连续变焦装置的制作方法

1.本实用新型属于精密光学仪器技术领域，具体涉及一种连续变焦装置。


背景技术：

2.在连续变焦光学系统中，变焦系统一般采用凸轮机构或丝杆机构实现变焦功能。采用凸轮机构的缺点是易卡滞、光轴一致性较差、控制精度低、凸轮加工难度高。采用丝杆机构分两类情况，一类是一根滚珠丝杆加一根导向杆，这类方式的优点是运动平顺、不易卡滞、控制精度高，但导向杆两端支撑、中部悬空，存在一定扰度，只适合于较短行程(≤60mm)，且导向杆与透镜组的连接采用直线轴承，必然存在微小间隙，在高频振动时，这种间隙传递到透镜组上将放大，导致图像晃动，另一类是一根滚珠丝杆加多根导向杆，这类方式的优点是适合长焦距、稳定，但是结构复杂，存在过定位、装调难度大、体积大的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种连续变焦装置，该装置能连续变焦，可靠性高，控制精度高，结构紧凑。
4.本实用新型所采用的技术方案是：
5.一种连续变焦装置，包括主框架、变焦机构、补偿机构和限位机构；
6.变焦机构包括直接安装在主框架底面上的变焦直线导轨组件、直接固定在变焦直线导轨组件的滑块上的变焦透镜组件、安装在主框架侧面上的变焦滚珠丝杆组件和变焦电机、安装在变焦滚珠丝杆组件一端的变焦编码器，变焦滚珠丝杆组件的螺母座与变焦透镜组件直接连接、丝杆由变焦电机驱动；
7.补偿机构与变焦机构平行反向布置，包括直接安装在主框架底面上的补偿直线导轨组件、直接固定在补偿直线导轨组件的滑块上的补偿透镜组件、安装在主框架侧面上的补偿滚珠丝杆组件和补偿电机、安装在补偿滚珠丝杆组件一端的补偿编码器，补偿滚珠丝杆组件的螺母座与补偿透镜组件直接连接、丝杆由补偿电机驱动；
8.限位机构包括位于主框架一端用于确定变焦透镜组件极限位置及变焦编码器零位的变焦光电开关、位于主框架另一端用于确定补偿透镜组件极限位置及补偿编码器零位的补偿光电开关。
9.优选地，连续变焦装置还包括温度传感器，温度传感器和补偿编码器与电路板电连接，用于将-40～60℃各个温度点成像清晰的补偿透镜组件位置记录在电路板中。
10.优选地，限位机构还包括设在变焦透镜组件上用于避免失调时变焦透镜组件和补偿透镜组件撞击损坏的缓冲橡胶垫。
11.优选地，变焦电机通过齿轮系驱动变焦滚珠丝杆组件的丝杆。
12.优选地，补偿电机通过齿轮系驱动补偿滚珠丝杆组件的丝杆。
13.本实用新型的有益效果是：
14.变焦电机和补偿电机分别通过变焦滚珠丝杆机构和补偿滚珠丝杆机构独立控制
变焦透镜组件和补偿透镜组件的位置，实现图像连续变焦功能、图像深度虚化校正功能和任意焦距下的调焦功能；
15.变焦直线导轨组件和补偿直线导轨组件均直接固定在主框架底面，只需保证主框架底面结构刚度即可保证变焦直线导轨组件和补偿直线导轨组件的刚度，进而保证变焦透镜组件和补偿透镜组件的稳定性，保证连续变焦过程中的光轴一致性及齐焦性，在不同环境条件下，可实现图像的清晰成像，可靠性高；
16.变焦编码器和补偿编码器分别安装在变焦滚珠丝杆机构和补偿滚珠丝杆机构的一端，减少了中间传动环节的误差，能记录变焦透镜组件和补偿透镜组件的精确位置，控制精度高；
17.补偿机构与变焦机构平行反向布置，补偿机构与变焦机构均采用一根滚珠丝杆加一个直线导轨组件，结构紧凑。
附图说明
18.图1是本实用新型实施例中连续变焦装置的结构示意图。
19.图中：1-主框架；2.1-变焦透镜组件；2.1.1-缓冲橡胶垫；2.2-变焦直线导轨组件；2.3-变焦滚珠丝杆组件；2.4-变焦电机；2.5-变焦编码器；2.6-变焦光电开关；3.1-补偿透镜组件；3.2-补偿直线导轨组件；3.3-补偿滚珠丝杆组件；3.4-补偿电机；3.5-补偿编码器；3.6-补偿光电开关。
具体实施方式
20.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
21.如图1所示，一种连续变焦装置，包括主框架1、变焦机构、补偿机构、限位机构和温度传感器4。
22.如图1所示，变焦机构包括直接安装在主框架1底面上的变焦直线导轨组件2.2、直接固定在变焦直线导轨组件2.2的滑块上的变焦透镜组件2.1、安装在主框架1侧面上的变焦滚珠丝杆组件2.3和变焦电机2.4、安装在变焦滚珠丝杆组件2.3一端的变焦编码器2.5，变焦滚珠丝杆组件2.3的螺母座与变焦透镜组件2.1直接连接、丝杆由变焦电机2.4驱动，变焦电机2.4通过齿轮系驱动变焦滚珠丝杆组件2.3的丝杆。
23.如图1所示，补偿机构与变焦机构平行反向布置，包括直接安装在主框架1底面上的补偿直线导轨组件3.2、直接固定在补偿直线导轨组件3.2的滑块上的补偿透镜组件3.1、安装在主框架1侧面上的补偿滚珠丝杆组件3.3和补偿电机3.4、安装在补偿滚珠丝杆组件3.3一端的补偿编码器3.5，补偿滚珠丝杆组件3.3的螺母座与补偿透镜组件3.1直接连接、丝杆由补偿电机3.4驱动，补偿电机2.4通过齿轮系驱动补偿滚珠丝杆组件2.3的丝杆。
24.如图1所示，限位机构包括位于主框架1一端用于确定变焦透镜组件2.1极限位置及变焦编码器2.5零位的变焦光电开关2.6、位于主框架1另一端用于确定补偿透镜组件3.1极限位置及补偿编码器3.5零位的补偿光电开关3.6、设在变焦透镜组件2.1上用于避免失调时变焦透镜组件2.1和补偿透镜组件3.1撞击损坏的缓冲橡胶垫2.1.1。
25.温度传感器4和补偿编码器3.5与电路板电连接，用于将-40～60℃各个温度点成像清晰的补偿透镜组件3.1位置记录在电路板中，实现-40～60℃各个温度点在各个焦距均
可清晰成像。
26.在本装置中，变焦电机2.4和补偿电机3.4分别通过变焦滚珠丝杆机构2.3和补偿滚珠丝杆机构3.3独立控制变焦透镜组件2.1和补偿透镜组件3.1的位置，实现图像连续变焦功能、图像深度虚化校正功能和任意焦距下的调焦功能；变焦直线导轨组件2.2和补偿直线导轨组件3.2均直接固定在主框架1底面，只需保证主框架1底面结构刚度即可保证变焦直线导轨组件2.2和补偿直线导轨组件3.2的刚度，进而保证变焦透镜组件2.1和补偿透镜组件3.1的稳定性，保证连续变焦过程中的光轴一致性及齐焦性，在不同环境条件下，可实现图像的清晰成像，可靠性高；变焦编码器2.5和补偿编码器3.5分别安装在变焦滚珠丝杆机构2.3和补偿滚珠丝杆机构3.3的一端，减少了中间传动环节的误差，能记录变焦透镜组件2.1和补偿透镜组件3.1的精确位置，控制精度高；补偿机构与变焦机构平行反向布置，补偿机构与变焦机构均采用一根滚珠丝杆加一个直线导轨组件，结构紧凑。
27.应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。


