CN106772924B

CN106772924B - 一种连续变焦光学镜头运动组件的调试装置及调试方法

Info

Publication number: CN106772924B
Application number: CN201710118293.7A
Authority: CN
Inventors: 李珂; 焦燕; 徐列群; 魏志鹏; 侯晓莹
Original assignee: 717th Research Institute of CSIC
Current assignee: 717th Research Institute of CSIC
Priority date: 2017-03-01
Filing date: 2017-03-01
Publication date: 2022-11-08
Anticipated expiration: 2037-03-01
Also published as: CN106772924A

Abstract

本发明公开了一种连续变焦光学镜头运动组件的调试装置，包括机箱、调试区模块、CCD区模块、探测器区模块、供电模块、输出接口和散热模块；调试区模块包括计时器、调试区电压/电流表头、红/绿信号指示灯、正反转开关和电压调节旋钮；CCD区模块包括CCD供电开关和CCD区电压/电流表头；探测器区模块包括探测器供电开关和探测器区电压/电流表头；供电模块包括CCD电源模块、探测器电源模块、调试电源模块和主电源模块；输出接口包括正负极接线柱和微动开关插座；散热模块包含两个轴流风机；还公开了其调试方法；本发明解决了传统装调仪器无法分时或同时驱动多个运动组件，运动组件正反向切换不便，微动开关安装不精准，操作使用安全系数低等问题。

Description

一种连续变焦光学镜头运动组件的调试装置及调试方法

技术领域

本发明属于光学装调技术领域，具体涉及一种连续变焦光学镜头运动组件的调试装置，以及其调试方法。

背景技术

连续变焦光学镜头依靠自身各运动组件的配合联动实现对远近不同距离的目标成大小连续变化的实像。调焦组、拉虚组、变焦组通常是电视、红外等连续变焦光学镜头必不可少的运动机构组件，为保证多批次待调试镜头相应运动组件在主镜筒中配合联动的平滑性和一致性，必须对其滑动摩擦力矩大小、力矩均匀性及往复运行时间进行测试调整。

连续光学镜头的装调一般分为试装、整装及配合光敏成像器件的光轴一致性装调等流程。

在试装、整装阶段，镜头应完成各运动组件及对应两端极限位微动开关的配装。目前各运动组件安装时通常依靠装配技师的手感衡量摩擦力矩大小及力矩均匀性，并以经验推测组件运转平滑性是否舒适。微动开关的配装方法是保证各组件运动到两端极限位时，触发微动开关即可，对影响运动时间长短的开关精确安装位置及安装角度未有明确要求。由于缺乏对摩擦力矩大小、力矩均匀性、运行时间的定量指标要求，不同技能水平的技师装配的相同组件性能指标存在差异，即使同一技师装配的不同批次相同组件上述指标也难以保证一致，镜头使用过程中易出现因与镜筒配合间隙过大或过小导致的组件晃动、运动迟缓等现象，严重时甚至出现松脱、卡滞故障，运动状态的一致性无法保证，整装完成的镜头质量参差不齐。

光轴一致性装调阶段需要通过各运动组件的联动，并配合成像器件的成像，保证变焦过程中目标像始终绕成像面中心成放大或缩小的清晰像。组件运动及器件成像均需要可调直流电源供电，其中组件供电电压为可调电压0～12V，CCD成像器件为固定电压12V，探测器成像器件为固定电压24V。直流电源通常有两路可调电压输出端子，一路用于为成像器件供电，一路用于驱动调焦、拉虚、变焦组中的某一运动组件。此种操作方式一次只能驱动一个组件运动，且正反向驱动调节时需切换正负极；当驱动另一个组件时，必须拆下前一个组件所接电源线重新连线，无法实现各组件的分时联动或同时联动，操作繁琐且存在短接的可能性，容易损坏运动组件或供电电源。更换电源线或切换电源正负极过程中，若无意误碰到成像器件电压调节旋钮，导致电压超出安全供电范围，还可能导致贵重成像器件的烧毁。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中依靠手感装调、无法分时或同时驱动多个运动组件，运动组件正反向切换不便，微动开关安装不精准，操作使用安全系数低等问题，提供了一种安全可靠、专业化的连续变焦光学镜头运动组件调试装置，同时兼顾了光敏成像器件的供电集成，并确定了各运动组件的数字量化式调试方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种连续变焦光学镜头运动组件的调试装置，包括机箱和安装在机箱内的调试区模块、CCD区模块、探测器区模块、供电模块、输出接口和散热模块；所述的调试区模块包括为运动组件的运行时间进行计时的计时器、实时显示运动组件在主镜筒中运动时的电压与电流值的调试区电压/电流表头、红/绿信号指示灯、正反转开关和电压调节旋钮；所述的CCD区模块包括CCD供电开关和CCD区电压/电流表头；所述的探测器区模块包括探测器供电开关和探测器区电压/电流表头；所述的供电模块包括为CCD成像器件供电的CCD电源模块、为探测器成像器件供电的探测器电源模块以及为调试区模块、调试区电压/电流表头、CCD区电压/电流表头和探测器区电压/电流表头供电的调试电源模块和为CCD电源模块、探测器电源模块、调试电源模块和计时器供电的主电源模块；所述的输出接口包括两个正负极接线柱和一个微动开关插座；所述散热模块包含两个轴流风机。

