[发明专利]一种具有对焦状态数字化显示的透镜成像实验装置

说明书

本发明公开了一种具有对焦状态数字化显示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，物屏组件包括滑动安装在导轨上的视频播放器，视频播放器的屏幕朝向透镜组件一侧设置，视频播放器的屏幕上设置有两个用于显示图像的区域，分别为横向移动图案区和固定图案区；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，使用起来比人工肉眼观察的方式更方便、更准确。

技术领域

本发明涉及光学实验技术领域，尤其涉及一种具有对焦状态数字化显示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对焦状态数字化显示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：一种具有对焦状态数字化显示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视频播放器，所述视频播放器的屏幕朝向所述透镜组件一侧设置，所述视频播放器的屏幕上设置有两个用于显示图像的区域，分别为横向移动图案区和固定图案区；所述固定图案区用于在所述像屏组件上显示物屏成像固定图案；所述横向移动图案区内包括若干横向排列的竖向条纹，所述竖向条纹的宽度与其后相邻竖向条纹之间的间隔区域的宽度相同，各所述竖向条纹的宽度成等比数列，各所述竖向条纹保持匀速横向移动且循环播放；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，用于接收横向移动的各所述竖向条纹经所述透镜组件成像后形成的光信号，并将明暗相间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，并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，并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，所述显像区与所述固定图案区对应，所述固定图案区的图案通过所述透镜组件后显示在所述显像区内。

作为优选的技术方案，所述光敏模块包括安装在所述像屏壳体上的光敏传感器，所述光敏传感器与所述显像区在同一平面内，且与所述横向移动图案区的成像位置对应。

作为优选的技术方案，所述横向移动图案区内包含若干行竖向条纹组，每行所述竖向条纹组包括若干横向排列的竖向条纹，所述竖向条纹的宽度与其后相邻竖向条纹之间的间隔区域的宽度相同，各所述竖向条纹的宽度成等比数列，所述竖向条纹保持匀速横向移动且循环播放；