[发明专利]一种对比度连续调节光栅和对比度连续调节方法

说明书

技术领域

本发明一种对比度连续调节光栅和对比度连续调节方法属于光学、精密仪器领域。

背景技术

由大量等宽等间距的平行狭缝构成的光学器件称为光栅。常用的光栅是在玻璃片上刻出大量平行刻痕制成，刻痕为不透光部分，两刻痕之间的光滑部分可以透光，相当于狭缝阵列。光栅虽然结构不复杂，但是在众多光学仪器中均具有广泛应用，也起到了关键作用。

在玻璃片上刻出来的光栅，由于透过率不会变化，因此在相同光照强度下的对比度为固定值，如果能够在应用过程中根据需要改变对比度，那么这种光栅将会具有更广泛的应用，发挥更大的作用，起到更革命性的影响。然而，还没有查找到对比度能够连续调节的光栅。

发明内容

针对上述问题，本发明公开了一种对比度连续调节光栅和对比度连续调节方法，能够实现对比度连续调节的技术目的。

一种对比度连续调节光栅，包括上下设置的方向相同、周期相同的第一正弦光栅和第二正弦光栅，所述第一正弦光栅和第二正弦光栅在光栅调节机构的调节下反向运动，所述光栅调节机构由安装在底座上的动力传递装置提供动力；

所述第一正弦光栅通过直线轴承安装在两个第一支架之间，所述的两个第一支架对称安装在底座上，所述直线轴承能够确保第一正弦光栅在固定高度的水平面内运动；第一正弦光栅底部对称设置两个具有通槽的第一传动杆；所述第二正弦光栅通过直线轴承安装在两个第二支架之间，所述的两个第二支架对称安装在底座上，所述直线轴承能够确保第二正弦光栅在固定高度的水平面内运动；第二正弦光栅底部对称设置两个具有通槽的第二传动杆；

所述光栅调节机构由对称设置的两个子机构组成，每个子机构包括两个同轴设置的转体，所述转体由安装在底座上的转体支架支撑；两个转体之间通过转轴连接，每个转体的外侧均设置有伸出端，位于同一子机构两个转体上的两个伸出端设置在转体截面直径的两端，位于外侧的伸出端插入第一传动杆的通槽中，位于内侧的伸出端插入第二传动杆的通槽中；

所述动力传递装置包括电机和与电机同轴旋转的传动杆，所述传动杆由安装在底座上的传动支架支撑，传动杆与转轴轴承连接或皮带连接，将动力传递给转轴。

上述的对比度连续调节光栅，

转体由安装在底座上的转体支架支撑，具体结构在于：转体与转体支架之间轴承连接，转体与轴承内环过盈配合，转体支架与轴承外环固定连接；

传动杆由安装在底座上的传动支架支撑，具体结构在于：传动杆与传动支架之间轴承连接，传动杆与轴承内环过盈配合，传动支架与轴承外环固定连接。

以上对比度连续调节光栅，第二正弦光栅下方还设置有光源。

在第二正弦光栅与光源之间，还设置有漫透射板。

一种在上述对比度连续调节光栅上实现的对比度连续调节方法，通过电机转动，带动传动杆转动，进而带动转体转动，由转体上的伸出端带动第一正弦光栅和第二正弦光栅反向运动，实现对比度连续调节。

上述对比度连续调节方法，包括以下步骤：

步骤a、调整第一正弦光栅和第二正弦光栅

同一子机构两个转体上的两个伸出端在位于同一竖直平面的情况下，使第一正弦光栅和第二正弦光栅重合；

步骤b、按照如下公式，调整对比度

其中，k为对比度，C₁为第一正弦光栅的对比度，C₂为第二正弦光栅的对比度，l为同一子机构两个转体上的两个伸出端的轴距，α为电机的转角；

具体推导过程为：

第一正弦光栅的光强表达式为：

第二正弦光栅的光强表达式为：

在电机转过α角后，第一正弦光栅的光强表达式为：

在电机转过α角后，第二正弦光栅的光强表达式为：

合成后的归一化光强表达式为：

则对比度为：

上述对比度连续调节方法，包括以下步骤：

步骤a、调整第一正弦光栅和第二正弦光栅

同一子机构两个转体上的两个伸出端在位于同一竖直平面的情况下，使第一正弦光栅和第二正弦光栅重合；

步骤b、按照如下公式，调整对比度

其中，k为对比度，C为第一正弦光栅和第二正弦光栅的对比度，l为同一子机构两个转体上的两个伸出端的轴距，α为电机的转角；

具体推导过程为：

第一正弦光栅和第二正弦光栅的光强表达式均为：