CN108200325B - 传感器调节装置 - Google Patents

Abstract

一种传感器调节装置，包括：六轴调节机构和依次设置于其上的位移精调装置以及带有操作装置的位移粗调装置，位移精调装置分别与六轴调节机构和位移粗调装置转动连接，操作装置正对待测镜头并在完成六轴调节后固定传感器和镜头；位移精调装置包括：互相垂直设置的三个直线位移机构；六轴调节机构包括：Z轴转角位移装置和与之相连的双轴转角位移装置，其中：Z轴转角位移装置与位移粗调装置相连。本发明采用六轴调焦技术，通过六轴方向上的精准移动来调节镜头与传感器的位置。对于普遍的单光路镜头来说不仅可以保证传感器的感光中心与光学的光轴中心重合而且可以确保传感器与镜头底座的平面度，解决了多光路成像镜头无法达到各光路精准共焦的问题。

Description

传感器调节装置

技术领域

本发明涉及的是一种光学器件领域的技术，具体是一种传感器调节装置。

背景技术

现有的单光路镜头与传感器大都是边对解像力进行评价边以点胶或者螺丝等方式进行固定。这样会造成传感器的感光中心与光学的感光中心不重合，以及像面倾斜的现象，进而导致清晰度不佳。

发明内容

本发明针对现有六轴调焦技术只能简单的调整传感器的平面度，并不能调整传感器在平面内的位置且调节精度不够高，而多光路调焦技术难以将各个光路所成的图像都调整到完全重合的状态的缺陷，提出一种传感器调节装置，能够精准调节传感器位置。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括：六轴调节机构和依次设置于其上的位移精调装置以及带有操作装置的位移粗调装置，其中：位移精调装置分别与六轴调节机构和位移粗调装置转动连接，操作装置正对待测镜头并在完成六轴调节后固定传感器和镜头。

所述的位移精调装置包括：互相垂直设置的三个直线位移机构，该直线位移机构包括：直线位移底座和与之相连的移动板，该移动板上依次固定设置有固定台和千分尺调节器。

所述的直线位移底座与移动板相对设置且弹性连接。

所述的弹性连接，通过两端分别与直线位移底座和移动板相连的弹簧实现。

所述的移动板上进一步设有移动挡块和与之相连的限位螺钉，该移动挡块与千分尺调节器相接触以实现精确限位，限位螺钉用于确定移动板和直线位移底座间的相对位置。

所述的操作装置包括：夹持机构和与之相连用于固定传感器和镜头的点胶机构。

所述的六轴调节机构包括：Z轴转角位移装置和与之相连的双轴转角位移装置，其中：Z轴转角位移装置与位移粗调装置相连。

所述的Z轴转角位移装置包括：刻度盘、转角调节盘和锁定螺钉，其中：刻度盘与转角调节盘转动相连，锁定螺钉设置于刻度盘上。

所述的双轴转角位移装置包括：相互垂直设置的两个转角位移机构，该转角位移机构包括：角位移底座、蜗杆和涡轮结构，其中：角位移底座一侧与第四固定板相连，另一侧与涡轮结构相连，蜗杆位于角位移底座和涡轮结构之间。

本发明进一步涉及一种基于上述装置的传感器调节方法，包括：单光路镜头调节、多光路定焦镜头调节和多光路变焦镜头调节。

技术效果

与现有技术相比，本发明采用六轴调焦技术，通过六轴方向上的精准移动来调节镜头与传感器的位置。对于普遍的单光路镜头来说不仅可以保证传感器的感光中心与光学的光轴中心重合而且可以确保传感器与镜头底座的平面度，解决了多光路成像镜头无法达到各光路精准共焦的问题。

