光学调焦系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种光学调焦系统，其包括工作台、多维调整台、立柱、下安装柱、上光学组件和下光学组件；本实用新型的光学调焦系统在使用时，将光学零件安装在多维调整台上，通过上激光准直仪和下激光准直仪光管的共同使用，即通过光学零件反射光管中光源发射的光线与光源本身的光线聚焦并反射，在光管中经过CCD图像传感器获得图像信号，通过高速A/D采样量化后的图像数据送入数字信号处理器进行图像预处理和清晰度的计算，将获得的反馈控制信号送入上电机(所述上电机可以为步进电机)和下电机(步进电机)中，步进电机带动上激光准直仪和下激光准直仪上下运动，调整光管顶端与工件之间的距离，从而实现自动调焦的功能。
【专利说明】
光学调焦系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种机床零部件，尤其涉及一种光学调焦系统。
【背景技术】
[0002]随着机械自动化，智能化的迅猛发展，光学调焦技术的应用显得越来越重要，特别是在工业生产和测量中。光学调焦技术在镜头的设计，加工起到了关键作用，人们的日常生活中用到了大量的光学元件，各种照相机的镜头，望远镜，眼睛片等等，光学调焦技术在加工各种光学元件的过程中起到了决定性的作用。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型目的是提供一种光学调焦系统，其能实现在加工光学元件时，对光学元件进行自动调焦。
[0004]本实用新型解决技术问题采用如下技术方案:一种光学调焦系统，其包括工作台、多维调整台、立柱、下安装柱、上光学组件和下光学组件；
[0005]所述工作台上开设有通孔;所述多维调整台设置于所述工作台上；
[0006]所述立柱固定于所述工作台上，且垂直于所述工作台，并位于所述工作台的上方，所述上光学组件安装于所述立柱上；
[0007]所述下安装柱固定于所述工作台上，且位于所述工作台下部，所述下光学组件固定于所述下安装柱上；同时使得所述下光学组件所发射的光穿过所述工作台的通孔和所述多维调整台，并被所述上光学组件接收。
[0008]可选的，所述多维调整台包括底座、球面调整台、摇摆台、十字微调溜板、工件安装法兰和止脱套；
[0009]所述球面调整台固定于所述底座上，且所述球面调整台的上表面上开设有球面凹槽；
[0010]所述摇摆台设置于所述球面调整台的球面凹槽内，其上表面为平面，下部为与所述球面凹槽的内壁面相配合的球面，
[0011]所述摇摆台的上部可滑动地设置有十字微调溜板，
[0012]所述工件安装法兰固定于所述十字微调溜板上；
[0013]所述止脱套包括螺纹部和形成于所述螺纹部一端的法兰，所述止脱套从竖直方向上穿过所述球面调整台，其螺纹部固定于所述摇摆台上，所述止脱套的法兰与所述球面调整台接触；
[0014]所述底座、球面调整台、摇摆台、十字微调溜板、工件安装法兰和止脱套的中部均沿竖直方向开设有通孔。
[0015]可选的，所述上光学组件包括上导轨、上电机、上滚珠丝杆、上丝母、上光管安装板和上激光准直仪;所述上导轨固定于所述立柱上，所述上导轨为两根，所述两根上导轨均竖直设置，所述上电机固定于所述立柱上，所述上滚珠丝杆同轴固定于所述上电机的输出轴上，且平行于所述上导轨，所述上丝母可转动地设置于所述上滚珠丝杆上，所述上光管安装板可滑动地设置于所述上导轨上，且固定于所述上丝母上，所述上激光准直仪固定于所述上光管安装板上。
[0016]可选的，所述下光学组件包括下丝杠滑台、下电机、下光管安装板和下激光准直仪;所述下丝杠滑台固定于所述下安装柱上，且所述下丝杠滑台的丝杠竖直设置;所述下光管安装板固定于所述丝杠滑台的丝母上，所述下激光准直仪固定于所述下光管安装板上，且所述上激光准直仪和下激光准直仪均竖直设置，并位于同一直线上。
