框架一體化式多桿導(dǎo)向連續(xù)變焦裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種框架一體化式多桿導(dǎo)向連續(xù)變焦裝置。它包括具有兩個(gè)腔室的框架，該框架為整體，腔室中有變倍透鏡組和補(bǔ)償透鏡組；變倍透鏡座上安裝有至少3個(gè)直線軸承和1個(gè)變倍透鏡座絲桿螺母；變倍透鏡組絲桿一端連接變倍驅(qū)動(dòng)電機(jī)，另一端插入變倍編碼器中；補(bǔ)償透鏡座上安裝有至少3個(gè)直線軸承和1個(gè)補(bǔ)償透鏡絲桿螺母；補(bǔ)償透鏡組絲桿一端連接補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電機(jī)，另一端插入補(bǔ)償編碼器中；變倍驅(qū)動(dòng)電機(jī)和補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電機(jī)分別固定在立壁上。本發(fā)明框架一體化式多桿導(dǎo)向連續(xù)變焦裝置優(yōu)點(diǎn)是：整體剛性好，精度高，圖像在振動(dòng)條件下穩(wěn)定，整機(jī)的環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，采用多桿導(dǎo)向?qū)崿F(xiàn)運(yùn)動(dòng)的同軸性，結(jié)構(gòu)工藝性好：易于加工和提高裝調(diào)精度、確保導(dǎo)向透鏡運(yùn)動(dòng)中的光軸一致性。
【專利說明】框架一體化式多桿導(dǎo)向連續(xù)變焦裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種框架一體化式多桿導(dǎo)向連續(xù)變焦裝置，屬于精密儀器【技術(shù)領(lǐng)域】，是一種實(shí)現(xiàn)變倍透鏡組和補(bǔ)償透鏡組在軸向上產(chǎn)生有相互運(yùn)動(dòng)關(guān)系的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在長焦距連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)中，變倍透鏡和補(bǔ)償透鏡的運(yùn)動(dòng)關(guān)系的穩(wěn)定性是連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)成功的關(guān)鍵部分。通常的連續(xù)變焦系統(tǒng)中使用凸輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)變焦透鏡組和補(bǔ)償透鏡組的運(yùn)動(dòng)，凸輪機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)是易卡滯、光軸一致性較差、控制精度低、凸輪加工難度高。對于長焦距連續(xù)變焦系統(tǒng)中，因變倍組和補(bǔ)償組的行程較長，對凸輪的加工、凸輪機(jī)構(gòu)的裝調(diào)和驅(qū)動(dòng)控制提出了更高要求。也有一些變焦系統(tǒng)使用滾珠絲杠和導(dǎo)向桿的方式實(shí)現(xiàn)變焦，這種方式的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)平順，不易卡滯，且控制精度很高。這種機(jī)構(gòu)目前來說大多是較短行程(< 60_)內(nèi)所采用，且因?qū)驐U與透鏡組的連接采用直線軸承，由于其本身特點(diǎn)，必然存在微小間隙，在高頻振動(dòng)時(shí)，這種間隙傳遞到透鏡組上將放大，導(dǎo)致圖像晃動(dòng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于，克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種框架一體化式多桿導(dǎo)向連續(xù)變焦裝置，該變焦裝置整體剛性好，精度高，圖像在振動(dòng)條件下穩(wěn)定，整機(jī)的環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)工藝性好:易于加工和提高裝調(diào)精度、確保導(dǎo)向透鏡運(yùn)動(dòng)中的光軸一致性。