附图说明

图1为固定调节机构的示意图；

图2为位移粗调装置的示意图；

图3为夹持机构的局部放大图；

图4为六轴调节机构的示意图；

图5为位移精调装置的示意图；

图中：a、b为位移精调装置各结构的两个不同侧面的示意图；

图6为位移精调装置的局部示意图；

图中：a为直线位移底座的内部示意图；b为移动板的内部示意图；

图7为Z轴转角位移装置的示意图；

图8为Z轴转角位移装置的剖面图；

图9为双轴转角位移装置的示意图；

图10为双轴转角位移装置的局部放大图；

图11为涡轮结构的示意图；

图12为实施例2单光路调节流程图；

图13为实施例3多光路定焦调节流程图；

图14为实施例4多光路变焦调节流程图；

图中：待测传感器1、六轴调节机构2、底座3、承重台4、位移粗调装置5、夹持机构6、点胶机构7、真空吸附装置8、第一固定板～第五固定板9～13、补强板14、位移精调装置15、Z轴转角位移装置16、双轴转角位移装置17、导轨台501、滑动台502、螺钉5021、真空空气孔601、承靠平台602、X轴直线位移机构15a、Y轴直线位移机构15b、Z轴直线位移机构15c、直线位移底座151、移动板152、弹簧安装台153、弹簧154、导向限位板155、固定台156、千分尺调节器157、限位螺钉158、移动挡块159、刻度盘161、转角调节盘162、锁定螺钉163、固定螺孔1621、滑动限位槽1622、Y轴转角位移机构17a、X轴转角位移机构17b、角位移底座171、蜗杆172、涡轮结构173、零刻度基准线1711、齿轮1731、角位移刻度表1732、紧固螺钉1733。

具体实施方式

实施例1

如图1～图4所示，本实施例包括：六轴调节机构2和依次设置于其上的位移精调装置15以及带有操作装置的位移粗调装置5，其中：位移精调装置分别与六轴调节机构和位移粗调装置转动连接，操作装置正对待测镜头1并在完成六轴调节后固定传感器和镜头。

所述的操作装置正对待测镜头1，通过底座3、承重台4、第一固定板～第五固定板9～13和补强板14实现，其中：承重台4和第一固定板9设置于底座3上，补强板14设置于第二固定板10上并与第三固定11板相连，第一固定板～第五固定板9～13分别与六轴调节机构2相连，第五固定板13的一侧与位移粗调装置5相连。

如图2所示，所述的位移粗调装置5包括：相互接触的导轨台501和滑动台502，该滑动台502上设有螺钉5021以锁定位置。

如图3所示，所述的操作装置包括：夹持机构6和与之相连用于固定传感器和镜头的点胶机构7，该夹持机构6上设有真空空气孔601和承靠平台602。

如图4所示，所述的六轴调节机构2包括：Z轴转角位移装置16和双轴转角位移装置17，其中：位移精调装置15与第一固定板9、第二固定板10、第三固定板11、Z轴转角位移装置16相连，Z轴转角位移装置16与第四固定板12相连，双轴转角位移装置17位于第四固定板12和第五固定板13之间。

所述的位移精调装置15包括：X轴直线位移机构15a、Y轴直线位移机构15b和Z轴直线位移机构15c，其中：X轴直线位移机构15a与Z轴直线位移机构15c相连并位于第一固定板9与第二固定板10之间，Y轴直线位移机构15b位于第三固定板11和Z轴转角位移装置16之间。

如图5、图6所示，所述的X轴直线位移机构15a、Y轴直线位移机构15b和Z轴直线位移机构15c为同样的结构，均包括：直线位移底座151、移动板152、弹簧安装台153、弹簧154、导向限位板155、固定台156、千分尺调节器157、限位螺钉158和移动挡块159，其中：直线位移底座151与移动板152相对设置且内部均设有至少一对弹簧安装台153，一组弹簧安装台153上至少设有一根弹簧154，直线位移底座151的一侧设有导向限位板155，另一侧设有固定台156，固定台156与千分尺调节器157相连，限位螺钉158通过限位板155与移动板152的一侧相连，移动板152的另一侧设有移动挡块159，移动挡块159与千分尺调节器157相接触。

所述的导向限位板155上设有线性槽以限定移动板的移动范围。

如图7、图8所示，所述的Z轴转角位移装置16包括：刻度盘161、转角调节盘162和锁定螺钉163，其中：刻度盘161与转角调节盘162转动相连，锁定螺钉163设置于刻度盘161上。

所述的转角调节盘162上设有固定螺孔1621和滑动限位槽1622，该滑动限位槽1622通过转接板与固定螺孔1621相连。

如图4所示，所述的双轴转角位移装置17包括相互连接的Y轴转角位移机构17a和X轴转角位移机构17b。

如图9～图11所示，所述的Y轴转角位移机构17a和X轴转角位移机构17b为同样的结构，均包括：角位移底座171、蜗杆172和涡轮结构173，其中：角位移底座171一侧与第四固定板相连12，另一侧与涡轮结构173相连，蜗杆172位于角位移底座171和涡轮结构173之间。