所述的一种连续变焦光学镜头运动组件的调试装置，其调试区模块有三个。

所述的一种连续变焦光学镜头运动组件的调试装置，其计时器计时精度0.1s。

所述的一种连续变焦光学镜头运动组件的调试装置，其调试区电压/电流表头的显示分辨率为0.1V/0.1A，精度±1%。

所述的一种连续变焦光学镜头运动组件的调试装置，其CCD电源模块为DC24V转DC12V2A输出，所述的探测器电源模块为DC24V转DC24V5A输出，

所述的一种连续变焦光学镜头运动组件的调试装置，其调试电源模块共四路输出，其中三路为DC24V转DC0V～12V2A×3路输出，用于为调试区模块电机供电，另一路为DC24V转DC5V2A路输出，用于为调试区电压/电流表头、CCD区电压/电流表头以及探测器区电压/电流表头供电。

所述的一种连续变焦光学镜头运动组件的调试装置，位于调试区内的正负极接线柱与连续变焦镜头中调焦、拉虚、变焦的运动组件的电机接通，位于调试区的微动开关插座与运动组件两极限位置的微动开关接通，位于CCD区的正负极接线柱与电视CCD接通，位于探测区的正负极接线柱与红外探测器接通。

一种基于权利要求1所述调试装置的连续变焦光学镜头运动组件调试方法，包括以下步骤：

步骤1：将待调试运动组件各电机分别与正负极接线柱接通，将待调试运动组件各微动开关分别与微动开关插座接通；

步骤2：将计时器清零，将各待调试运动组件的运动行程分成n小段，驱动对应的待调试运动组件从初端极限位置运动至末端极限位置，计时器显示正行程运动时间；驱动对应待调试运动组件从末端极限位置运动至初端极限位置，计时器显示逆行程运动时间；

步骤3：记录n小段节点位置处的电压/电流值，正/逆行程运行时间；通过对各节点位置电压/电流值的比较，等效得出各位置点的摩擦力矩大小、力矩均匀性指标；通过对正/逆行程运行时间的统计，得出一次或多次往复行程的运行时间；若为批次性镜头运动组件装配，通过对各批次同一运动组件电压/电流值、往复行程运行时间的比较，得出该批次摩擦力矩大小、力矩均匀性、往复行程运行时间的统计结果；

步骤4：对步骤3得出的结果分析，若运动组件各节点位置摩擦力矩整体偏大，出现运动迟缓现象，应修切运动组件与镜筒配合面，并重点修切力矩较大位置处的修切量，保证各节点力矩均匀性基本一致，往复运行时间符合使用要求；若运动组件各节点位置摩擦力矩整体偏小，出现运动晃动现象，应及时确认是否更换运动配合件，更换后按步骤2、3重新测试调整。

本发明的有益效果是：

（1）本发明的调试方法以运动组件 “等效摩擦力矩大小、力矩均匀性”、“行程运行时间”的数字量化值，代替传统依靠手感装配衡量连续变焦镜头运动平滑性和均匀性的装调方法，能保证单一或批次性运动组件装调参数控制的准确性和一致性，提高镜头装调的质量和效率。

（2）本装置集成了三个调试区模块、一个CCD区模块和一个探测器区模块，可至少满足调焦组、拉虚组、变焦组三个运动组件的分时或同时联动、正向、反向信号指示运动及运动行程计时，兼具为CCD成像器件、探测器成像器件的安全供电，解决了传统装调仪器使用不便、微动开关安装不精准，操作安全系数低等难题，实现了一机多能，高度集成。