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種框架一體化式多桿導(dǎo)向連續(xù)變焦裝置，它包括具有兩個(gè)腔室的框架，該框架為整體，其中部立壁一側(cè)腔室為變倍透鏡腔室，安裝包括I個(gè)變倍透鏡的變倍透鏡組，另一測腔室為補(bǔ)償透鏡腔室，安裝包括I個(gè)補(bǔ)償透鏡的補(bǔ)償透鏡組；所述變倍透鏡組包括變倍透鏡座，其上安裝至少3個(gè)用于支承變倍透鏡座的直線軸承和I個(gè)用于帶動(dòng)變倍透鏡座直線移動(dòng)的變倍透鏡座絲桿螺母；穿過直線軸承的變倍透鏡組導(dǎo)向桿及穿過變倍透鏡座絲桿螺母的變倍透鏡組絲桿各自兩端分別與變倍透鏡腔室壁和立壁連接；變倍透鏡組絲桿一端連接變倍驅(qū)動(dòng)電機(jī)，另一端插入固定在變倍透鏡腔室壁上的變倍編碼器中；所述補(bǔ)償透鏡組包括補(bǔ)償透鏡座，其上安裝至少3個(gè)用于支承補(bǔ)償透鏡座的直線軸承和I個(gè)用于帶動(dòng)補(bǔ)償透鏡座直線移動(dòng)的補(bǔ)償透鏡絲桿螺母；穿過直線軸承的補(bǔ)償透鏡組導(dǎo)向桿及穿過補(bǔ)償透鏡組絲桿螺母的補(bǔ)償透鏡組絲桿各自兩端分別與補(bǔ)償透鏡腔室壁和立壁連接；補(bǔ)償透鏡組絲桿一端連接補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電機(jī)，另一端插入固定在補(bǔ)償透鏡腔室壁上的補(bǔ)償編碼器中；變倍驅(qū)動(dòng)電機(jī)和補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電機(jī)分別固定在立壁上。
[0005]進(jìn)一步的技術(shù)方案是:
所述的框架一體化式多桿導(dǎo)向連續(xù)變焦裝置，其變倍編碼器以其外殼體通過一個(gè)編碼器壓環(huán)和編碼器支架固定在變倍透鏡腔室壁上；補(bǔ)償編碼器以其外殼體通過一個(gè)編碼器壓環(huán)和編碼器支架固定在補(bǔ)償透鏡腔室壁上。
[0006]所述的框架一體化式多桿導(dǎo)向連續(xù)變焦裝置，其直線軸承及變倍透鏡座絲桿螺母通過螺釘與變倍透鏡座固定連接；直線軸承及補(bǔ)償透鏡座絲桿螺母通過螺釘與補(bǔ)償透鏡座固定連接。
[0007]所述的框架一體化式多桿導(dǎo)向連續(xù)變焦裝置，其變倍透鏡通過變倍透鏡壓圈固定在變倍透鏡座的中部；補(bǔ)償透鏡通過補(bǔ)償透鏡壓圈固定在補(bǔ)償透鏡座的中部。
[0008]所述的框架一體化式多桿導(dǎo)向連續(xù)變焦裝置，其變倍透鏡座其上安裝的直線軸承有4個(gè)，分布在變倍透鏡的四周；補(bǔ)償透鏡座其上安裝的直線軸承有4個(gè)，分布在補(bǔ)償透鏡的四周。
[0009]所述的框架一體化式多桿導(dǎo)向連續(xù)變焦裝置，其變倍驅(qū)動(dòng)電機(jī)4.7通過一個(gè)聯(lián)軸器與變倍透鏡組絲桿連接；補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過一個(gè)聯(lián)軸器與補(bǔ)償透鏡組絲桿連接。
[0010]所述的框架一體化式多桿導(dǎo)向連續(xù)變焦裝置，其變倍透鏡的光軸與補(bǔ)償透鏡的光
軸重合。
[0011]所述的框架一體化式多桿導(dǎo)向連續(xù)變焦裝置，其變倍透鏡組絲桿和補(bǔ)償透鏡組絲桿均為滾珠絲桿。
[0012]所述的框架一體化式多桿導(dǎo)向連續(xù)變焦裝置，其變倍透鏡組絲桿的兩端分別通過絲桿軸承座組件安裝在變倍透鏡腔室壁和立壁上；補(bǔ)償透鏡組絲桿的兩端分別通過絲桿軸承座組件安裝在補(bǔ)償透鏡腔室壁和立壁上；每個(gè)絲桿軸承座組件內(nèi)有兩個(gè)角接觸球軸承。
[0013]本發(fā)明的顯著有益效果是:1.將兩段運(yùn)動(dòng)行程較大的部件安裝在整體框架上，確保整體機(jī)構(gòu)的剛性和導(dǎo)向桿安裝孔的同軸性；2.多個(gè)導(dǎo)向桿作為導(dǎo)向元件，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的同軸性，在保證光軸運(yùn)動(dòng)一致性的同時(shí)也通過公差控制消除透鏡組件與導(dǎo)向桿連接間隙，使圖像在高頻振動(dòng)條件下穩(wěn)定；3、采用一體化框架，提高了導(dǎo)向桿和滾珠絲杠兩端安裝孔同軸度的加工精度，降低了裝調(diào)難度，提高了裝調(diào)的精度，實(shí)現(xiàn)了變倍透鏡組和補(bǔ)償透鏡組大行程(例如> 160mm)運(yùn)動(dòng)，且確保透鏡運(yùn)動(dòng)中的光軸一致性；4、由于整機(jī)剛性好和多導(dǎo)向桿支承，提高了整機(jī)的環(huán)境適應(yīng)性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明框架一體化式多桿導(dǎo)向連續(xù)變焦裝置立體示意圖。