所述的角位移底座171设有零刻度基准线1711。

所述的涡轮结构173设有齿轮1731、角位移刻度表1732和紧固螺钉1733。

实施例2

如图12所示，本实施例通过以下方式进行单光路镜头调节：首先将镜头放置于承重台4上，并将传感器设置于夹持机构6上，传感器上设有与夹持机构6配合的尾板并通过真空吸附装置8将传感器稳定夹持；然后进行六轴调节，具体为：

步骤1、位移粗调装置5将传感器移动到初始位置；

步骤2、Z轴直线位移机构15c调整传感器的后焦；

步骤3、X轴直线位移机构15a和Y轴直线位移机构15b调整传感器感光中心点位置；

步骤4、Z轴转角位移装置16调整Z轴方向，使画面沿着光轴方向的旋转；

步骤5、双轴转角位移装置17调整X轴和Y轴方向，主要调整画面的倾斜；

步骤6、通过图像判断，重复步骤2～5，直到达到图像判定标准，最后用点胶机构7固定传感器和镜头。

实施例3

如图13所示，实施例2相比，本实施例针对多光路定焦镜头，光线通过分光元件分成光路A和光路B，且光路A和光路B对应的传感器分别成像，本实施例调节步骤中步骤1至步骤5与实施例2相同，区别在于：

步骤6、通过图像判断，重复步骤2～5，直到光路A达到图像判定标准，通过点胶等方式，将光路A的图像传感器固定。

步骤7、通过重复步骤2～5进一步调节光路B的图像传感器位置，并将光路A和光路B的图像进行对比和融合以及图像判断。

步骤8、将光路B的图像传感器固定。

实施例4

多光路变焦镜头需要实现所有倍率，尤其是广角端和望远端的光路精准共焦。本实施例先通过六轴调节装置调节其中一路光路，并将该光路上的传感器固定，之后再调节另一光路的传感器位置。但是调节另一光路传感器的时候，需要重复调节广角端和望远端的位置，使得广角端和望远端同时达到精准共焦。如图14所示，实施例2相比，本实施例针对多光路变焦类型的镜头，光线通过分光元件分成光路A和光路B，光路A和光路B对应的传感器分别成像，本实施例调节步骤中步骤1至步骤5与实施例2相同，区别在于：

步骤6、通过图像判断，重复步骤2～5，直到光路A达到图像判定标准，通过点胶等方式，将光路A的图像传感器固定。

步骤7、通过以下方式调整光路B的图像传感器：

7.1)将群组移动到广角端，将光路B在广角端所成的图像与光路A所成的固定图像进行对比判别。

所述的判别的包括：清晰度：达到镜头设计标准，用ISO12233进行判定；画面大小：周边画面重合，像素点偏移量在3个以内；画面中心点位置：画面中心重合，中心点的像素点偏移量在3个以内。

7.2)在广角端，当所成图像不符合判定标准则在广角端利用六轴调节装置调整传感器位置直到移动到最优位置(此处最优位置指所成图像与固定图像的对比效果在标准以内)后将传感器进行预点胶后将群组移动到长焦端进行图像判定；在广角端，当所成图像符合判定标准则将传感器进行预点胶后再将群组移动到长焦端进行图像判定。

7.3)在长焦端，当所成图像符合判定标准则可以将传感器用点胶装置进行固定，至此镜头符合7.1中所述的判定标准；在长焦端，当所成图像不符合判定标准则利用六轴调节装置3调整传感器的位置直到移动到最优位置(此处最优位置指所成图像与固定图像的对比效果在标准以内)后将群组移动到广角端进行图像判定。

7.4)在广角端，当所成图像符合判定标准则可以将传感器用点胶装置进行固定，至此镜头符合7.1中所述的判定标准；在广角端，当所成图像不符合判定标准则利用六轴调节装置3调整传感器的位置，即回到步骤7.2直到移动到最优位置。

上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。

Claims (11)

1.一种传感器调节装置，其特征在于，包括：六轴调节机构和依次设置于其上的位移精调装置以及带有操作装置的位移粗调装置，其中：位移精调装置分别与六轴调节机构和位移粗调装置转动连接，操作装置正对待测镜头并在完成六轴调节后固定传感器和镜头；