技术特征：
1.一种连续变焦装置，其特征在于：包括主框架、变焦机构、补偿机构和限位机构；变焦机构包括直接安装在主框架底面上的变焦直线导轨组件、直接固定在变焦直线导轨组件的滑块上的变焦透镜组件、安装在主框架侧面上的变焦滚珠丝杆组件和变焦电机、安装在变焦滚珠丝杆组件一端的变焦编码器，变焦滚珠丝杆组件的螺母座与变焦透镜组件直接连接、丝杆由变焦电机驱动；补偿机构与变焦机构平行反向布置，包括直接安装在主框架底面上的补偿直线导轨组件、直接固定在补偿直线导轨组件的滑块上的补偿透镜组件、安装在主框架侧面上的补偿滚珠丝杆组件和补偿电机、安装在补偿滚珠丝杆组件一端的补偿编码器，补偿滚珠丝杆组件的螺母座与补偿透镜组件直接连接、丝杆由补偿电机驱动；限位机构包括位于主框架一端用于确定变焦透镜组件极限位置及变焦编码器零位的变焦光电开关、位于主框架另一端用于确定补偿透镜组件极限位置及补偿编码器零位的补偿光电开关。2.如权利要求1所述的连续变焦装置，其特征在于：连续变焦装置还包括温度传感器，温度传感器和补偿编码器与电路板电连接，用于将-40～60℃各个温度点成像清晰的补偿透镜组件位置记录在电路板中。3.如权利要求1所述的连续变焦装置，其特征在于：限位机构还包括设在变焦透镜组件上用于避免失调时变焦透镜组件和补偿透镜组件撞击损坏的缓冲橡胶垫。4.如权利要求1所述的连续变焦装置，其特征在于：变焦电机通过齿轮系驱动变焦滚珠丝杆组件的丝杆。5.如权利要求1所述的连续变焦装置，其特征在于：补偿电机通过齿轮系驱动补偿滚珠丝杆组件的丝杆。

技术总结
本实用新型公开了一种连续变焦装置，包括主框架、变焦机构、补偿机构和限位机构；变焦机构包括直接安装在主框架底面上的变焦直线导轨组件、直接固定在变焦直线导轨组件的滑块上的变焦透镜组件、安装在主框架侧面上的变焦滚珠丝杆组件和变焦电机、安装在变焦滚珠丝杆组件一端的变焦编码器，变焦滚珠丝杆组件的螺母座与变焦透镜组件直接连接、丝杆由变焦电机驱动；补偿机构与变焦机构平行反向布置，结构相同；限位机构包括位于主框架两端的变焦光电开关和补偿光电开关。该装置能连续变焦，可靠性高，控制精度高，结构紧凑。结构紧凑。结构紧凑。


技术研发人员：宋鹏飞 李彪 熊涛 吴耀 黄龙凯
受保护的技术使用者：湖北久之洋红外系统股份有限公司
技术研发日：2021.11.29
技术公布日：2022/4/8