CN113671679A - 紧凑型光学器件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种紧凑型光学器件，包括：透光材质制成的棱镜，棱镜的第一侧设有入射面，入射面用于通过入射光束；棱镜的第二侧设有出射面，出射面用于出射光束；入射面与出射面相互平行设置。通过设置棱镜，在棱镜的第一侧设置入射面，第二侧设置出射面，并使得入射面与出射面相互平行设置，相较于现有的光束通过空气介质进行传播的光学器件，本发明的技术方案使得光束在同一固体介质中传输的距离更短能够缩小光学器件的体积，同时相互平行设置的入射面和出光面能够进一步的缩小光学器件的体积，使其能够集成安装在狭小空间中。

Description

紧凑型光学器件

技术领域

本发明涉及光学领域，尤其涉及一种紧凑型光学器件。

背景技术

在光通信技术的解决方案中需要使用光学器件，现有技术中的光学器件设计为光束在两相互独立的反射面之间通过空气介质呈“八”字形传输，一方面光在传播过程中经过相同光程需经过的距离更大，另一方面也使得光学器件的体积较大，不能应用在狭小的安装环境中。

因此，有必要提供一种紧凑型的光学器件来解决上述问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的为：提供一种紧凑型光学器件，以解决狭小空间下不能安装光学器件的问题。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明提供一种紧凑型光学器件，包括：透光材质制成的棱镜，所述棱镜的第一侧设有入射面，所述入射面用于通过入射光束；所述棱镜的第二侧设有出射面，所述出射面用于出射光束；所述入射面与所述出射面相互平行设置。

可选地，所述入射面和/或所述出射面，与所述棱镜的端面之间具有倾角。

可选地，所述入射面和/或所述出射面设于所述棱镜的对角处。

可选地，所述棱镜的折射率大于空气的折射率。

可选地，所述棱镜为玻璃或树脂材质中的一种；或者，所述棱镜具有玻璃层、树脂层、硅层、光学塑料层中的一种或多种的组合。

可选地，所述棱镜至少有一组对边为相互平行的反射面。

可选地，所述棱镜由多个透光块体组合形成。

可选地，所述多个透光块体相互粘接为一体式结构。

可选地，所述多个透光块体为一体成型结构。

可选地，所述紧凑型光学器件整体为扁平的块状体结构。

实施本发明，将具有如下有益效果：

通过设置棱镜，在棱镜的第一侧设置入射面，第二侧设置出射面，并使得入射面与出射面相互平行设置，相较于现有的光束通过空气介质进行传播的紧凑型光学器件，本发明的技术方案使得光束在同一固体介质中传输的距离更短，光学器件的体积更小，同时相互平行设置的入射面和出射面能够进一步的缩小光学器件的体积，使其能够集成安装在狭小空间中。

附图说明

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

图1为本发明紧凑型光学器件第一种实施方式的示意图；

图2为本发明紧凑型光学器件第二种实施方式的示意图；

图3为本发明紧凑型光学器件第三种实施方式的示意图；

图4为本发明紧凑型光学器件第四种实施方式的示意图；

图5为本发明紧凑型光学器件第五种实施方式的示意图；

图6为本发明紧凑型光学器件第六种实施方式的示意图。

图中：10，20-棱镜；11，211-入射面；12-出射面；13-第一调节反射面；15-反射面；P1-第一反射点；P2-第二反射点；P3-第三反射点；P4-第四反射点；21-第一透光块体；211-入射面；212-第二调节反射面；22-第二透光块体；221-第三调节反射面；23-第三透光块体；231-第四调节反射面；232-出射面。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如根据上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(根据附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明紧凑型光学器件，通过设置棱镜并在棱镜上设置呈相互平行设置的入射面和出射面，缩短光传输的距离以及减小光学器件的体积，使得光学器件能够集成安装在狭小空间中。

图1为本发明紧凑型光学器件第一种实施方式的示意图，参考图1，紧凑型光学器件，包括透光材质制成的棱镜10，棱镜10的一侧设有入射面11，入射面11用于通过入射光束；棱镜10的第二侧设有出射面12，出射面12用于出射光束；其中，入射面11与出射面12相互平行设置，光束通过入射面进入棱镜10后，在固体介质的棱镜10中进行传输，最终通过出射面12射出光束，从整体上，使得光束呈现“N”字形传输。具体地，光束在棱镜10中进行传输可以是通过棱镜10一组对边上的反射面15经过多次反射后从出射面12射出。在一些实施方式中，反射面15上沿棱镜10的长度方向设置有第一反射点P1、第二反射点P2、第三反射点P3和第四反射点P4，光束通过入射面11经第一反射点P1、第二反射点P2、第三反射点P3、第四反射点P4，经过四次反射后从出射面12射出，其中第一反射点P1至第二反射点P2的光程、第二反射点P2至第三反射点P3的光程、第三反射点P3至第四反射点P4的光程均相等。平行设置的入射面11和出射面12使得光学器件所需的安装空间明显减小。可选地，入射面11与棱镜10的端面之间，出射面12与棱镜10的端面之间具有倾角，该倾角的设置一方面使得本发明的紧凑型光学器件通过入射面11垂直入射光束后，光束能够从出射面12垂直射出，充分的利用入射光束，另一方面，保障光学器件小体积的同时，使得光束能够按照预设路径在棱镜10中准确传输。需要说明，本发明的实施例不限制上述实施例中倾角的具体数值和反射次数，在具体应用过程中可根据需要进行选用。

