半嵌套式平面凸轮调焦机构的制作方法

专利名称：半嵌套式平面凸轮调焦机构的制作方法
技术领域：
本发明属于凸轮调焦领域，特别涉及一种半嵌套式光学系统的调焦机构。
背景技术：
通常情况下，透镜是圆形的，相应的用来装配固定透镜的镜座或镜筒也是圆形的。为了使结构简单而紧凑，加工方便，从易于保证透镜间同轴度及各种配合公差等各方面综合考虑，在凸轮调焦领域中，大多采用的是圆柱凸轮。然而，在某些光学调焦系统中，圆柱凸轮结构有其局限性。如图I所示的光学系统中，透镜a与c构成一透镜组，透镜b与d构成另一透镜组。调焦时，透镜a与c整体向右移动，透镜b与d整体向左移动，四透镜构成半嵌套式结构。对于类似于图I所示的半嵌套式光学系统，采用圆柱凸轮结构将是非常复杂的，需要用 到多层镜筒套合结构，而且除了凸轮槽外，镜筒上还需要开设各种过孔与导向槽，总体上难以保证光学系统的调焦精度。

发明内容
为了满足半嵌套式光学系统的调焦要求，简化半嵌套式圆柱凸轮调焦机构，本发明的目的是提供一种半嵌套式平面凸轮调焦机构。本发明解决技术问题所采取的技术方案是，半嵌套式平面凸轮调焦机构，包括第一镜座、第二镜座、第三镜座、第四镜座、第一连杆、第二连杆、镜座导轨、平面凸轮、第一导钉，第二导钉；第一镜座、第二镜座、第三镜座、第四镜座沿光轴方向依次排列，且仅沿与光轴平行的镜座导轨移动；第一镜座与第三镜座通过第一连杆固连，相对位置保持不变，组成第一镜座组；第二镜座与第四镜座通过第二连杆固连，相对位置保持不变，组成第二镜座组；第一镜座组与第二镜座组仅沿光轴方向有相对位移，构成半嵌套式结构；平面凸轮上设有第一凸轮槽和第二凸轮槽；第一导钉与第一镜座固连，且与第一凸轮槽滑动连接；第二导钉与第二镜座固连，且与第二凸轮槽滑动连接。本发明能够实现半嵌套式光学系统的调焦要求，相对于圆柱凸轮，结构简单，加工方便，易于保证系统的各种精度要求。


图I是半嵌套式光学系统示意图；图2是半嵌套式平面凸轮调焦机构的立体图；图3是图2中四镜座与平面凸轮的立体图；图4是图3的左视图；图5是半嵌套式平面凸轮调焦机构沿光轴方向的前视具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明如图2、图3、图4、图5所示，半嵌套式平面凸轮调焦机构，包括第一镜座I、第二镜座2、第三镜座3、第四镜座4、第一连杆5、第二连杆6，镜座导轨7，镜座导轨连扳8，平面凸轮9,第一导钉10,第二导钉11,螺母12、凸轮导轨13,丝杠14,凸轮导轨连扳15,联轴器16、电机17 ;第一镜座I与第三镜座3通过第一连杆5固定连接，相对位置保持不变，组成第一镜座组；第二镜座2与第四镜座4通过第二连杆6固定连接，相对位置保持不变，组成第二镜座组；第一镜座组与第二镜座组之间有相对位移，四镜座构成半嵌套式结构。该调焦机构通过改变第一镜座组与第二镜座组的位置以实现对整个系统的调焦。每个镜座内至少安装一块透镜，第一镜座I两侧对称设有第一导向孔1-1、第一连接孔1-2 ;第二镜座2两侧对称设有第二导向孔2-1、第二连接孔2-2、第一过孔2-3 ;第三镜座3两侧对称设有第三导向孔3-1、第三连接孔3-2、第二过孔3-3 ;第四镜座4两侧对称设有第四导向孔4-1、第四连接孔4-2。