[0017]本实用新型具有如下有益效果:本实用新型的光学调焦系统在使用时，将光学零件安装在多维调整台上，通过上激光准直仪和下激光准直仪光管的共同使用，即通过光学零件反射光管中光源发射的光线与光源本身的光线聚焦并反射，在光管中经过CCD图像传感器获得图像信号，通过高速A/D采样量化后的图像数据送入数字信号处理器进行图像预处理和清晰度的计算，将获得的反馈控制信号送入上电机(所述上电机可以为步进电机)和下电机(步进电机)中，步进电机带动上激光准直仪和下激光准直仪上下运动，调整光管顶端与工件之间的距离，从而实现自动调焦的功能。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的光学调焦系统的结构示意图；
[0019]图2为本实用新型的多维调整台的结构示意图；
[0020]图3为本实用新型的多维调整台的结构示意图；
[0021 ]图4为本实用新型的多维调整台的结构示意图；
[0022]图5为本实用新型的多维调整台的结构示意图；
[0023]图6为本实用新型的上光学组件的结构示意图；
[0024]图7为本实用新型的下光学组件的结构示意图；
[0025]图中标记示意为:1_底座;2-球面调整台；3-摇摆台；4-十字微调溜板;5-工件安装法兰;6-球面凹槽;7-第一凹槽;8-第一电磁铁;9-第二凹槽；I O-第二电磁铁；11-十字微调防护；12-止脱套；101-工作台；102-多维调整台；103-立柱；104-下安装柱；105-上导轨；106-上电机；107-上光管安装板；108-上激光准直仪；109-下丝杠滑台；110-下电机；111-下光管安装板;112-下激光准直仪。
【具体实施方式】
[0026]下面结合实施例及附图对本实用新型的技术方案作进一步阐述。
[0027]实施例1
[0028]本实施例提供了一种光学调焦系统，所述光学调焦系统包括工作台101、多维调整台102、立柱103、下安装柱104、上光学组件和下光学组件。
[0029]所述工作台可以为机床的工作台，或者为机床的床身，在所述工作台上开设有通孔;所述多维调整台设置于所述工作台上。
[0030]所述立柱固定于所述工作台上，且垂直于所述工作台，并位于所述工作台的上方，所述上光学组件安装于所述立柱上;所述下安装柱固定于所述工作台上，且位于所述工作台下部，所述下光学组件固定于所述下安装柱上；同时使得所述下光学组件所发射的光能穿过所述工作台的通孔和所述多维调整台，并被所述上光学组件接收。
[0031]本实施例中，所述多维调整台包括底座1、球面调整台2、摇摆台3、十字微调溜板4和工件安装法兰5。
[0032]所述底座设置于所述工作台上，且所述通孔位于所述底座的正下方。
[0033]所述球面调整台固定于所述底座上，且所述球面调整台的上表面上开设有球面凹槽6;本实施例中，所述底座和所述球面调整台均为圆柱形结构。
[0034]所述摇摆台设置于所述球面调整台的球面凹槽内，且为球缺状，其上表面为平面，下部为与所述球面凹槽的内壁面相配合的球面状外壁面，从而使得所述摇摆台可以在所述球面凹槽内沿X轴、Y轴和Z轴转动;本实施例中，所述摇摆台的上表面也可以呈圆形。
[0035]所述摇摆台的上部设置有十字微调溜板，所述十字微调溜板可以在所述摇摆台的上表面上沿X轴和Y轴平移，从而实现对工件安装法兰的水平二维调整。
[0036]所述工件安装法兰固定于所述十字微调溜板上，在本多维调整台使用时，能将工件固定于所述工件安装法兰上，并可以通过摇摆台实现工件的三维转动调整，并通过十字微调溜板实现工件的二维平面调整，因此可以实现对工件的多维度调整。
[0037]本实施例中，为有效地将摇摆台在调整结束后固定于所述球面调整台，所述球面调整台上开设有第一凹槽7，所述第一凹槽从所述球面调整台的球面向下延伸，且在所述第一凹槽内部固定有第一电磁铁8，当所述第一电磁铁通电时，所述第一电磁铁产生磁场，此时所述摇摆台采用钢等导磁材料制备，从而使得所述第一电磁铁和摇摆台之间产生吸引力，以将所述摇摆台吸合于所述球面调整台上；同时，当所述第一电磁铁断电时，其将无法对所述摇摆台产生吸引力，从而使得摇摆台可以在所述球面调整台的球面凹槽内运动;本实施例中，所述第一凹槽为环形槽，而且所述第一电磁铁也为环形，从而可以使得第一电磁铁放置于所述第一凹槽内。