在一个实施例中，光学透镜整体为扁平的块状结构，更为具体的可以是长方体结构或立方体结构等，在长方体结构或立方体结构的对角周侧设置入射面11和出射面12。

图2为本发明紧凑型光学器件第二种实施方式的示意图，参考图2，第二种实施方式与第一种实施方式的区别在于，棱镜10为规则的长方体结构，通过加工去除一组对边分别形成相互平行的入射面11和出射面12，其他结构与第一种实施方式相同，另外，相较于第一种实施方式棱镜10的横截面为平行四边形的结构来说，第二种实施方式棱镜10入射面11和出射面12，以及反射面15位于长方体一组对边的结构设置，都更加便于棱镜10的机械加工，有利于提高棱镜10的加工精度。

图3为本发明紧凑型光学器件第三种实施方式的示意图，参考图3，第三种实施方式与第一种实施方式的区别在于，第一种实施方式光束的入射角为10°时，光束在棱镜10中经过多次反射后从出射面12射出，入射面11与出射面12相互平行设置，入射光束与出射光束相互平行时，第三种实施方式光束的入射角为5°，光束在棱镜10中经过多次反射后从出射面12射出，入射面11与出射面12相互平行设置，入射光与出射光相互平行。采用入射角为5°的光学器件的体积为光束入射角为10°的光学器件体积的一半，能够明显减小光学器件的体积。

需要说明，本发明的实施例仅以入射角为10°和5°为例进行说明，其不作为对本发明保护范围的限定。

图4为本发明紧凑型光学器件第四种实施方式的示意图，参考图4，棱镜10的横截面整体呈平行四边形结构，棱镜10的入射面11和出射面12与其一组对边平行设置，光束通过入射面11后经棱镜10的侧壁反射后在棱镜10内再经多次反射后从出射面12射出。

图5为本发明紧凑型光学器件第五种实施方式的示意图，参考图5，棱镜10整体的横截面近似梯形，入射面11和出射面12与棱镜10的一组对边平行设置，光束通过入射面11进入棱镜10经与入射面11相对设置的第一调节反射面13反射后，光束在棱镜10内经多次反射后再经棱镜10的侧壁反射后从出射面12射出。

图6为本发明紧凑型光学器件第六种实施方式的示意图，参考图6，棱镜20包括第一透光块体21、第二透光块体22和第三透光块体23。第一透光块体21、第二透光块体22和第三透光块体23相互组合连接为一体式结构。可选地，第一透光块体21、第二透光块体22和第三透光块体23为一体成型结构。可选地，第一透光块体21、第二透光块体22和第三透光块体23通过透光胶液相互粘接为一体式结构。第一透光块体21横截面整体近似梯形结构，第二透光块体22和第三透光块体23横截面为梯形，第二透光块体22和第三透光块体23设置在棱镜10的同一侧。光束通过入射面211进入棱镜10经过反射再经第二调节反射面212在第一透光块体23内反射后，光束进入第二透光块体22，在第二透光块体22上的第三调节反射面221反射后使得光束返回第一透光块体21，光束在第一透光块体21中经过多次反射后进入第三透光块体23，光束经第三透光块体23上的第四调节反射面231反射后从位于第三透光块体23上的出射面232射出。该实施例中，入射面211和出射面232为相互平行设置，入射光线与出射光线相互平行。

可选地，本发明的紧凑型光学器件中棱镜(10,20)的折射率大于空气的折射率，从而使得在光程相等的情况下，光束在棱镜(10,20)中传输的距离相对于在空气中传输的距离更短。优选地，棱镜(10,20)为玻璃、树脂、硅、光学塑料中的一种材料制成，或者棱镜具有玻璃层、树脂层、硅层、光学塑料层中一种或多种的组合。

更多地，本发明实施例中棱镜的反射面15上避开入射面11和出射面12的位置还镀有光学增反膜，从而提高光束经光学器件时对光束的有效利用。

以上所述实施例的各个技术特征可以进行任意组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.紧凑型光学器件，其特征在于，包括：

透光材质制成的棱镜，所述棱镜的第一侧设有入射面，所述入射面用于通过入射光束；所述棱镜的第二侧设有出射面，所述出射面用于出射光束；所述入射面与所述出射面相互平行设置。

2.根据权利要求1所述的紧凑型光学器件，其特征在于，所述入射面和/或所述出射面，与所述棱镜的端面之间具有倾角。

3.根据权利要求2所述的紧凑型光学器件，其特征在于，所述入射面和/或所述出射面设于所述棱镜的对角处。

4.根据权利要求1所述的紧凑型光学器件，其特征在于，所述棱镜的折射率大于空气的折射率。

5.根据权利要求4所述的紧凑型光学器件，其特征在于，所述棱镜的材质为玻璃、树脂、硅、光学塑料中的一种；或者

所述棱镜具有玻璃层、树脂层、硅层、光学塑料层中的一种或多种的组合。

6.根据权利要求1所述的紧凑型光学器件，其特征在于，所述棱镜至少有一组对边为相互平行的反射面。

7.根据权利要求1所述的紧凑型光学器件，其特征在于，所述棱镜由多个透光块体组合形成。

8.根据权利要求7所述的紧凑型光学器件，其特征在于，所述多个透光块体相互粘接为一体式结构。

9.根据权利要求7所述的紧凑型光学器件，其特征在于，所述多个透光块体为一体成型结构。

10.根据权利要求1至9任一项所述的紧凑型光学器件，其特征在于，所述紧凑型光学器件整体为扁平的块状结构。

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