用于自动变焦镜头的高精度导向机构的制作方法

1.本实用新型涉及光学仪器部件结构，具体为一种用于自动变焦镜头的高精度导向机构。


背景技术：

2.机械补偿式变焦是目前应用最广泛的光学变焦方式，其基本原理为通过凸轮转动带动各变焦光学组元按设定轨迹沿光轴方向移动，达到改变光学组元之间空气间隔的目的，从而实现光学变焦；保证运动光学组元的光轴与整个光学系统的光轴相对偏移量控制在规定的范围内对于变焦系统尤为重要。
3.本申请人单位曾详细研究将变焦运动光学组元置于线性导轨上，依靠线性导轨导向实现沿光轴的运动，有两项研究已申请了专利并获授权。
4.1、授权公告号为cn 207181788u的《全闭环自动变倍镜头》实用新型专利。
5.2、授权公告号为cn216485734u的《无齿轮传动式全闭环自动变倍镜头》实用新型专利。
6.上述两项专利在实际应用中发现有如下问题：
7.1、由于线性导轨制造误差的存在，导致变焦组元在执行变焦运动过程中存在偏离光轴的“蛇形”移动，这将严重影响变焦精度，直接导致变倍过程视野中心的偏移和光学系统成像质量变坏。
8.2、线性导轨长时间运动亦会导致磨损，磨损后必然使“问题1”愈发严重。
9.3、高精度线性导轨价格昂贵。


技术实现要素：

10.为解决现有技术的不足，本实用新型提出了一种用于自动变焦镜头的高精度导向机构。
11.能够解决上述技术问题的用于自动变焦镜头的高精度导向机构，其技术方案包括平行于光轴向设置的导向副，变倍螺旋轴通过连接销钉带动变倍组元和补偿组元于导向副上按设定轨迹移动，所不同的是：
12.1、所述导向副包括左、右两根导向杆，各导向杆上滑动安装有前、后两个导向套。
13.2、各导向套的滑动面设置在前、后部的套孔处，各导向套的前、后部上均开设有凹槽，各凹槽的底部开设有一径向销孔，各销孔的轴线平行于连接销钉的轴线且同时位于左、右两根导向杆所确定平面的上侧或下侧；各销孔中穿设有由耐磨塑料制成的压销，各凹槽内设有紧箍在各压销顶部上的弹性圈，径向收缩的弹性圈将各压销的底部压紧贴实在对应的导向杆上而实现导向套与导向杆精密配合的线接触。
14.进一步，所述变倍组元固装于左、右两根导向杆的前导向套上，所述补偿组元固装于左、右两根导向杆的后导向套上。
15.按常规设置，所述变倍螺旋轴设于左、右两根导向杆的中间下方，变倍螺旋轴的顶
部处于左、右两根导向杆轴线所在的平面上。
16.优选的，各导向杆采用不锈钢材料制作，各导向套采用锡青铜材料制作。
17.优选的，所述弹性圈采用紧箍在凹槽内的拉伸弹簧。
18.本实用新型的有益效果：
19.本实用新型用于自动变焦镜头的高精度导向机构的结构中，导向杆与导向套的滑动采用了线接触的精密配合，具有变倍导向精度高、使用寿命长、工艺简单、成本低等特点。
附图说明
20.图1为本实用新型一种实施方式爆炸图。
21.图2(a)为图1实施方式中导向副的结构示意图。
22.图2(b)为图2(a)中的a-a剖视图。
23.图号标识：1、导向杆；2、导向套；2-1、凹槽；3、压销；4、弹性圈；5、变倍组元；6、补偿组元；7、变倍螺旋轴；8、镜头主体；9、前固定组元；10、后固定组元；11、弹性联轴器；12、变倍电机；13、连接销钉。
具体实施方式
24.下面结合附图所示实施方式对本实用新型的技术方案作进一步说明。
25.本实用新型用于自动变焦镜头的高精度导向机构，包括平行于光轴向设置在镜头主体8内的导向副，所述导向副包括左、右两根导向杆1以及各导向杆1上滑动安装的前、后两个导向套2，左、右两根导向杆1的前、后端通过镜头主体8前、后两端的四个高精度孔安装就位，各导向套2的套孔中部的孔径大于前、后部的套孔孔径而避空导向杆1，即各导向套2与对应导向杆1的滑动配合面处在导向套2前、后部的套孔处，如图1、图2所示。
26.前固定组元9、变倍组元5、补偿组元6和后固定组元10按顺序由前(物象)到后(镜像)同光轴布置，前固定组元9和后固定组元10安装于镜头主体8的前、后端面上，所述变倍组元5和补偿组元6设于镜头主体8内，变倍组元5的镜座固定安装于左、右两根导向杆1的两个前导向套2上，所述补偿组元6的镜座固定安装于左、右两根导向杆1的两个后导向套2上，左、右两根导向杆1中间下方的镜头主体8内安装有平行于光轴的变倍螺旋轴7，所述变倍螺旋轴7的顶部处于左、右两根导向杆1的轴线所在的平面上，变倍螺旋轴7的后端通过弹性联轴器11连接变倍电机12，所述变倍电机12带动变倍螺旋轴7转动，变倍螺旋轴7通过前、后的连接销钉13分别带动变倍组元5和补偿组元6于导向副上按设定轨迹移动，如图1所示。
27.对应于各导向套2的前、后部分别于套体上开设有方形状的凹槽2-1，各方形凹槽2-1的底部开设有一贯通导向套2的销孔，各销孔的轴线平行于连接销钉13的轴线且同时位于左、右两根导向杆1所确定平面的上侧或下侧，各销孔中均穿设有压销3，各方形凹槽2-1内紧箍有拉伸弹簧而形成弹性圈4，所述弹性圈4的收缩力作用在各压销3的顶部，进而将各压销3的底部压紧贴实在对应导向杆1上，实现了导向套2与导向杆1的线接触配合，为精密导向提供了保障，如图2所示。
28.所述变倍电机12通过线路连接驱动控制电路板的输出端，所述驱动控制电路板于镜头主体8内设置在各光学组元的上方且平行于左、右两根导向杆1，驱动控制电路板的输入端通过六针航空插座连接pc机串口和外部供电电源。


