[0001] 本发明涉及光学教具领域，具体涉及一种分光计。

[0002] 分光计是光学实验中不可或缺的精密仪器，它由底座、转座、平行光管和望远镜等部件构成。在这些组件中，底座上方配备了一个用于放置样品的载物台。转座则安装在底座上，并可围绕载物台进行旋转。平行光管通过支架稳固地附着在底座之上，而望远镜则安装在转座上的另一支架中，能够与转座同步旋转。这样的设计使得平行光管和望远镜均环绕着载物台布局，以便于进行光学测量。

[0003] 为实现角度转动的精确测量及读数，分光计在底座与转座之间配备了刻度盘和游标盘。刻度盘和游标盘在同一水平面上布置，并通过对齐两者的刻度线来进行读数。然而，这一过程往往要求用户逐一比较刻度线以找出最佳对齐线，由于刻度线通常较为细小，这不仅增加了准确读数的难度，而且需要连续对比，即使初步确认了最对齐的刻度线位置，也必须检查后续所有刻度线，最终返回至初始位置重新确认，导致读数时间延长且分散用户注意力。

[0004] 因此，需要研制一种能够方便使用者读数，减少出现分散使用者注意力的情况，帮助使用者快速读数的分光计。

[0029] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。基于实施方式中的实施例，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

[0030] 在本说明书中引用的“一个实施例”或“实例”或“例子”意指结合实施例本身描述的特定特征、结构或特性可被包括在本发明公开的至少一个实施例中。短语“在一个实施例中”在说明书中的各位置的出现不必都是指同一个实施例。

[0031] 实施例：

[0032] 如图1、图2和图3所示，示出了一种分光计，包括能够相对转动的底座组件100和转座组件200，以及平行光管组件、望远镜组件和载物台组件等。转座组件200则安装在底座组件100上，并可围绕载物台组件进行旋转。平行光管组件通过支架稳固地附着在底座组件100之上，而望远镜组件则安装在转座组件200上的另一支架中，能够与转座组件200同步旋转。这样的设计使得平行光管组件和望远镜组件均环绕着载物台组件布局，以便于进行光学测量。

[0033] 在所述底座组件100和所述转座组件200之间设有刻度盘300和游标盘400。所述刻度盘300和所述游标盘400分别与所述底座组件100和所述转座组件200一一对应并固定，即包含两种连接方式，一种是刻度盘300与底座组件100固定，游标盘400与转座组件200固定，另一种是刻度盘300与转座组件200固定，游标盘400与底座组件100固定。具体选用哪种，本领域技术人员可根据情况灵活选用，此处不做限制，本实施例中仅以第一种连接方式为例进行说明。

[0034] 如图1、图2和图3所示，底座组件100包括底座和主轴。底座是用于安放在任何平坦的表面上，如地面或台面，以便为整个设备提供稳定的支撑。主轴则是一根垂直立于底座之上的构件，其下端与底座固定连接。主轴上端设计有一个中心孔，用于载物台组件的定位和转动。

[0035] 载物台组件由载物台、设置在其下方的竖轴，以及安装在竖轴上的锁紧组件构成。竖轴插入主轴的中心孔内，并通过锁紧组件来调整其与主轴的连接紧密程度。当锁紧组件处于松开状态时，载物台可围绕中心孔自由旋转；而当锁紧组件处于锁紧状态时，载物台与主轴的位置则相对固定。为了实现精确定位，载物台设计为圆形，并且可以通过调节组件确保其中心与主轴同心。

[0036] 如图4a和图4b所示，刻度盘300和游标盘400均为环形结构，中央设有圆孔，以便套设于主轴之外。刻度盘300位于游标盘400的正下方，两者的内径和外径均保持一致。刻度盘300与底座组件100相固定，而主轴则穿过转座组件200，使得转座组件200能够在主轴上进行旋转。游标盘400与转座组件200固定，能够随转座组件200以及与转座组件200连接的望远镜组件一同围绕载物台同步转动。

