一種立方體棱鏡的固定裝置及方法與流程

本發(fā)明屬于光學系統技術領域，具體涉及一種立方體棱鏡的固定裝置及方法。

背景技術：

立方體分光棱鏡的作用是將一束光分光成兩束光，廣泛的應用在光機系統中。由于光機系統中的透鏡外輪廓往往都是圓形，而立方體分光棱鏡的外輪廓是矩形，這樣為整個光機系統的設計帶來了很多不方便。

目前立方體分光棱鏡的固定方式主要有粘貼和鏡座固定兩種方式。粘貼固定方式的缺點是不利于鏡片的拆卸，粘貼也不能達到高精度的定位要求，同時膠水粘貼的不均勻也會對成像造成影響，膠水的外溢還會對鏡片和鏡頭造成污染。鏡座的固定方式是通過立方體鏡座對鏡體進行固定，再將立方體鏡座和鏡體整體放入鏡筒中，該種固定方法雖然可以實現精確定位，但是由于鏡座外輪廓的限制，要獨立成件，再和圓柱形鏡頭相連接，不僅造成外形不美觀，同時機械加工的限制帶來了更多的加工難度和加工成本，在鏡筒中不方便固定。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于提出一種立方體棱鏡的固定裝置及方法，解決現有技術中鏡座固定方式存在矩形外輪廓加工難度大、成本高、和圓形鏡筒外輪廓不匹配以及不方便固定再鏡筒中的問題。

為實現上述目的，本發(fā)明的一種立方體棱鏡的固定裝置包括兩個結構相同的圓形的棱鏡固定片；

所述棱鏡固定片一端面的中間開有矩形槽，所述矩形槽的底面開有矩形通光孔，所述通光孔、矩形槽和棱鏡固定片同軸；兩個棱鏡固定片的矩形槽的側壁分別和待固定的分光棱鏡相對的兩個面間隙配合。

兩個棱鏡固定片中至少一個上開有通孔。

所述通孔的數量至少為一個。

所述通光孔的尺寸大于待固定的分光棱鏡的通光孔尺寸小于待固定的分光棱鏡的外形尺寸。

一種立方體棱鏡的固定方法包括以下步驟：

步驟一：在鏡筒的內壁上鉆出螺紋孔，所述螺紋孔和所述棱鏡固定片上的通孔在同一圓周上；

步驟二：將帶有通孔的棱鏡固定片軸向放入鏡筒中，通孔和鏡筒上的螺紋孔相對，螺釘穿過棱鏡固定片上的通孔和鏡筒上的螺紋孔配合，將棱鏡固定片軸向固定；

步驟三：將待固定的分光棱鏡推入鏡筒中，和已經固定的棱鏡固定片的矩形槽間隙配合；

步驟四：將另一片棱鏡固定片放入鏡筒中，通過矩形槽和待固定的分光棱鏡間隙配合；

步驟五：通過壓圈將兩個棱鏡固定片和待固定的分光棱鏡組成的整體壓緊在鏡筒內。

步驟一中所述的在鏡筒內壁上鉆出螺紋孔的具體過程為：通過光路設計得到待固定的分光棱鏡的擺放角度，通過該擺放角度得到待固定的分光棱鏡在鏡筒中的位置投影，螺紋孔打孔的位置就是該待固定的分光棱鏡擺放位置投影的對稱中心和一個邊中點連線延長線上。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明的一種立方體棱鏡的固定裝置及方法將立方體分光棱鏡通過機械結構使其變成一個“普通透鏡”，即外輪廓為圓形的透鏡，這樣就可以把立方體分光棱鏡的固定和安裝按照現有的完善的圓形透鏡的固定方式固定在鏡筒中，達到準確定位，方便拆卸的同時，使整個鏡筒的結構變得緊湊和美觀。實現立方體分光棱鏡準確的定位，并能方便的拆卸。避免了因為矩形外輪廓而采取的固定方法造成的需要單獨加工固定結構，固定困難，機械加工困難，成本增加，和其他鏡片安裝固定不統一，外形不美觀等確定，讓立方體分光棱鏡成為了一個普通鏡片，這樣可以采用普通圓形鏡片經典的固定方式。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種立方體棱鏡的固定裝置結構示意圖；

圖2為本發(fā)明的一種立方體棱鏡的固定裝置中棱鏡固定片結構示意圖；

圖3為本發(fā)明的一種立方體棱鏡的固定裝置中棱鏡固定片結構剖視圖；

圖4為本發(fā)明的一種立方體棱鏡的固定裝置安裝過程示意圖；

圖5為本發(fā)明的一種立方體分光棱鏡的固定裝置應用在鏡筒中的結構示意圖；

其中：1、棱鏡固定片，101、矩形槽，102、通光孔，103、通孔，2、待固定的分光棱鏡，3、鏡筒，4、壓圈。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明的實施方式作進一步說明。