附图说明

图1是本发明装置的结构框图；

图2是本发明装置的外形立体图；

图3是本发明装置的主视图；

图4是本发明装置的内部结构图。

各附图标记为：1—调试区模块，11—计时器，12—调试区电压/电流表头，13—红/绿信号指示灯，14—正反转开关，15—电压调节旋钮，2—CCD区模块，21—CCD供电开关，22—CCD区电压/电流表头，3—探测器区模块，31—探测器供电开关，32—探测器区电压/电流表头，4—供电模块，41—主电源模块，42—CCD电源模块，43—探测器电源模块，44—调试电源模块，5—输出接口，51—正负极接线柱，52—微动开关插座，6—散热模块，7—机箱。

具体实施方式

参照图1至图4所示，本发明公开了一种连续变焦光学镜头运动组件的调试装置，包括机箱7和安装在机箱7内的调试区模块1、CCD区模块2、探测器区模块3、供电模块4、输出接口5和散热模块6；其中调试区模块含调试区一、调试区二和调试区三，功能组成相同，适用于三个运动组件的分时或同时调试；适用于调焦组、拉虚组、变焦组等三个运动组件的分时或同时调试，也可以根据使用需求单独调试某一个或某二个运动组件；

所述的调试区模块1包括：

计时器11，为运动组件前行、后退的运行时间进行计时，清零以后可以记录任意一段距离的时间，也可以记录行程总时间，计时精度0.1s；

调试区电压/电流表头12，实时显示运动组件在主镜筒中运动时的电压与电流值，进而等效转化为各位置点的摩擦力矩大小，统计后可知力矩均匀性指标，其中电压/电流显示分辨率为0.1V/0.1A，精度±1%；

红/绿信号指示灯13，

正反转开关14，正常处于OFF状态，当向上拨动至ON状态时，红色信号灯亮起，代表运动组件在前行，当向下拨动至ON状态时，绿色信号灯亮起，代表运动组件在后退；

电压调节旋钮15，可根据使用需求，右旋加大电压使组件运动速度加快，左旋减小电压使组件运动速度减慢；

所述的CCD区模块2包括：CCD供电开关21，负责CCD区供电的通断；CCD区电压/电流表头22，实时显示与监视CCD的电压与电流值；

所述的探测器区模块3包括：探测器供电开关31，负责探测器区供电的通断；探测器区电压/电流表头32，实时显示与监视探测器的电压与电流值；

所述的供电模块4包括：

一级主电源模块41，输入为AC220V，输出为DC24V300W，用于为整套装置所有二级电源模块提供供电输入，同时为调试区计时器11供电；

二级CCD电源模块42，为DC24V转DC12V2A输出，用于为CCD成像器件供电；

二级探测器电源模块43，为DC24V转DC24V5A输出，用于为探测器成像器件供电；

二级调试电源模块44，共四路输出，其中三路为DC24V转DC0V～12V2A×3路输出，用于为调试区模块1电机供电，另一路为DC24V转DC5V2A路输出，用于为调试区电压/电流表头12、CCD区电压/电流表头22、探测器区电压/电流表头32供电；用于为调试、成像器件区共五个电压/电流表头供电；

所述的输出接口5包括：

分别对应调试区一、调试区二、调试区三、CCD区、探测器区共五个输出接口，接口相同，均包含两个正负极接线柱51和一个微动开关插座52，其中插座为DB9型；连续变焦镜头中调焦、拉虚、变焦运动组件的电机与三个调试区正负极接线柱51接通，运动组件两极限位置的微动开关与三个调试区微动开关插座52接通；电视CCD与CCD区正负极接线柱51接通，红外探测器与探测区正负极接线柱51接通，两区的微动开关插座52为备用插座；

所述的散热模块6包含两个轴流风机61，用于整套装置的散热。

一种调试装置的连续变焦光学镜头运动组件调试方法，包括以下步骤：

步骤1：将待调试运动组件各电机分别与调试区一、调试区二、调试区三输出接口正负极接线柱51接通，将待调试运动组件各微动开关分别与调试区一、调试区二、调试区三输出微动开关插座52接通；

