一种基于棱镜表面反射的可变倍减光装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于棱镜表面反射的可变倍减光装置。本发明专利技术所述的基于棱镜表面反射的可变倍减光装置包括：四枚直角棱镜，即第一棱镜、第二棱镜、第三棱镜和第四棱镜，按“田”字形布置在壳体内，壳体一端为入射接口，相对的另一端为出射接口，壳体顶部为天顶接口。所述四枚直角棱镜在壳体内均可围绕其斜边中点旋转，并可通过卡槽装置定位，使棱镜一条直角边与壳体底边呈0°、90°、180°或270°夹角以切换其表面反射和内反射状态以及反射方向。本发明专利技术所述减光装置的减光倍数高，减光倍数可调，光线出射方式灵活，光路中光学面少，分辨率高，而且结构简单、成本低廉、材料易得、操作简便，具有良好的应用前景。

Variable light reducing device based on prism surface reflection

The invention relates to a variable light reducing device based on prism surface reflection. The invention is based on the variable reflecting prism surface times dimmer device comprises four pieces of rectangular prism, namely the first prism, second prism, third prism and fourth prism, according to the \Tian\ font layout in the shell, one end of the shell as the incident interface, the opposite side as the outgoing interface, the top of the shell to the zenith interface. The four rectangular prism in the shell can be around the edge point rotation, and through the slot positioning device, so that a rectangular prism and the shell bottom is 0 degrees, 90 degrees, 180 degrees or 270 degrees angle to switch its surface reflection and reflection and reflection direction. The dimming device dimming ratio is high and the dimming ratio adjustable light emitting flexible optical path in less surface, high resolution, and has the advantages of simple structure, low cost, easily available materials, simple operation, and has good application prospect.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光学仪器
，涉及一种基于棱镜表面反射的可变倍减光装置。
技术介绍
生产生活和科学研究常需要观测太阳、激光束、电弧、等离子体、熔融金属等高亮度对象。这类对象发光强度极高，远超肉眼或者普通感光元件的响应范围。如不采取合适的减光措施，不但会因为过曝无法观测对象的细节，还极易导致视网膜烧伤或感光元件的损坏。现有的减光措施主要有光圈减光、中性灰滤镜减光、偏振镜减光、窄带滤镜减光、巴德膜减光、赫歇尔棱镜减光等，但以上方法都存在各自的缺陷。其中光圈减光会缩小通光口径降低分辨率；中性灰滤镜、偏振镜在高倍数减光时存在严重的偏色问题，同时也会降低分辨率；窄带滤镜只能透过特定波长的光，减光时损失了其余波长的信息；巴德膜是软质膜，易氧化和损坏，且不平整时会降低分辨率；赫歇尔棱镜利用单片楔形棱镜的表面反射实现减光，但是单片楔形棱镜减光倍数仅50倍左右，需要配合中性灰滤镜才能达到较高的减光倍数，同样存在中性灰滤镜降低分辨率和偏色等缺陷。此外，上述方法均不易实现大倍数的变倍减光。