參見附圖1-附圖3，本發(fā)明的一種立方體棱鏡的固定裝置包括兩個結構相同的圓形的棱鏡固定片1；

所述棱鏡固定片1一端面的中間開有矩形槽101，所述矩形槽101的底面開有矩形通光孔102，所述通光孔102、矩形槽101和棱鏡固定片1同軸；兩個棱鏡固定片1的矩形槽101的側壁分別和待固定的分光棱鏡2相對的兩個面間隙配合。

兩個棱鏡固定片1中至少一個上開有通孔103。通孔103用于待固定的分光棱鏡2的在相應鏡筒3中的徑向定位，通孔103的位置通過相應鏡筒3中的螺紋孔位置決定，鏡筒3中的螺紋孔位置通過光路設計中待固定的分光棱鏡2的擺放角度決定。

所述通孔103的數量至少為一個。

所述通光孔102的尺寸大于待固定的分光棱鏡2的通光孔102尺寸小于待固定的分光棱鏡2的外形尺寸。

和立方體分光棱鏡外部輪廓相配合的棱鏡固定片1是一個圓柱形鋼件，棱鏡固定片1的一面銑出矩形通光孔102，該通光孔102的尺寸要求要大于立方體分光棱鏡要求的通光尺寸，小于立方體分光棱鏡的外輪廓尺寸，該通光孔102的中心和棱鏡固定片1的圓心重合。棱鏡固定片1的另一面銑出和立方體分光棱鏡外輪廓尺寸相同的矩形槽101，并且該矩形槽101的中心和背面的通光孔102中心重合，通過尺寸配合較緊的間隙配合要求是立方體分光棱鏡能嵌入到該矩形槽101內但不能自由移動。為了能讓整個立方體分光棱鏡嵌入槽內，銑透矩形槽101的矩形直角邊緣。和圓形鏡片不同，由于棱鏡在鏡筒3中的徑向位置不能隨意變動，所以必須將立方體分光棱鏡的徑向位置固定，所以在棱鏡固定片1的一端鉆通孔103，用于棱鏡固定片1在鏡筒3中的徑向位置固定。為了保證加工過程的順利進行以及配合精度，矩形槽101的兩個邊銑削加工至棱鏡固定片1的外緣。

參見附圖4，一種立方體棱鏡的固定方法包括以下步驟：

步驟一：在鏡筒3的內壁上鉆出螺紋孔，所述螺紋孔和所述棱鏡固定片1上的通孔103在同一圓周上；

步驟二：將帶有通孔103的棱鏡固定片1軸向放入鏡筒3中，通孔103和鏡筒3上的螺紋孔相對，螺釘穿過棱鏡固定片1上的通孔103和鏡筒3上的螺紋孔配合，將棱鏡固定片1軸向固定；

步驟三：將待固定的分光棱鏡2推入鏡筒3中，和已經固定的棱鏡固定片1的矩形槽101間隙配合；

步驟四：將另一片棱鏡固定片1放入鏡筒3中，通過矩形槽101和待固定的分光棱鏡2間隙配合；

步驟五：通過壓圈4將兩個棱鏡固定片1和待固定的分光棱鏡2組成的整體壓緊在鏡筒3內。

步驟一中所述的在鏡筒3內壁上鉆出螺紋孔的具體過程為：通過光路設計得到待固定的分光棱鏡2的擺放角度，通過該擺放角度得到待固定的分光棱鏡2在鏡筒3中的位置投影，螺紋孔打孔的位置就是該待固定的分光棱鏡2擺放位置投影的對稱中心和一個邊中點連線延長線上。

參見附圖5，是一款識別防偽碼的物理識別相機主鏡筒3的機械機構設計圖。該鏡筒3的光學設計中有一片立方體分光棱鏡將光束分為垂直的兩部分。該鏡筒3的機械結構設計中立方體分光棱鏡的固定方式就采用本發(fā)明提出的固定方法。裝配時，先安裝鏡筒3前的幾片透鏡，然后將第一片棱鏡固定片1安裝到鏡筒3中，通過徑向的螺釘定位使一個棱鏡固定片1徑向位置固定。然后將立方體分光棱鏡固定到棱鏡固定片1的相配合的矩形槽101內，再將第二片棱鏡固定片1的矩形槽101面向內安裝到鏡筒3內，從而配合壓緊立方體分光棱鏡。最后用壓圈4將棱鏡固定片1和立方體分光棱鏡組成的整體壓緊，軸向固定在鏡筒3內。

采用本發(fā)明提出的固定方法后，整個鏡筒3外部輪廓為一個圓柱體，外形統一美觀。避免了在圓柱形鏡筒3內加工矩形槽101這一機械加工的難點，同時也避免了分體結構產生的機械誤差和外形不統一不美觀，提高了加工效率降低了加工成本。