[0037] 一方面，刻度盘300具备第一刻度条340(见图5a和图5c)，此第一刻度条340环绕底座组件100与转座组件200之间的转动中心。该第一刻度条340布置于转动平面上，并以转动中心为基点覆盖360°的范围。具体而言，第一刻度条340由720个刻度线构成，这意味着每隔一度就有两个相对应的刻度线。这些刻度线之间的间隔保持一致，同时每个刻度线的宽度也相同，以确保视觉上的一致性和测量的准确性。

[0038] 另一方面，如图3和图5b所示，游标盘400上设有第二刻度条440，其延伸方向与第一刻度条340的路径相吻合，也即所述第二刻度条440到转动中心的距离与所述第一刻度条340到转动中心的距离相同。第二刻度条440同样由多个刻度线组成，这些刻度线在第二刻度条440的延伸方向上等距排布。值得注意的是，尽管第二刻度条440的刻度线宽度与第一刻度条340中的刻度线宽度保持一致，但第二刻度条440的刻度线间隔却小于第一刻度条
340的刻度线间隔。此外，第二刻度条440的长度亦较短，仅相当于第一刻度条340中的一段小节。

[0039] 具体来讲，若将第一刻度条340理解为一个完整的圆环，那么第二刻度条440则对应于这个圆环上的一段弧线。在这一小段弧线上，第一刻度条340包含的刻度线数量较第二刻度条440多出一个。此种设计使得第二刻度条440在对齐时能够以更细的分辨率读取与第一刻度条340的相对位置，从而提供更为精确的角度测量结果。

[0040] 如图5a、图5b和图5c所示，示出了平面上展开的第一刻度条340中的一段小节与对应的第二刻度条440。其中，实线为第一刻度条340，虚线为第二刻度条440。由图可知，第一刻度条340中刻度线的间距大于第二刻度条440中刻度线的间距，第一刻度条340中9根刻度线对应的长度(弧度)与第二刻度条440中10根刻度线对应的长度(弧度)相等。

[0041] 在光线经过刻度盘300和游标盘400的路径上，所述第二刻度条440的多个刻度线能够与所述第一刻度条340的多个刻度线相重叠并形成对应的多个重叠区500，所述多个重叠区500的重叠面积不同。通过设置透(反)光刻度线以及形成多个重叠区500的方式，使最对齐的一对刻度线形成的重叠区500具有最大面积。一方面，由于刻度线具有透(反)光性，当光线照射到重叠区500并通过刻度线时，用户可以清楚地观察到。另一方面，较大的重叠区500意味着更多的光线通过，从而亮度更高，用户可通过寻找最亮的重叠区500快速准确地定位最对齐的刻度线，实现读数。与传统方法相比，此方式降低了对用户注意力的要求，无需详细比对所有刻度线，有效节约了读数时间。

[0042] 进一步的，所述第二刻度条440的设置面与所述第一刻度条340的设置面相对。在所述刻度盘300和所述游标盘400上的刻度线中，至少有一者的刻度线能透光，以使得所述多个重叠区500能够透过对应的刻度线并被观测。

[0043] 刻度盘300和游标盘400的材料与结构差异导致光线通过第一刻度条340和第二刻度条440时的传播路径和方式存在显著差异。这些差异可能体现在光学现象如透射、反射等方面。以下将结合图4a、图4b、图4c、图4d和图4e中分别举例说明这些差异。

[0044] 在一些实施例中，游标盘400和刻度盘300沿着主轴的轴向自上而下依次排列，且两者平行设置。游标盘400与刻度盘300的相对面分别承载了第二刻度条440和第一刻度条340。为了便于观察，第二刻度条440的承载面与第一刻度条340的承载面之间的间隔被设定为不超过5mm。这种紧密的排列确保了当两个刻度条形成重叠区500域时，第一刻度条340中的刻度线能让更多光线透过并对应至第二刻度条440中的刻度线。