为了保证第一导向孔1-1、第二导向孔2-1、第三导向 孔3-1、第四导向孔4-1的同轴度与一致性，保证第一连接孔1-2、第二连接孔2-2、第三连接孔3-2、第四连接孔4-2的同轴度与一致性，可采用整体加工法，即四镜组固定在一起后同时加工各个孔。第一连杆5穿过第二镜座2上的第一过孔2-3，并且其两端分别与第一镜座I上的第一连接孔1-2和第三镜座3上的第三连接孔3-2连接固定，以保持第一镜座I与第三镜座3的相对位置不变,将第一镜座I与第三镜座3连接成一整体,构成第一镜座组；同样地，第二连杆6穿过第三镜座3上的第二过孔3-3，并且其两端分别与第二镜座2上的第二连接孔2-2和第四镜座4上的第四连接孔4-2连接固定，以保持第二镜座2与第四镜座4的相对位置不变，将第二镜座2与第四镜座4连接成一整体，构成第二镜座组。第一连接孔1-2、第二连接孔2-2、第三连接孔3-2、第四连接孔4-2均为凸台结构，必要时可修磨此凸台以调节镜座间的相对位置。与光轴平行的镜座导轨7依次穿过第一至四镜座两侧的第一导向孔1-1、第二导向孔2-1、第三导向孔3-1、第四导向孔4-1，这样可以确保四个镜座的同轴度，让四个镜座沿导轨方向移动。镜座导轨7与四个镜座上的导向孔装调时需要配研，保证其配合公差在(TO. Olmm内。装调时还需要调节两镜座导轨7的平行度使其符合系统要求。装调完毕后，用镜座导轨连扳8将两镜座导轨7最终固定住。平面凸轮9上设有第一凸轮槽9-1和第二凸轮槽9-2，第一镜座I和第二镜座2的底部分别开设有第一螺纹盲孔1-4与第二螺纹盲孔2-4，第一导钉10穿过第一凸轮槽9-1螺纹固定在第一镜座I的第一螺纹盲孔1-4内，且与第一凸轮槽9-1滑动连接；第二导钉11穿过第二凸轮槽9-2螺纹固定在第二镜座2的第二螺纹盲孔2-4内，且与第二凸轮槽(9-2)滑动连接。第一导钉10、和第二导钉11与凸轮槽的配合公差均为(Γ0. 1_。平面凸轮9上还对称设有导轨孔9-3，凸轮导轨13穿过导轨孔9_3，并且其两端分别被固定在凸轮导轨连扳15上，平面凸轮9沿凸轮导轨13移动，确保平面凸轮9移动精度。螺母12固定在平面凸轮9的底部，丝杠14旋进螺母12内并且其两端旋转连接在凸轮导轨连扳15上。丝杠14通过联轴器16与电机17相连。整个调焦的运动过程为电机17旋转，带动丝杠14旋转，从而推动螺母12移动，在凸轮导轨13的导向作用下，平面凸轮9跟随螺母12沿凸轮导轨13的方向前后移动。在平面凸轮9的移动过程中，第一凸轮槽9-1的侧面推动第一导钉10，从而带动由第一镜座I和第三镜座3构成的第一镜座组沿镜座导轨7的方向前后移动；同时，第二凸轮槽9-2通过第二导钉11带动由第二镜座2和第四镜座4构成的第二镜座组沿镜座导轨7的方向前后移动，从而实现对整个系统的调焦。第一镜座组与第二镜座组的运动规律分别由第一凸轮槽9-1与第二凸轮槽9-2的运动 规律曲线而定。
权利要求