技术实现思路
为了克服现有减光技术在高倍减光时分辨率降低的缺点，本专利技术的目的在于提供一种基于棱镜表面反射的可变倍减光装置，该装置可利用多枚棱镜的表面反射实现高倍数可变倍减光。本专利技术所述的基于棱镜表面反射的可变倍减光装置包括：四枚直角棱镜，即第一棱镜、第二棱镜、第三棱镜和第四棱镜，按“田”字形布置在壳体内，壳体一端为入射接口，相对的另一端为出射接口，壳体顶部为天顶接口。所述四枚直角棱镜在壳体内均可围绕其斜边中点旋转，并可通过卡槽装置定位，使棱镜一条直角边与壳体底边呈0°、90°、180°或270°夹角以切换其表面反射和内反射状态以及反射方向。每枚棱镜的定位均可以在壳体外部通过旋钮进行独立调节。当光线从左侧射入时且直角边与壳体底边呈0°时，该棱镜会将入射光线向上进行内反射；当光线从左侧射入时且直角边与壳体底边呈90°时，该棱镜会将入射光线向下进行表面反射；当光线从左侧射入时且直角边与壳体底边呈180°时，该棱镜会将入射光线向上进行表面反射；当光线从左侧射入时且直角边与壳体底边呈270°时，该棱镜会将入射光线向下进行内反射。当将第一棱镜、第二棱镜、第三棱镜和第四棱镜均切换为表面反射状态时，所述装置的最大减光倍数为6,250,000倍。当四枚棱镜全部处于表面反射状态时，可将第一棱镜、第二棱镜、第三棱镜和第四棱镜中的一部分通过旋转切换为内反射状态，以实现变倍减光。当一枚棱镜处于内反射状态时，该装置减光倍数为125,000倍；两枚棱镜处于内反射状态时，该装置减光倍数为2,500倍；三枚棱镜处于内反射状态时，该装置减光倍数为50倍。当第三棱镜定位在反射方向为向下的状态时，由入射接口射入的光线依次经过第一棱镜、第二棱镜、第三棱镜和第四棱镜的表面反射或内反射从出射接口射出，其减光倍数可通过切换各棱镜的表面反射和内反射状态进行调整。当第三棱镜定位在反射方向为向上的状态时，由入射接口射入的光线依次经过第一棱镜、第二棱镜、第三棱镜的表面反射或内反射从天顶接口射出，其减光倍数可通过切换各棱镜的表面反射和内反射状态进行调整。此时，在实现变倍、高倍减光的同时完成光路的直角转向，方便实现腰平取景或者观测天顶方向的观测对象。与现有技术相比，本专利技术所述的基于棱镜表面反射的可变倍减光装置具有如下的优点：(1)该减光装置的减光倍数高。棱镜发生表面反射时，绝大部分光线射入棱镜从其它方向射出，一小部分光线在棱镜表面发生镜面反射。本专利技术利用该原理，采用多个棱镜进行表面反射减光，仅需通过四个光学面的反射就可使光线强度减弱到原来的1/6,250,000。(2)该减光装置的减光倍数可调，通过旋转棱镜可实现变倍减光。(3)该减光装置的光线出射方式灵活，可以选择从出射接口或天顶接口出射光线，还可以通过旋转棱镜实现变倍减光和光路直角转向。(4)该减光装置的光路中光学面少，分辨率高。(5)该减光装置的结构简单、成本低廉、操作简便，具有良好的应用前景。附图说明图1是可变倍减光装置结构示意图。图2是棱镜不同角度对应的反射方向和反射状态。图3是变倍减光的原理图。图4是可变倍减光装置的直角转向用法。图5是实施例1附图(太阳照片)。图6是实施例2附图(激光散斑照片)。图7是实施例3附图(灼热灯丝照片)。具体实施方式以下通过具体实施例结合附图对本专利技术进行详细说明。如图1所示，本专利技术所述的基于棱镜表面反射的可变倍减光装置由第一棱镜1、第二棱镜2、第三棱镜3和第四棱镜4按“田”字形方式用可旋转支架安装在一个壳体5内组成。壳体5的一端为入射接口6，相对的另一端为出射接口7，壳体顶部为天顶接口8。四枚棱镜45°入射时表面反射率约为2％。第一棱镜1、第二棱镜2、第三棱镜3和第四棱镜4在壳体5内均可围绕其斜边中点旋转，并可通过卡槽装置定位，使某一直角边与壳体底边呈0°，90°，180°或270°夹角以切换其表面反射和内反射状态以及反射方向，每枚棱镜的定位均可以在壳体外部通过旋钮进行独立调节。