[0045] 第一刻度条340的刻度线可以在一定条件下发光或允许外部光线通过，从而在与第二刻度条440的刻度线重叠时能通过第二刻度条440的重叠区500被观测到。例如第一刻度条340的刻度线采用光致发光材料，它们可以在光照或特定激发下发光；使用电致发光材料制作第一刻度条340的刻度线，它们可以在电场作用下产生发光效果；第一刻度条340的刻度线也可以是刻度盘300上的镂空部分，这些镂空部贯穿刻度盘300的两个表面，允许外部光源的光线直接通过达到第二刻度条440；或者，如果刻度盘300由透明材质制成，在两侧表面上贴上不透光薄膜，并在薄膜上对应第一刻度条340的刻度线位置挖出镂空部，也能实现相似的透光效果。

[0046] 对于游标盘400上的第二刻度条440，其刻度线同样采用类似于第一刻度条340的镂空结构。这样的设计使得在第一刻度条340与第二刻度条440形成重叠区500域时，该区域的光线能够透过，从而便于使用者进行观测。

[0047] 如图4a，在一些实施例中，所述刻度盘300包括相对的第一表面310和第二表面320，所述游标盘400包括相对的第三表面410和第四表面420，所述第二表面320和第三表面
410相对。第一表面310、第二表面320、第三表面410和第四表面420均相互平行，以便于光线的透过和刻度线的观察。具体来说，第一刻度条340被设置在刻度盘300的第二表面320上，第二刻度条440则设置在游标盘400的第三表面410上。

[0048] 如图4b，在一些实施例中，刻度盘300和游标盘400的截面形状为三角形，尤其是直角三角形，使得刻度盘300的第一表面310和第四表面420保持平行，整体截面形状呈平行四边形。这种结构设计有助于稳定组件并确保光线可以顺利通过刻度条。图中箭头示出了光线透过第一刻度条340与第二刻度条440的传输路径。

[0049] 同样的本实施例中，所述刻度盘300和所述游标盘400均为透明介质，第一刻度条340的刻度线和第二刻度条440的刻度线，均为镂空结构。刻度盘300和游标盘400均由透明介质制成，其上的第一刻度条340和第二刻度条440均采用镂空结构。这种设计使得即使第一表面310与第二表面320之间存在一定角度，光线在通过第一刻度条340与第二刻度条440的重叠区500域时也不会发生折射或反射，从而不会干扰读数的准确性。

[0050] 此外，分光计还包括设置在第一表面310一侧的光源组件700。第一表面310、第二表面320、第三表面410和第四表面420依序排列在光源组件700的光线路径上。由于第一刻度条340和第二刻度条440采用与光线传输方向一致的镂空结构，光源组件700发出的光线能够大量穿过这些结构。在读数时，使用者能够直接通过两者的重叠区500观察到光源组件700。为了优化观测效果，光源组件700可以采用面光源或者将点光源配合柔光板使用，实现更均匀的光线透过第二刻度条440。

[0051] 需要指出的是，游标盘400在刻度线区域的透光性要优于非刻度线区域，类似的，刻度盘300在刻度线区域的透光性也超过了非刻度线区域。这样的设计可以减少非重叠区500的漏光现象，保证读数时重叠区500的亮度充足，从而提高读数的清晰度和准确性。

[0052] 在分光计的设计中，光源组件700的配置对于提高刻度读数的可见性和准确性至关重要。根据不同的实施例，光源组件700可以采取多种设置方式来满足观察需求。

[0053] 在一些实施例中，光源组件700被设计为环绕主轴设置，即布置在主轴周围的360度范围内，向上照射刻度盘300。这种配置允许光源组件700与主轴固定，因此无需随游标盘400同步旋转。这样的设计简化了光源组件700的结构，并确保了刻度盘300的全面均匀照明。

[0054] 作为替代方案，光源组件700可以通过连接件与游标盘400相对固定，并能够与之同步转动。这种结构可以减少所需照射的范围，因为光源仅需要覆盖游标盘400上的第二刻度条440，而无需全方位照射。这有助于集中光线并提高第二刻度条440的观测清晰度，降低光源组件700的功耗。

