[发明专利]一种具有自动显示对焦状态功能的透镜成像实验装置

说明书

本发明公开了一种具有自动显示对焦状态功能的透镜成像实验装置，包括光具座，光具座上设置有导轨，导轨上依次滑动安装有物屏组件、透镜组件和像屏组件，物屏组件包括物屏壳体，靠近透镜组件一侧的所述物屏壳体外转动安装有旋转轮，物屏壳体内设置有驱动电机，物屏壳体内还设置有用于产生光信号的光源，旋转轮的外表面边缘一周设置有呈环形结构的光线通过区，光源与光线通过区对应；像屏组件包括滑动安装在导轨上的像屏壳体，像屏壳体上设置有光敏模块、脉冲间距测量比较模块和最小脉冲间距显示模块。在透镜实验调节的过程中，对焦越清晰，最小脉冲间距显示模块显示的数字越小，所以可以依次作为参照进行对焦，使用起来更方便、更准确。

技术领域

本发明涉及光学实验技术领域，尤其涉及一种具有自动显示对焦状态功能的透镜成像实验装置。

背景技术

透镜组件成像实验是中学教材中重要物理实验，其实验目的是通过实验帮助学生理解透镜组件的成像规律。目前透镜组件成像实验装置主要由光具座和设在光具座上的透镜组件、光源和像屏组成。实验时，在透镜组件的两侧分别放置光源和像屏，通过移动光源或像屏相对于透镜组件的距离，使得光源在像屏上成清晰的像，然后在实际操作时，往往时一边调整光学器具的位置，一边通过肉眼观看成像的清晰度，来确定焦距是否对准，这样调整方式存在精度不高、速度慢等缺点；此外，目前也有在像屏上设置光敏传感器来通过测量光强变化，从而来确定对焦位置，但是此种测量方式容易受到调整仪器动作引起的晃动的影响，存在精度不高、数据不稳定的缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种设计合理、使用方便、对焦直观且精度较高的具有自动显示对焦状态功能的透镜成像实验装置。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种具有自动显示对焦状态功能的透镜成像实验装置，包括光具座，所述光具座上设置有导轨，所述导轨上依次滑动安装有物屏组件、透镜组件和像屏组件，

所述物屏组件包括滑动安装在所述导轨上的物屏壳体，所述物屏壳体靠近所述透镜组件一侧转动安装有旋转轮，所述物屏壳体内设置有与所述旋转轮连接用于驱动所述旋转轮转动的驱动电机，所述物屏壳体内还设置有用于产生光信号的光源，所述旋转轮的外表面边缘一周设置有呈环形结构的光线通过区，所述光源与所述光线通过区对应；

所述光线通过区内设置有若干扇形区，所述扇形区顺时针或逆时针排列，分别为1、2、3……扇形区，奇数扇形区与其后相邻的偶数扇形区所对应的圆心角相等，偶数扇形区所对应的圆心角大于其后相邻的奇数扇形区所对应的圆心角，奇数扇形区为光信号不可通过的非透明区，偶数扇形区为光信号可通过的透明区；

所述像屏组件包括滑动安装在所述导轨上的像屏壳体，所述像屏壳体上设置有依次电连接的光敏模块、脉冲间距测量比较模块和最小脉冲间距显示模块，

所述光敏模块设置在所述像屏壳体靠近所述透镜组件一侧的表面，用于接收所述光源由所述透明区通过的光信号，并将间歇通过的光信号转化为电脉冲信号；

脉冲间距测量比较模块设置在所述像屏壳体内，用于接收所述光敏模块传来的脉冲信号，依次测量相邻两脉冲的上升沿或下降沿之间的距离，形成脉冲间距值，然后对各脉冲间距值进行比较，找到相邻两个最大脉冲间距值之间的最小脉冲间距值，最后把所述最小脉冲间距值传送给所述最小脉冲间距显示模块；

所述最小脉冲间距显示模块设置在所述像屏壳体外表面，用于接收并显示来自所述脉冲间距测量比较模块的最小脉冲间距值。

作为优选的技术方案，所述旋转轮外表面的中心部分向内凹陷形成凹陷区，所述凹陷区内设置有用于显示图案的圆形物屏屏幕，所述圆形物屏屏幕固定在所述物屏壳体上，所述圆形物屏屏幕的外表面与所述光线通过区的外表面处于同一平面。

作为优选的技术方案，所述像屏壳体靠近所述透镜组件一侧的表面上还设置有显像区，所述显像区与所述圆形物屏屏幕对应，所述圆形物屏屏幕上的图案通过所述透镜组件后显示在所述显像区内。