[0015]圖2是圖1、圖3的A-A剖視圖。
[0016]圖3是圖1的端面向視圖，為圖2本發(fā)明變焦裝置左視圖。
[0017]圖4是圖1的俯視圖。
[0018]圖5是變倍透鏡組的立體示意圖。
[0019]圖6是補(bǔ)償透鏡組的立體示意圖。
[0020]圖中附圖標(biāo)記的名稱為:1 一變倍用編碼器，1.2補(bǔ)償用編碼器，2—導(dǎo)向桿座，3—框架，3.1—變倍透鏡腔室壁，3.2—立壁，3.3—補(bǔ)償透鏡腔室壁，3.4—變倍透鏡腔室，
3.5—補(bǔ)償透鏡腔室，4一變倍透鏡組，4.1一變倍透鏡座，4.2—變倍透鏡，4.3—變倍透鏡壓圈，4.4一變倍透鏡組導(dǎo)向桿，4.5—變倍透鏡組絲桿，4.6—變倍透鏡組絲桿螺母，
4.7 一變倍驅(qū)動(dòng)電機(jī)，5—補(bǔ)償透鏡組，5.1—補(bǔ)償透鏡座，5.2—補(bǔ)償透鏡，5.3—補(bǔ)償透鏡壓圈，5.4一補(bǔ)償透鏡組導(dǎo)向桿,5.5一補(bǔ)償透鏡組絲桿,5.6一補(bǔ)償透鏡組絲桿螺母,5.7 一補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電機(jī)，6—直線軸承，7—絲桿軸承座，8—聯(lián)軸器，9一編碼器壓環(huán)，10—編碼器支架?！揪唧w實(shí)施方式】
[0021]結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明如下:
實(shí)施例1:為基本實(shí)施例。如圖1-6所示，一種框架一體化式多桿導(dǎo)向連續(xù)變焦裝置，它包括具有兩個(gè)腔室的框架3，該框架3為整體，其中部立壁3.2 一側(cè)腔室為變倍透鏡腔室
3.4，安裝包括I個(gè)變倍透鏡4.2的變倍透鏡組4，另一側(cè)腔室為補(bǔ)償透鏡腔室3.5，安裝包括I個(gè)補(bǔ)償透鏡5.2的補(bǔ)償透鏡組5 ;所述變倍透鏡組4包括變倍透鏡座4.1，其上安裝至少3個(gè)用于支承變倍透鏡座4.1的直線軸承6和I個(gè)用于帶動(dòng)變倍透鏡座4.1直線移動(dòng)的變倍透鏡座絲桿螺母4.6 ;穿過直線軸承6的變倍透鏡組導(dǎo)向桿4.4及穿過變倍透鏡座絲桿螺母4.6的變倍透鏡組絲桿4.5各自兩端分別與變倍透鏡腔室壁3.1和立壁3.2連接；變倍透鏡組絲桿4.5 —端連接變倍驅(qū)動(dòng)電機(jī)4.7，另一端插入固定在變倍透鏡腔室壁3.1上的變倍編碼器(I)中；所述補(bǔ)償透鏡組5包括補(bǔ)償透鏡座5.1，其上安裝至少3個(gè)用于支承補(bǔ)償透鏡座5.1的直線軸承6和I個(gè)用于帶動(dòng)補(bǔ)償透鏡座5.1直線移動(dòng)的補(bǔ)償透鏡絲桿螺母
5.6 ;穿過直線軸承6的補(bǔ)償透鏡組導(dǎo)向桿5.4及穿過補(bǔ)償透鏡組絲桿螺母5.6的補(bǔ)償透鏡組絲桿5.5各自兩端分別與補(bǔ)償透鏡腔室壁3.3和立壁3.2連接；補(bǔ)償透鏡組絲桿5.5 一端連接補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電機(jī)5.7，另一端插入固定在補(bǔ)償透鏡腔室壁3.3上的補(bǔ)償編碼器1.2中；變倍驅(qū)動(dòng)電機(jī)4.7和補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電機(jī)5.7分別固定在立壁3.2上。本發(fā)明利用導(dǎo)向桿安裝孔的加工微小偏差實(shí)現(xiàn)變倍透鏡組和補(bǔ)償透鏡組安裝的過定位，以此消除了導(dǎo)向桿與透鏡組之間連接的間隙，解決了振動(dòng)環(huán)境下圖像振動(dòng)的問題。