[0055] 除了直接从第一表面310照射透明镂空部外，其他实施例中的光源组件700也可以设置在刻度盘300的第一侧面330上，该侧面位于第一表面310和第二表面320之间。类似地，游标盘400也具有相应的第三侧面430。

[0056] 在这些实施例中，刻度盘300和游标盘400采用与上述实施例相同的形状，例如截面为矩形、直角三角形。光源组件700的光线通过第一侧面330进入刻度盘300内部，然后通过全反射或直接照射到第一刻度条340的漫反射区域。这些漫反射区域由激光、化学或物理处理工艺在透明介质表面形成，类似于磨砂面。当第一刻度条340与第二刻度条440重叠时，由于两者之间存在小于30度的夹角，漫反射区的光线可以通过第二刻度条440的镂空部分被观测到。

[0057] 为了进一步提高光线利用效率，可以在第一表面310和第二表面320增设镜面，朝向刻度盘300的内部，以将光线反射到漫反射区域。这样的设计可以增强观察者看到的光线强度，提升刻度读数的可见性。

[0058] 值得注意的是，在上述实施例中，观察过程始于光线通过第一刻度条340，然后是第二刻度条440。然而，在其他可替代的实施例中，刻度盘300和游标盘400的顺序可以被互换，使得光线首先通过第二刻度条440，然后是第一刻度条340。相应地，光源组件700将被设置在游标盘400的第三侧面430上。

[0059] 在游标盘400套设于刻度盘300之外的实施例中，游标盘400的第三表面410直径大于刻度盘300的第二表面320直径。根据不同的设计要求，游标盘400和刻度盘300的截面形状可以是矩形或三角形等多种形态，以适应不同的测量场景。本领域技术人员可根据情况灵活选用，此处不做限制。

[0060] 此外，还有实施例展示了游标盘400套设在刻度盘300之外，其中游标盘400的第三表面410相对于刻度盘300的第二表面320有一定的倾斜角度。在这种设计中，刻度盘300上的第一刻度条340采用沿刻度盘300径向方向的镂空结构，而游标盘400的第三表面410在非第二刻度条440区域被涂黑，只露出作为镜面一部分的第二刻度条440刻度线。当光线透过第一刻度条340的镂空部分到达第三表面410时，它会被第二刻度条440的镜面刻度线反射向外，使得观察者能够清晰地观察到这些光线。

[0061] 整体而言，分光计的设计考虑了光源组件700的不同配置方式，以及刻度盘300和游标盘400的结构特征，旨在提供准确可靠的读数和操作灵活性。

[0062] 为了提高观测重叠区500亮度的准确性并减少环境光的干扰，一些实施例中包含了一个形成暗室的外壳600以及设在外壳600上的观察口610。该外壳600为内部组件提供了一个封闭的空间，从而降低了外界光线对测量结果的影响。

[0063] 在这个配置中，光源组件700、刻度盘300和游标盘400均被设置在外壳600内部。观察口610的位置与第二刻度条440相对应，并且能够随着第二刻度条440的移动而同步移动。这样的设计使得观察者能够通过观察口610直接观察到第二刻度条440与第一刻度条340的重叠区500域，而不受外界环境的干扰。

[0064] 外壳600的结构包括呈环形的上壳体和与之对应的下壳体。下壳体与主轴固定，保持不动，而上壳体则可以随游标盘400同步转动。这种结构允许上壳体连同观察口610一起旋转，确保观察口610始终与第二刻度条440的位置保持一致。

[0065] 为了进一步提升观察效果，观察口610可能配备有光学元件，如透镜或放大镜，以放大观察区域的图像，从而提高读数的精度。此外，观察口610的设计也考虑到了防止杂散光进入，可能包括遮光槽或光阑等特性，以确保观察者只看到来自光源组件700经由第一刻度条340和第二刻度条440的光线。

[0066] 以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。