[0038]同时，为了将所述十字微调溜板在调整结束后固定于所述摇摆台，所述摇摆台上开设有第二凹槽9，所述第二凹槽从所述摇摆台的上平面向下延伸，所述第二凹槽内固定有第二电磁铁10，当所述第二电磁铁通电时，所述第二电磁铁产生磁场，此时所述十字微调溜板采用钢等导磁材料制备，从而使得所述第二电磁铁和十字微调溜板之间产生吸引力，以将所述十字微调溜板吸合于所述摇摆台上；同时，当所述第二电磁铁断电时，其将无法对所述十字微调溜板产生吸引力，从而使得十字微调溜板可以在所述摇摆台的上平面上二维移动；本实施例中，所述第二凹槽也可以为环形槽，而且所述第二电磁铁也为环形，从而可以使得第二电磁铁放置于所述第二凹槽内。
[0039]本实施例中，为对所述十字微调溜板进行调节和防护，所述多维调整台还包括十字微调防护11，所述十字微调防护呈圆筒状，且其下端固定于所述摇摆台的上表面上，并围绕所述十字微调溜板设置。本实施例中，所述十字微调溜板呈多边形状，例如四边形，或者四个角部均具有倒角结构的四边形;沿所述十字微调防护的径向开设有四个螺纹孔，所述四个螺纹孔沿所述十字微调防护的周向均匀分布，并位于同一水平面上，在所述四个螺纹孔内设置有调节螺钉，所述调节螺钉与所述螺纹孔螺纹配合，从而当转动所述调节螺钉时，能对所述十字微调防护的位置进行调节。
[0040]本实施例中，所述十字微调防护的上端，沿所述十字微调防护的径向还向内凸出有法兰，所述法兰呈水平状，所述法兰的内端插入所述工件安装法兰和十字微调溜板之间，且此时，所述十字微调溜板的上平面上形成与所述十字微调防护的水平部配合的台阶。
[0041]为防止所述摇摆台从所述球面调整台脱离，本实施例中，所述多维调整台还包括止脱套12，所述止脱套包括螺纹部和形成于所述螺纹部一端的法兰，所述止脱套从竖直方向上穿过所述球面调整台，其螺纹部固定于所述摇摆台上，所述止脱套的法兰与所述球面调整台接触。所述底座、球面调整台、摇摆台、十字微调溜板、工件安装法兰和止脱套的中部均沿竖直方向开设有通孔。
[0042]所述多维调整台可以通过电磁控制实现自动涨紧与松开，通过第二电磁铁中的通电的电流正反向使线圈上磁和消磁，从而实现十字微调溜板的固定与松开，实现X、Y两个方向平移;通过第一电磁铁的通电电流的正反向使线圈上磁和消磁，从而实现了摇摆台在球面调整台上的固定与松开，进而实现了 Χ、Υ两个方向的旋转，以及Z向的旋转。
[0043]而且本多维调整台的Χ、Υ方向的平移是通过旋转安装在十字微调防护中的调节螺钉来挤压十字微调溜板，从而使得十字微调溜板运动，来达到平移工件安装法兰，实现平移工件的目的。Χ、Υ、Ζ向的旋转是通过手动敲击摇摆台的边缘来实现的，手动敲动摇摆台，使其在球面调整台中摆动，达到Χ、Υ、Ζ向旋转的目的。同时止脱套可以防止摇摆台滑出球面调整台。通过上述的操作，可以方便的实现多维调整台的多维调整和电磁控制，方便于工人操作，适用于各类机床使用。
[0044]本实施例中，所述多维调整台中的十字微调溜板、摇摆台和球面调整台采用的材料都为DT4A纯铁，DT4A纯铁是钢的一种，其主要成分为铁，含碳量在0.04% —下，广泛用于电磁材料，具有高的感磁性和低的抗磁性等特性。同时DT4A纯铁冷热加工性能好，尺寸精度很高。
[0045]所述上光学组件包括上导轨105、上电机106、上滚珠丝杆、上丝母、上光管安装板107和上激光准直仪108;所述上导轨固定于所述立柱上，本实施例中，所述上导轨为两根，所述两根上导轨均竖直设置，所述上电机固定于所述立柱上，所述上滚珠丝杆同轴固定于所述上电机的输出轴上，所述上丝母可转动地设置于所述上滚珠丝杆上，所述上光管安装板可滑动地设置于所述上导轨上，且固定于所述上丝母上，所述上激光准直仪固定于所述上光管安装板上。