[0022]實(shí)施例2:為進(jìn)一步的實(shí)施例。與實(shí)施例1不同的是:所述的變倍編碼器I以其外殼體通過一個(gè)編碼器壓環(huán)9和編碼器支架10固定在變倍透鏡腔室壁3.1上；補(bǔ)償編碼器1.2以其外殼體通過一個(gè)編碼器壓環(huán)9和編碼器支架10固定在補(bǔ)償透鏡腔室壁3.3上。所述的直線軸承6及變倍透鏡座絲桿螺母4.6通過螺釘與變倍透鏡座4.1固定連接；直線軸承6及補(bǔ)償透鏡座絲桿螺母5.6通過螺釘與補(bǔ)償透鏡座5.1固定連接。所述的變倍透鏡
4.2通過變倍透鏡壓圈4.3固定在變倍透鏡座4.1的中部；補(bǔ)償透鏡5.2通過補(bǔ)償透鏡壓圈
5.3固定在補(bǔ)償透鏡座5.1的中部。本實(shí)施例的變倍透鏡座4.1其上安裝的直線軸承6有4個(gè)，分布在變倍透鏡4.2的四周；補(bǔ)償透鏡座5.1其上安裝的直線軸承6有4個(gè)，分布在補(bǔ)償透鏡5.2的四周。通常三點(diǎn)即可固定一個(gè)面，對固定一個(gè)部件也是如此，因此，變倍透鏡座4.1其上安裝的直線軸承6有3個(gè)，補(bǔ)償透鏡座5.1其上安裝的直線軸承6有3個(gè)，是又個(gè)實(shí)施例。但本實(shí)例中對變倍透鏡組和補(bǔ)償透鏡組分別采用了四根導(dǎo)桿和一個(gè)滾珠絲杠的連接方式，即使用了五個(gè)點(diǎn)，多余的點(diǎn)產(chǎn)生過定位連接從而消除連接間隙。所述的變倍驅(qū)動(dòng)電機(jī)4.7通過一個(gè)聯(lián)軸器8與變倍透鏡組絲桿4.5連接；補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電機(jī)5.7通過一個(gè)聯(lián)軸器8與補(bǔ)償透鏡組絲桿5.5連接。所述的變倍透鏡4.2的光軸與補(bǔ)償透鏡5.2的光軸重合。所述的其變倍透鏡組絲桿4.5和補(bǔ)償透鏡組絲桿5.5均為滾珠絲桿。所述的變倍透鏡組絲桿4.5的兩端分別通過絲桿軸承座組件7安裝在變倍透鏡腔室壁3.1和立壁3.2上；補(bǔ)償透鏡組絲桿5.5的兩端分別通過絲桿軸承座組件7安裝在補(bǔ)償透鏡腔室壁3.3和立壁
3.2上；每個(gè)絲桿軸承座組件7內(nèi)有兩個(gè)角接觸球軸承。
[0023]變倍透鏡組4和補(bǔ)償透鏡組5分別在框架3腔室內(nèi)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到變倍透鏡組絲桿4.5和補(bǔ)償透鏡組絲桿5.5兩端，則分別用光電開關(guān)和限位開關(guān)限位。上述變倍驅(qū)動(dòng)電機(jī)4.7和補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電機(jī)5.7及變倍編碼器I和補(bǔ)償編碼器1.2可以是同一型號，也可根據(jù)控制需要采用不同型號。
[0024]本發(fā)明權(quán)利要求保護(hù)范圍不限于上述實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種框架一體化式多桿導(dǎo)向連續(xù)變焦裝置，其特征在于:它包括具有兩個(gè)腔室的框架(3)，該框架(3)為整體，其中部立壁(3.2) 一側(cè)腔室為變倍透鏡腔室(3.4)，安裝包括I個(gè)變倍透鏡(4.2)的變倍透鏡組(4)，另一測腔室為補(bǔ)償透鏡腔室(3.5)，安裝包括I個(gè)補(bǔ)償透鏡(5.2)的補(bǔ)償透鏡組(5); 所述變倍透鏡組(4)包括變倍透鏡座(4.1)，其上安裝至少3個(gè)用于支承變倍透鏡座(4.1)的直線軸承(6)和I個(gè)用于帶動(dòng)變倍透鏡座(4.1)直線移動(dòng)的變倍透鏡座絲桿螺母(4.6);穿過直線軸承(6)的變倍透鏡組導(dǎo)向桿(4.4)及穿過變倍透鏡座絲桿螺母(4.6)的變倍透鏡組絲桿(4.5)各自兩端分別與變倍透鏡腔室壁(3.1)和立壁(3.2)連接；變倍透鏡組絲桿(4.5 ) —端連接變倍驅(qū)動(dòng)電機(jī)(4.7)，另一端插入固定在變倍透鏡腔室壁(3.1)上的變倍編碼器(1)中； 所述補(bǔ)償透鏡組(5)包括補(bǔ)償透鏡座(5.1)，其上安裝至少3個(gè)用于支承補(bǔ)償透鏡座(5.1)的直線軸承(6)和I個(gè)用于帶動(dòng)補(bǔ)償透鏡座(5.1)直線移動(dòng)的補(bǔ)償透鏡絲桿螺母(5.6);穿過直線軸承(6)的補(bǔ)償透鏡組導(dǎo)向桿(5.4)及穿過補(bǔ)償透鏡組絲桿螺母(5.6)的補(bǔ)償透鏡組絲桿(5.5)各自兩端分別與補(bǔ)償透鏡腔室壁(3.3)和立壁(3.2)連接；補(bǔ)償透鏡組絲桿(5.5) —端連接補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電機(jī)(5.7 )，另一端插入固定在補(bǔ)償透鏡腔室壁(3.3 )上的補(bǔ)償編碼器(1.2)中； 變倍驅(qū)動(dòng)電機(jī)(4.7)和補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電機(jī)(5.7)分別固定在立壁(3.2)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的框架一體化式多桿導(dǎo)向連續(xù)變焦裝置，其特征在于:變倍編碼器(I)以其外殼體通過一個(gè)編碼器壓環(huán)(9)和編碼器支架(10)固定在變倍透鏡腔室壁(3.1)上；補(bǔ)償編碼器(1.2)以其外殼體通過一個(gè)編碼器壓環(huán)(9)和編碼器支架(10)固定在補(bǔ)償透鏡腔室壁(3.3)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的框架一體化式多桿導(dǎo)向連續(xù)變焦裝置，其特征在于:直線軸承(6)及變倍透鏡座絲桿螺母(4.6)通過螺釘與變倍透鏡座(4.1))固定連接；直線軸承(6)及補(bǔ)償透鏡座絲桿螺母(5.6)通過螺釘與補(bǔ)償透鏡座(5.1)固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的框架一體化式多桿導(dǎo)向連續(xù)變焦裝置，其特征在于:變倍透鏡(4.2)通過變倍透鏡壓圈(4.3)固定在變倍透鏡座(4.1)的中部；補(bǔ)償透鏡(5.2)通過補(bǔ)償透鏡壓圈(5.3)固定在補(bǔ)償透鏡座(5.1)的中部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的框架一體化式多桿導(dǎo)向連續(xù)變焦裝置，其特征在于:變倍透鏡座(4.1)其上安裝的直線軸承(6)有4個(gè)，分布在變倍透鏡(4.2)的四周；補(bǔ)償透鏡座(5.1)其上安裝的直線軸承(6)有4個(gè)，分布在補(bǔ)償透鏡(5.2)的四周。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的框架一體化式多桿導(dǎo)向連續(xù)變焦裝置，其特征在于:變倍驅(qū)動(dòng)電機(jī)(4.7)通過一個(gè)聯(lián)軸器(8)與變倍透鏡組絲桿(4.5)連接；補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電機(jī)(5.7)通過一個(gè)聯(lián)軸器(8 )與補(bǔ)償透鏡組絲桿(5.5 )連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的框架一體化式多桿導(dǎo)向連續(xù)變焦裝置，其特征在于:變倍透鏡(4.2)的光軸與補(bǔ)償透鏡(5.2)的光軸重合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的框架一體化式多桿導(dǎo)向連續(xù)變焦裝置，其特征在于:變倍透鏡組絲桿(4.5)和補(bǔ)償透鏡組絲桿(5.5)均為滾珠絲桿。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的框架一體化式多桿導(dǎo)向連續(xù)變焦裝置，其特征在于:變倍透鏡組絲桿(4.5)的兩端分別通過絲桿軸承座組件(7)安裝在變倍透鏡腔室壁(3.1)和立壁(3.2)上；補(bǔ)償 透鏡組絲桿(5.5)的兩端分別通過絲桿軸承座組件(7)安裝在補(bǔ)償透鏡腔室壁(3.3)和立壁(3.2)上；每個(gè)絲桿軸承座組件(7)內(nèi)有兩個(gè)角接觸球軸承。
【文檔編號】G02B7/04GK103823288SQ201410057921
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年2月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月20日
【發(fā)明者】王波, 郭良賢, 熊濤, 劉明群, 李彪 申請人:湖北久之洋紅外系統(tǒng)股份有限公司