一种助视器成像镜头的制作方法

本发明涉及辅助阅读领域，特别涉及一种助视器成像镜头。

背景技术：

助视器是帮助视障人士(包括视力残疾人士以及老人等)进行阅读的辅助工具。目前，助视器采用的技术是基于专用图像处理器，采集数字镜头模组拍摄的图像数据，应用数字图像处理技术对图像数据进行处理，然后将处理后的图像实时显示在LCD屏幕供用户阅读。

其中助视器成像镜头作为光学信号的输入模块，其对最终成像质量的影响是非常大，如果仅仅采用传统摄像镜头替代，不仅加工成本高，而且装配工艺复杂。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种加工难度低，加工工艺简单，精度较高的助视器成像镜头。

为解决上述问题，本发明提供一种助视器成像镜头，包括变焦镜筒、镜筒、变焦环、压紧环、第一变焦镜片组和第二变焦镜片组；镜筒套设在变焦镜筒外，变焦环套设在镜筒外，第一变焦镜片组设置在变焦镜筒内，第二变焦镜片组设置在镜筒的底部开口处；

变焦镜筒上设置有销杆，镜筒壁上轴向开设有导槽，变焦环的内壁上设置有梯形螺纹；销杆的一端穿过导槽伸入梯形螺纹的螺纹牙槽中。

优选地，第一变焦镜片组和第二变焦镜片组之间设置有弹簧，弹簧处于压缩状态。

优选地，还包括环形固定架，环形固定架设置在变焦镜筒和镜筒之间，环形固定架上沿圆周方向间隔设置有3-10组孔，孔内设置有第一钢球组；第一钢球组的直径大于环形固定架的厚度，等于变焦镜筒的外壁到镜筒的内壁的距离。

优选地，环形固定架上沿圆周方向以120°间隔设置有3组孔，每组孔包括轴向上的两个孔。

优选地，还包括压紧环；镜筒的底部向外设置有第一突肩，变焦环底部向外设置有第二突肩，压紧环顶部向内设置有第三突肩；第二突肩上表面设置有环形凹槽，环形凹槽中设置有第二钢球组；第二钢球组的直径等于环形凹槽的槽宽度，大于环形凹槽的槽深度；第二突肩压在第一突肩上；压紧环套设在第一突肩和第二突肩外，且第三突肩压在第二钢球组上。

优选地，第二钢球组的钢球填充满了环形凹槽。

优选地，镜筒的底部向内设置有第一台肩，变焦镜筒的底部向内设置有第二台肩；第一变焦镜片组设置在第二台肩上，由设置在第一变焦镜片组的上边缘的第一压圈固定；第二变焦镜片组设置在第一台肩上，由设置在第二变焦镜片组的上边缘的第二压圈固定。

优选地，变焦镜筒的上部开口处设置有密封件。

优选地，梯形螺纹的牙距的一半和销杆的直径相同。

优选地，导槽的内径和销杆的外径相同；第一变焦镜片组和第二变焦镜片组同主光轴。

本发明具有如下有益效果：

变焦镜筒通过销杆、导槽、螺纹的配合来实现轴向移动，调节方式简单，移动平稳不转动，防止镜片转动对成像的影响。

变焦镜筒和镜筒之间通过第一钢球组定心，同心度高，滑动顺畅。

弹簧可抵消变焦镜筒的重力，并使销杆和变焦环紧密连接，消除结构间隙，使第一变焦镜片组和第二变焦镜片组空气间隔尺寸准确。

通过压紧环使得变焦环和镜筒之间的接触紧密无间隙，使得第一变焦镜片组和第二变焦镜片组定位精确。

本发明的助视器成像镜头加工难度低，装配工艺简单，精度高。

附图说明

图1是助视器成像镜头的外部侧视图。

图2是沿图1“A-A”线截开的剖面图。

图3是镜筒的立体结构图。

图4是镜筒内部结构图。

图5是变焦镜筒及固定架俯视图。

具体实施方式

本发明中的助视器成像镜头，其中变焦镜筒和镜筒的上部指面向拍摄物的一侧，变焦镜筒和镜筒的上部开口指面向拍摄物的开口；变焦镜筒和镜筒的底部指远离拍摄物的一侧，变焦镜筒和镜筒的底部开口指远离拍摄物的一侧开口。

变焦原理：通过调节第一变焦镜片组和第二变焦镜片组的相对位置来实现。

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1和2所示，本发明的助视器成像镜头包括变焦镜筒1、镜筒2、变焦环3、压紧环4、第一变焦镜片组5、第二变焦镜片组6、环形固定架7、弹簧8。第一变焦镜片组5安装于变焦镜筒1底部开口的第二台肩104上，并通过第一压圈102压紧，第一变焦镜片组由一块凹透镜和一块凸透镜组合，变焦镜筒1的上部开口通过第一密封件103密封。第二变焦镜片组6安装于镜筒2底部开口的第一台肩204上，并通过第二压圈203压紧，对本领域技术人员来说，第二变焦镜片组6可以是多个变焦镜片的组合。变焦镜筒1套设在镜筒2内部，变焦环3底部具有向外垂直突出的第二突肩304，镜筒2底部具有向外垂直突出的第一突肩205，变焦环3套设在镜筒2外，且第一突肩205的上表面紧贴着第二突肩304的下表面，第二突肩304的上表面被卡紧环4覆盖卡紧处设置有环形凹槽302，环形凹槽302中填充满第二钢球组303，组成第二钢球组303的各个钢球直径相同，钢球的直径和环形凹槽302的宽度相同，但略大于环形凹槽302的高度。压紧环4套设在变焦环3和镜筒2外，压紧环4设置有第三突肩401，第三突肩401通过压紧位于环形凹槽302上的第二钢球组303，从而使第一突肩205和第二突肩304紧密接触。第一变焦镜片组5和第二变焦镜片组6的光轴与镜筒2、变焦镜筒1、变焦环3和压紧环4的轴心一致。

