從左側射入時且直角邊與殼體底邊呈180°時，該棱鏡會將入射光線向上進行表面反射；當光線從左側射入時且直角邊與殼體底邊呈270°時，該棱鏡會將入射光線向下進行內反射。

當將第一棱鏡、第二棱鏡、第三棱鏡和第四棱鏡均切換為表面反射狀態時，所述裝置的最大減光倍數為6,250,000倍。

當四枚棱鏡全部處于表面反射狀態時，可將第一棱鏡、第二棱鏡、第三棱鏡和第四棱鏡中的一部分通過旋轉切換為內反射狀態，以實現變倍減光。當一枚棱鏡處于內反射狀態時，該裝置減光倍數為125,000倍；兩枚棱鏡處于內反射狀態時，該裝置減光倍數為2,500倍；三枚棱鏡處于內反射狀態時，該裝置減光倍數為50倍。

當第三棱鏡定位在反射方向為向下的狀態時，由入射接口射入的光線依次經過第一棱鏡、第二棱鏡、第三棱鏡和第四棱鏡的表面反射或內反射從出射接口射出，其減光倍數可通過切換各棱鏡的表面反射和內反射狀態進行調整。