[实用新型]光路切换装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光路切换装置，其可用于包括光学显微镜在内的各种光学仪器中，以实现不同光路之间的快速切换。

背景技术

光路切换装置被广泛用于各种光学仪器中，用于选择以及切换光路。例如，光路切换装置在用于显微镜时可以用于调节显微镜的放大倍数。目前为止，已经提出多种光路切换装置。例如，DE 10336890 A1、WO 2007134698 A1以及US 2012/0243081 A1等。

对于现有的光路切换装置通常采用如下的方式实现光路切换，即整个光路切换装置发生移动或转动，进而带动可实现目标光路变化(例如获得目标放大倍数)的光学元件移动并插入光路，随后该光路切换装置被重新以机械方式固定。现有的光路切换装置经过多次操作之后，会使得整个装置的复位精度降低、光束偏移增大，进而降低整个光学仪器的光学性能。此外，通过移动或旋转光路切换装置进入固定光路(尤其在电动切换时)，将对整个光学仪器产生动量或扭矩；特别是在快速光路切换时，将会使整个光学仪器发生振动或偏移。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的前述问题中的至少一者，本实用新型提出一种新的光路切换装置，所述光路切换装置包括：光输入口，光输出口，第一光学组件，该第一光学组件接收来自所述光输入口的入射光并且将所述入射光的全部或者经选择的一部分投向光路组件，所述光路组件包括多 个光路；和第二光学组件，该第二光学组件接收来自所述光路组件的光，并将所述光投向所述光输出口；所述第二光学组件包括：可旋转轴，所述可旋转轴包括布置在所述可旋转轴上的多个反射镜，所述多个反射镜分别布置在所述可旋转轴的沿轴线方向上的不同位置处，并且当沿着所述可旋转轴的轴线方向观察时，所述多个反射镜的镜面法线方向各不相同。

借助上述构造，本实用新型的光路切换装置仅通过旋转可旋转轴即可实现多个不同光路之间的切换，而无需转动或移动整个光路切换装置。基于上述构造，本实用新型的光路切换装置中的所有透镜都被安装在固定位置，从而不会因更换位置的需要而形成尺寸公差或者因位置更换而导致光束偏移，从整体上使得其光学性能得到改进。此外，由于仅有可旋转轴发生旋转，其旋转时所产生的力矩也非常有限，因此即使是在非常快速的光路切换时也能保证包含有该光路切换装置的整个光学仪器的操作稳定性。

多个反射镜可以安装在所述可旋转轴上。可选地或附加地，可旋转轴可以是具有旋转轴线并包括多个反射镜的整体部件。

优选的是，第一光学组件可包括沿光输入口的入射光方向布置的一个或多个分光器和/或一个或多个反射镜。

此外，优选的是，所述第二光学组件还可包括电动机，其中，所述旋转轴与所述电动机相联接并且能够被所述电动机驱动旋转。

因此，第一光学组件中的分光器能够将入射光分成多束并引导至各个光路，进而由可旋转轴选择性地反射其中的一个光束，而其他未反射的光束则不会射出。该构造使得整个光路切换装置仅需设置一个电动机带动一个可旋转轴即可实现光路切换，这有利于保证光路切换装置的低成本。同时，由于各个固定的光路能够严格保证入射到可旋转轴上的光束不发生偏移，而可旋转轴自身也能够容易地实现精确的旋转定位，因此也有利于保证光路切换装置的良好光学性能。

在本实用新型中，优选的是，光路的数量和反射镜的数量相等。也就是说，当多个光路的数量为M、第二光学组件的可旋转轴上的多个反射镜的数量为N或2N时，M＝N。这样的设置有有利于形成光路和反射镜形 成一对一的关系，不致浪费形成光路的光学器件以及反射镜。

本实用新型优选将可旋转轴上的反射镜布置成沿轴向均匀分布，即沿所述轴线方向观察时，任何相邻两个反射镜的法线方向的夹角为360°/N。该构造使得可旋转轴的质量相对于旋转轴线对称分布，从而有利于避免可旋转轴在其旋转时产生偏心力。

对于多个反射镜沿旋转轴轴线方向的布置，本实用新型优选将这些反射镜设置成沿所述旋转轴的轴线方向等距离分布。这样的设计有利于加工可旋转轴，并且有利于可旋转轴之间的配合以及互换。

作为本实用新型的另一种优选方案，第一光学组件可具有与第二光学组件相同的反射镜构造，所述第一光学组件的多个反射镜之一将入射光反射至所述多个光路的其中之一，所述第二光学组件的相应反射镜将来自所述多个光路的其中之一的光反射至光输出口。

其中，第一光学组件和第二光学组件可以镜像对称地布置，也可以大致中心对称地布置；并且优选第一光学组件的可旋转轴和第二光学组件的可旋转轴的旋转方向相反。