如图2和图3所示，变焦镜筒1上固定有销杆101，销杆101穿过设置在镜筒2上的导槽201，并嵌入设置在变焦环3内壁上的梯形螺纹301中，从而变焦镜筒1和变焦环3形成螺纹配合，导槽201沿轴向竖直开设，导槽201的内径和销杆101的外径相同，当旋转变焦环3时，销杆101能够沿着导槽201移动并带动变焦镜筒1轴向移动。镜筒2底部和变焦镜筒1底部之间设置有弹簧8，弹簧8在变焦镜筒1轴向移动过程中始终处于压缩状态，从而推动变焦镜筒1向上预紧，并消除销杆101和梯形螺纹301之间的间隙。

如图2、图4和图5所示，变焦镜筒1和镜筒2间设置有环形固定架7，环形固定架7固设在变焦镜筒1上，环形固定架7上设置有3组在圆周上成120°间隔排列的孔702，每组孔具有2个沿着轴向上下配置的孔，孔702中设置有第一钢球组701，第一钢球组701的直径均相同且略大于环形固定架7的厚度，并等于变焦镜筒1和镜筒2的隔距。

在使用过程中，旋转变焦环3，由于销杆101和梯形螺纹301之间的配合，销杆101能够在梯形螺纹301内上下滑动，并带动变焦镜筒1在镜筒2内上下滑动。采用梯形螺纹301具有如下好处：梯形螺纹301的牙距的一半和销杆101的直径相同，且梯形螺纹301与销杆101具有较长的接触线长，容易减少销杆101与变焦环3之间的摩擦阻力，从而提高传动效率，梯形螺纹301具有较深的齿，从而齿内容易储存润滑油脂，梯形螺纹301齿厚较宽，较为耐磨，且可承受较大的载荷。而且由于销杆101穿过镜筒2上的轴向设置的导槽，且导槽201的内径和销杆101的外径相同，销杆101只能沿着导槽201轴向滑动，导槽201的限位作用避免了销杆101以及销杆101带动的变焦镜筒1发生转动，因此即使第一变焦镜片组5上距离光轴相同距离的各个点的加工精度不同，对成像的影响也较小，从而对第一变焦镜片组5的加工精度的要求降低。

压紧环4在变焦环3旋转的时候，通过压紧设置在变焦环3第二突肩304的环形凹槽302中的第二钢球组303，使得变焦环3在平稳转动的同时，变焦环3的第二突肩304和镜筒2的第一突肩205能够紧密接触，从而保证第一变焦镜片组5和第二变焦镜片组6之间的距离精确。

设置在环形固定架7上的第一钢球组701，使得变焦镜筒1能够沿着镜筒2的内壁滑动顺畅，变焦镜筒1和镜筒2之间通过在圆周上呈120°间隔排列的第一钢球组701定心，提高并进一步保证了变焦镜筒1和镜筒2之间的同心度；停止旋转变焦环3，设置在变焦镜筒1底部和镜筒2底部之间的弹簧8处于压缩状态，因此弹簧8推动变焦镜筒1向上预紧，从而精确调整第一变焦镜片组5和第二变焦镜片组6之间的距离。

本发明的助视器成像镜头加工难度低：镜筒2内壁圆柱面与底部开口圆柱面同心共轴，可以在主轴回转精度较高的车床上一次装加切削而成，同轴度由车床保证，避免多次在不同设备上装夹调心而带来的各种误差。同理镜筒2底部开口与第一台肩204的垂直度，变焦镜筒1的内壁圆柱面与外壁圆柱面的同轴度，变焦镜筒1的内壁圆柱面与第二台肩104的垂直度，均只需在车床上一次切削而成，并由车床精度保证。

本发明的助视器成像镜头装配工艺简单：变焦镜筒1和镜筒2通过在环形固定架7上呈120°圆周分布的第一钢球组701定心，该定心装配之后无需调节。销杆101与变焦环3接触间隙由于弹簧的弹力作用自己消除，无需修配。镜筒2和变焦环3之间的间隙通过旋紧压紧环4压紧消除，因此无需对压紧环4精密加工。

本发明的助视器成像镜头精度高：第一变焦镜片组5和第二变焦镜片组6之间的精度由镜筒2、第一钢球组701、变焦镜筒1传递，而镜筒2、第一钢球组701、变焦镜筒1加工精度好，传递关系级数少，第一钢球组701在环形固定架7圆周上呈120°间隔分布，使得变焦镜筒1和镜筒2同心度好，销杆101和变焦环3之间的间隙由弹簧8预紧消除，不存在回程间隙。镜筒2和变焦环3之间的间隙通过压紧环4和第二钢球组303压紧消除。这些配置保证了本发明助视器成像镜头的较高的定位精度。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。