1.半嵌套式平面凸轮调焦机构，其特征在于，包括第一镜座(I)、第二镜座(2)、第三镜座(3)、第四镜座(4)、第一连杆(5)、第二连杆(6)、镜座导轨(7)、平面凸轮(9)、第一导钉(10)，第二导钉(11);第一镜座(I)、第二镜座(2)、第三镜座(3)、第四镜座(4)沿光轴方向依次排列，且仅沿与光轴平行的镜座导轨(7)移动；第一镜座(I)与第三镜座(3)通过第一连杆(5)固连，相对位置保持不变，组成第一镜座组；第二镜座(2)与第四镜座(4)通过第ニ连杆(6)固连，相对位置保持不变，组成第二镜座组；第一镜座组与第二镜座组仅沿光轴方向有相对位移，构成半嵌套式结构；平面凸轮(9)上设有第一凸轮槽(9-1)和第二凸轮槽(9-2);第一导钉(10)与第一镜座(I)固连，且与第一凸轮槽(9-1)滑动连接；第二导钉(11)与第二镜座(2)固连，且与第二凸轮槽(9-2)滑动连接。
2.如权利要求书I所述的半嵌套式平面凸轮调焦机构，其特征在于，所述的第一镜座(I)两侧对称设有第一导向孔(1-1)、第一连接孔(1-2)，底部设有第一螺纹盲孔(1-4);第ニ镜座两侧对称设有第二导向孔(2-1)、第二连接孔(2-2)、第一过孔(2-3)，底部设有第二螺纹盲孔(2-4);第三镜座两侧对称设有第三导向孔(3-1)、第三连接孔(3-2)、第二过孔(3-3 );第四镜座两侧对称设有第四导向孔(4-1 )、第四连接孔(4-2 )。
3.如权利要求2所述的半嵌套式平面凸轮调焦机构，其特征在于，所述的第一连接孔(1-2)、第二连接孔(2-2)、第三连接孔(3-2)、第四连接孔(4-2)均为凸台结构。
4.如权利要求I所述的半嵌套式平面凸轮调焦机构，其特征在于，所述的第一镜座(I)、第二镜座(2)、第三镜座(3)、第四镜座(4)内至少安装ー块透镜。
5.如权利要求I所述的半嵌套式平面凸轮调焦机构，其特征在于，所述的第一连杆(5)的两端穿过第一过孔(2-3)与第一连接孔(1-2)及第三连接孔(3-2)固定连接；所述的第二连杆(6)的两端穿过第二过孔(3-3)与第二连接孔(2-2)及第四连接孔(4-2)固定连接；所述的镜座导轨(7)依次穿过第一导向孔(1-1)、第二导向孔(2-1)、第三导向孔(3-1)、第四导向孔(4-1)。
6.如权利要求I所述的半嵌套式平面凸轮调焦机构，其特征在于，所述的第一导钉(10)通过第一镜座(I)上的第一螺纹盲孔(1-4)与第一镜座(I)螺纹固定连接；所述的第ニ导钉(11)通过第二镜座(2)上的第二螺纹盲孔(2-4)与第二镜座(2)螺纹固定连接。
全文摘要
半嵌套式平面凸轮调焦机构，属于凸轮调焦领域，特别涉及一种半嵌套式光学系统的调焦机构。本发明提供的半嵌套式平面凸轮调焦机构简化了圆柱凸轮调焦机构，满足半嵌套式光学系统的调焦要求，该机构主要包括第一镜座、第二镜座、第三镜座、第四镜座、第一连杆、第二连杆、镜座导轨、平面凸轮、第一导钉、第二导钉等。第一、三镜座构成的第一镜座组与第二、四镜座构成的第二镜座组之间有相对位移，四镜座构成半嵌套式结构；通过平面凸轮的两凸轮槽，分别控制第一镜座组与第二镜座组的运动规律，实现系统所需要的调焦功能。相对于圆柱凸轮，本发明结构简单，加工方便，易于保证系统的各种精度要求。
文档编号G02B7/10GK102854603SQ20121031294
公开日2013年1月2日 申请日期2012年8月29日 优先权日2012年8月29日
发明者李小虎, 黄剑波 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所