技术特征：
1.用于自动变焦镜头的高精度导向机构，包括平行于光轴向设置的导向副，变倍螺旋轴(7)通过连接销钉(13)带动变倍组元(5)和补偿组元(6)于导向副上按设定轨迹移动，其特征在于：所述导向副包括左、右两根导向杆(1)，各导向杆(1)上滑动安装有前、后两个导向套(2)；各导向套(2)的滑动面设置在前、后部的套孔处，各导向套(2)的前、后部上均开设有凹槽(2-1)，各凹槽(2-1)的底部开设有一径向销孔，各销孔的轴线平行于连接销钉(13)的轴线且同时位于左、右两根导向杆(1)所确定平面的上侧或下侧，各销孔中穿设有由耐磨塑料制成的压销(3)，各凹槽(2-1)内设有紧箍在各压销(3)顶部上的弹性圈(4)，径向收缩的弹性圈(4)将各压销(3)的底部压紧贴实在对应的导向杆(1)上而实现导向套(2)与导向杆(1)精密配合的线接触。2.根据权利要求1所述的用于自动变焦镜头的高精度导向机构，其特征在于：所述变倍组元(5)固装于左、右两根导向杆(1)的前导向套(2)上，所述补偿组元(6)固装于左、右两根导向杆(1)的后导向套(2)上。3.根据权利要求1所述的用于自动变焦镜头的高精度导向机构，其特征在于：所述变倍螺旋轴(7)设于左、右两根导向杆(1)的中间下方，变倍螺旋轴(7)的顶部处于左、右两根导向杆(1)轴线所在的平面上。4.根据权利要求1～3中任何一项所述的用于自动变焦镜头的高精度导向机构，其特征在于：各导向杆(1)采用不锈钢材料制作，各导向套(2)采用锡青铜材料制作。5.根据权利要求1～3中任何一项所述的用于自动变焦镜头的高精度导向机构，其特征在于：所述弹性圈(4)为紧箍在凹槽(2-1)内的拉伸弹簧。

技术总结
本实用新型公开了一种用于自动变焦镜头的高精度导向机构，包括平行于光轴向设置的导向副，变倍螺旋轴通过连接销钉带动变倍组元和补偿组元于导向副上按设定轨迹移动。导向副包括左、右导向杆，各导向杆上滑动安装有前、后导向套；各导向套的滑动面设置在前、后部的套孔处，各导向套的前、后部上开设有凹槽，各凹槽的底部上开设有径向销孔，各销孔的轴线平行于连接销钉的轴线且同时位于左、右两根导向杆所在平面的上侧或下侧，各销孔中穿设有由耐磨塑料制成的压销，各凹槽内设有紧箍在各压销顶部上的弹性圈，径向收缩的弹性圈将各压销的底部压紧贴实在对应导向杆上而实现导向套与导向杆精密配合的线接触，实现了高精度和长寿命的变倍导向。倍导向。倍导向。


技术研发人员：卢定宇
受保护的技术使用者：桂林弗克斯光电仪器有限公司
技术研发日：2022.08.30
技术公布日：2022/12/30