[0046]所述下光学组件包括下丝杠滑台109、下电机110、下光管安装板111和下激光准直仪112;所述下丝杠滑台固定于所述下安装柱上，且所述下丝杠滑台的丝杠竖直设置;所述下光管安装板固定于所述丝杠滑台的丝母上，所述下激光准直仪固定于所述下光管安装板上，且所述上激光准直仪和下激光准直仪均竖直设置，并位于同一直线上。
[0047]本实用新型的光学调焦系统在使用时，将光学零件安装在多维调整台上，通过上激光准直仪和下激光准直仪光管的共同使用，即通过光学零件反射光管中光源发射的光线与光源本身的光线聚焦并反射，在光管中经过CCD图像传感器获得图像信号，通过高速A/D采样量化后的图像数据送入数字信号处理器进行图像预处理和清晰度的计算，将获得的反馈控制信号送入上电机(所述上电机可以为步进电机)和下电机(步进电机)中，步进电机带动上激光准直仪和下激光准直仪上下运动，调整光管顶端与工件之间的距离，从而实现自动调焦的功能。
[0048]以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。
[0049]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种光学调焦系统，其特征在于，包括工作台、多维调整台、立柱、下安装柱、上光学组件和下光学组件； 所述工作台上开设有通孔;所述多维调整台设置于所述工作台上； 所述立柱固定于所述工作台上，且垂直于所述工作台，并位于所述工作台的上方，所述上光学组件安装于所述立柱上； 所述下安装柱固定于所述工作台上，且位于所述工作台下部，所述下光学组件固定于所述下安装柱上；同时使得所述下光学组件所发射的光穿过所述工作台的通孔和所述多维调整台，并被所述上光学组件接收。2.根据权利要求1所述的光学调焦系统，其特征在于，所述多维调整台包括底座、球面调整台、摇摆台、十字微调溜板、工件安装法兰和止脱套； 所述球面调整台固定于所述底座上，且所述球面调整台的上表面上开设有球面凹槽； 所述摇摆台设置于所述球面调整台的球面凹槽内，其上表面为平面，下部为与所述球面凹槽的内壁面相配合的球面， 所述摇摆台的上部可滑动地设置有十字微调溜板， 所述工件安装法兰固定于所述十字微调溜板上； 所述止脱套包括螺纹部和形成于所述螺纹部一端的法兰，所述止脱套从竖直方向上穿过所述球面调整台，其螺纹部固定于所述摇摆台上，所述止脱套的法兰与所述球面调整台接触； 所述底座、球面调整台、摇摆台、十字微调溜板、工件安装法兰和止脱套的中部均沿竖直方向开设有通孔。3.根据权利要求2所述的光学调焦系统，其特征在于，所述上光学组件包括上导轨、上电机、上滚珠丝杆、上丝母、上光管安装板和上激光准直仪;所述上导轨固定于所述立柱上，所述上导轨为两根，所述两根上导轨均竖直设置，所述上电机固定于所述立柱上，所述上滚珠丝杆同轴固定于所述上电机的输出轴上，且平行于所述上导轨，所述上丝母可转动地设置于所述上滚珠丝杆上，所述上光管安装板可滑动地设置于所述上导轨上，且固定于所述上丝母上，所述上激光准直仪固定于所述上光管安装板上。4.根据权利要求3所述的光学调焦系统，其特征在于，所述下光学组件包括下丝杠滑台、下电机、下光管安装板和下激光准直仪;所述下丝杠滑台固定于所述下安装柱上，且所述下丝杠滑台的丝杠竖直设置;所述下光管安装板固定于所述丝杠滑台的丝母上，所述下激光准直仪固定于所述下光管安装板上，且所述上激光准直仪和下激光准直仪均竖直设置，并位于同一直线上。
【文档编号】G02B7/09GK205485004SQ201620032299
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月13日
【发明人】焦尚才, 于连生, 王国海
【申请人】北京海普瑞森科技发展有限公司