步骤2：将装置通电，计时器11清零，将各待调试运动组件的运动行程分成n小段；各调试区模块1电压调节旋钮15分别右旋至一定档位，向上拨动调试区正反转开关14，驱动对应的待调试运动组件从初端极限位置运动至末端极限位置，调试区电压/电流表头12实时显示该组件正行程电压/电流值，计时器11显示正行程运动时间；向下拨动调试区正反转开关14，驱动对应待调试运动组件从末端极限位置运动至初端极限位置，调试区电压/电流表头12实时显示该组件逆行程电压/电流值，计时器11显示逆行程运动时间；

步骤4：对步骤3得出的结果分析，得出摩擦力矩大小、力矩均匀性、往复行程运行时间的合格指标范围；若运动组件各节点位置摩擦力矩整体偏大，出现运动迟缓现象，应修切运动组件与镜筒配合面，并重点修切力矩较大位置处的修切量，保证各节点力矩均匀性基本一致，往复运行时间符合使用要求；若运动组件各节点位置摩擦力矩整体偏小，出现运动晃动现象，应及时确认是否更换运动配合件，更换后按步骤2、3重新测试调整。

本发明的权利要求保护范围不限于上述实施例。

Claims

1.一种连续变焦光学镜头运动组件调试方法，其特征在于，基于包括机箱（7）和安装在机箱（7）内的调试区模块（1）、CCD区模块（2）、探测器区模块（3）、供电模块（4）、输出接口（5）和散热模块（6）的调试装置，所述的调试区模块（1）包括为运动组件的运行时间进行计时的计时器（11）、实时显示运动组件在主镜筒中运动时的电压与电流值的调试区电压/电流表头（12）、红/绿信号指示灯（13）、正反转开关（14）和电压调节旋钮（15），所述的CCD区模块（2）包括CCD供电开关（21）和CCD区电压/电流表头（22），所述的探测器区模块（3）包括探测器供电开关（31）和探测器区电压/电流表头（32），所述的供电模块（4）包括为CCD成像器件供电的CCD电源模块（42）、为探测器成像器件供电的探测器电源模块（43）以及为调试区模块（1）、调试区电压/电流表头（12）、CCD区电压/电流表头（22）和探测器区电压/电流表头（32）供电的调试电源模块（44）和为CCD电源模块（42）、探测器电源模块（43）、调试电源模块（44）和计时器（11）供电的主电源模块（41），所述的输出接口（5）包括两个正负极接线柱（51）和一个微动开关插座（52），所述散热模块（6）包含两个轴流风机（61）；包括以下步骤：

步骤1：将待调试运动组件各电机分别与正负极接线柱（51）接通，将待调试运动组件各微动开关分别与微动开关插座（52）接通；

步骤2：将计时器（11）清零，将各待调试运动组件的运动行程分成n小段；驱动对应的待调试运动组件从初端极限位置运动至末端极限位置，计时器（11）显示正行程运动时间；驱动对应待调试运动组件从末端极限位置运动至初端极限位置，计时器（11）显示逆行程运动时间；

2.根据权利要求1所述的一种连续变焦光学镜头运动组件调试方法，其特征在于，所述的调试区模块（1）有三个。

3.根据权利要求1所述的一种连续变焦光学镜头运动组件调试方法，其特征在于，所述的计时器（11）计时精度0.1s。

4.根据权利要求1所述的一种连续变焦光学镜头运动组件调试方法，其特征在于，所述的调试区电压/电流表头（12）的显示分辨率为0.1V/0.1A，精度±1%。

5.根据权利要求1所述的一种连续变焦光学镜头运动组件调试方法，其特征在于，所述的CCD电源模块（42）为DC24V转DC12V2A输出，所述的探测器电源模块（43）为DC24V转DC24V5A输出。

6.根据权利要求1所述的一种连续变焦光学镜头运动组件调试方法，其特征在于，所述的调试电源模块（44）共四路输出，其中三路为DC24V转DC0V～12V2A×3路输出，用于为调试区模块（1）电机供电，另一路为DC24V转DC5V2A路输出，用于为调试区电压/电流表头（12）、CCD区电压/电流表头（22）以及探测器区电压/电流表头（32）供电。

7.根据权利要求1所述的一种连续变焦光学镜头运动组件调试方法，其特征在于，位于调试区内的正负极接线柱（51）与连续变焦镜头中调焦、拉虚、变焦的运动组件的电机接通，位于调试区的微动开关插座（52）与运动组件两极限位置的微动开关接通，位于CCD区的正负极接线柱（51）与电视CCD接通，位于探测区的正负极接线柱（51）与红外探测器接通。