如图2所示，当光线从左侧射入时且直角边与壳体底边呈0°时，该棱镜会将入射光线向上进行内反射；当光线从左侧射入时且直角边与壳体底边呈90°时，该棱镜会将入射光线向下进行表面反射；当光线从左侧射入时且直角边与壳体底边呈180°时，该棱镜会将入射光线向上进行表面反射；当光线从左侧射入时且直角边与壳体底边呈270°时，该棱镜会将入射光线向下进行内反射。当四枚棱镜全部处于表面反射状态时，该装置减光倍数为6,250,000倍。如图3所示，可将第一棱镜1、第二棱镜2、第三棱镜3和第四棱镜4中的一部分通过旋转切换为内反射状态，以实现变倍减光。当一枚棱镜处于内反射状态时，该装置减光倍数为125,000倍；两枚棱镜处于内反射状态时，该装置减光倍数为2,500倍；三枚棱镜处于内反射状态时，该装置减光倍数为50倍。当第三棱镜3定位在反射方向向上的状态时，如图4所示，由入射接口6射入的光线依次经过第一棱镜1、第二棱镜2、第三棱镜3的表面反射或内反射从天顶接口8射出。该方法在实现变倍、高倍减光的同时完成光路的直角转向，方便实现腰平取景或者观测天顶方向的观测对象。其减光倍数也可通过切换各棱镜的表面反射和内反射状态进行调整。本专利技术中使用45°入射时表面反射率约为2％的四枚棱镜，该棱镜可以采用镀宽带增透膜的直角棱镜。增透膜引起的偏色可以通过合理的膜系设计在不同棱镜之间互相抵消予以消除。如需严格消除偏色，可采用无增透膜的直角棱镜，此时使其45°入射时表面反射率约为5～10％，四个光学面的反射可使光线强度减弱到原来的1/10,000～1/160,000。任何一种光学系统都需要消光以避免杂散光的干扰。在本专利技术中，最终成像光强远低于入射光强，所以杂散光的干扰会特别严重。壳体内部表面必须用挡光板、消光漆等做完善的消光。如果消光不够完善，将大大降低最终成像的衬度。实施例一：本专利技术所述的可变倍减光装置用于太阳观测本实施例中光路如图4所示，太阳光经金都F-600望远镜(口径60mm，焦距600mm)汇聚，从入射接口射入，通过本专利技术进行直角转向从天顶接口射出，减光倍数为125,000倍。天顶接口接12mm目镜和iPhone5s手机进行目镜后摄影。如图5所示，通过高倍减本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于棱镜表面反射的可变倍减光装置，其特征在于，包括：四枚直角棱镜，即第一棱镜(1)、第二棱镜(2)、第三棱镜(3)和第四棱镜(4)，按“田”字形布置在壳体(5)内，壳体(5)一端为入射接口(6)，相对的另一端为出射接口(7)，壳体顶部为天顶接口(8)；所述四枚直角棱镜在壳体内均可围绕其斜边中点旋转，并可通过卡槽装置定位，使棱镜一条直角边与壳体底边呈0°、90°、180°或270°夹角以切换其表面反射和内反射状态以及反射方向；当第三棱镜(3)定位在反射方向为向下的状态时，由入射接口(6)射入的光线依次经过第一棱镜(1)、第二棱镜(2)、第三棱镜(3)和第四棱镜(4)的表面反射或内反射从出射接口(7)射出，其减光倍数可通过切换各棱镜的表面反射和内反射状态进行调整；当第三棱镜(3)定位在反射方向为向上的状态时；由入射接口(6)射入的光线依次经过第一棱镜(1)、第二棱镜(2)、第三棱镜(3)的表面反射或内反射从天顶接口(8)射出，其减光倍数可通过切换各棱镜的表面反射和内反射状态进行调整。

【技术特征摘要】
1.一种基于棱镜表面反射的可变倍减光装置，其特征在于，包括：四枚直角棱镜，即第一棱镜(1)、第二棱镜(2)、第三棱镜(3)和第四棱镜(4)，按“田”字形布置在壳体(5)内，壳体(5)一端为入射接口(6)，相对的另一端为出射接口(7)，壳体顶部为天顶接口(8)；所述四枚直角棱镜在壳体内均可围绕其斜边中点旋转，并可通过卡槽装置定位，使棱镜一条直角边与壳体底边呈0°、90°、180°或270°夹角以切换其表面反射和内反射状态以及反射方向；当第三棱镜(3)定位在反射方向为向下的状态时，由入射接口(6)射入的光线依次经过第一棱镜(1)、第二棱镜(2)、第三棱镜(3)和第四棱镜(4)的表面反射或内反射从出射接口(7)射出，其减光倍数可通过切换各棱镜的表面反射和内反射状态进行调整；当第三棱镜(3)定位在反射...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚夙，汪洪武，韦寿莲，严子军，
申请(专利权)人：肇庆学院，
类型：发明
国别省市：广东;44