所述的位移精调装置包括：互相垂直设置的三个直线位移机构；所述的六轴调节机构包括：Z轴转角位移装置和与之相连的双轴转角位移装置，其中：Z轴转角位移装置与位移粗调装置相连；

所述的操作装置正对待测镜头，通过底座、承重台、第一固定板～第五固定板和补强板实现，其中：第一固定板～第五固定板分别与六轴调节机构相连，第五固定板的一侧与位移粗调装置相连；

所述的位移精调装置与第一固定板、第二固定板、第三固定板、Z轴转角位移装置相连，Z轴转角位移装置与第四固定板相连，双轴转角位移装置位于第四固定板和第五固定板之间；

所述的位移精调装置包括：X轴直线位移机构、Y轴直线位移机构和Z轴直线位移机构，其中：X轴直线位移机构与Z轴直线位移机构相连并位于第一固定板与第二固定板之间，Y轴直线位移机构位于第三固定板和Z轴转角位移装置之间；

所述的双轴转角位移装置包括相互连接的轴转角位移机构和轴转角位移机构，该转角位移机构包括：角位移底座、蜗杆和涡轮结构，其中：角位移底座一侧与第四固定板相连，另一侧与涡轮结构相连，蜗杆位于角位移底座和涡轮结构之间。

2.根据权利要求1所述的调节装置，其特征是，每个直线位移机构均包括：直线位移底座和与之相连的移动板，该移动板上依次固定设置有固定台和千分尺调节器。

3.根据权利要求2所述的调节装置，其特征是，所述的直线位移底座与移动板相对设置且弹性连接。

4.根据权利要求3所述的调节装置，其特征是，所述的弹性连接，通过两端分别与直线位移底座和移动板相连的弹簧实现。

5.根据权利要求2所述的调节装置，其特征是，所述的移动板上进一步设有移动挡块和与之相连的限位螺钉，该移动挡块与千分尺调节器相接触以实现精确限位，限位螺钉用于确定移动板和直线位移底座间的相对位置。

6.根据权利要求1所述的调节装置，其特征是，所述的操作装置包括：夹持机构和与之相连用于固定传感器和镜头的点胶机构。

7.根据权利要求1所述的调节装置，其特征是，所述的Z轴转角位移装置包括：刻度盘、转角调节盘和锁定螺钉，其中：刻度盘与转角调节盘转动相连，锁定螺钉设置于刻度盘上。

8.一种基于权利要求1-7中任一所述装置的传感器调节方法，其特征在于，包括：单光路镜头调节、多光路定焦镜头调节和多光路变焦镜头调节。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征是，所述的单光路镜头调节包括：

步骤1、位移粗调装置将传感器移动到初始位置；

步骤2、Z轴直线位移机构调整传感器的后焦；

步骤3、X轴直线位移机构和Y轴直线位移机构调整传感器感光中心点位置；

步骤4、Z轴转角位移装置调整Z轴方向，使画面沿着光轴方向的旋转；

步骤5、双轴转角位移装置调整X轴和Y轴方向，主要调整画面的倾斜；

步骤6、通过图像判断，重复步骤2～5，直到达到图像判定标准，最后用点胶机构固定传感器和镜头。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征是，所述的多光路定焦镜头调节包括：

步骤1、位移粗调装置将传感器移动到初始位置；

步骤2、Z轴直线位移机构调整传感器的后焦；

步骤3、X轴直线位移机构和Y轴直线位移机构调整传感器感光中心点位置；

步骤4、Z轴转角位移装置调整Z轴方向，使画面沿着光轴方向的旋转；

步骤5、双轴转角位移装置调整X轴和Y轴方向，主要调整画面的倾斜；

步骤6、通过图像判断，重复步骤2～5，直到光路A达到图像判定标准，通过点胶等方式，将光路A的图像传感器固定；

步骤7、通过重复步骤2～5进一步调节光路B的图像传感器位置，并将光路A和光路B的图像进行对比和融合以及图像判断；

步骤8、将光路B的图像传感器固定。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征是，所述的多光路变焦镜头调节包括：

步骤1、位移粗调装置将传感器移动到初始位置；

步骤2、Z轴直线位移机构调整传感器的后焦；

步骤3、X轴直线位移机构和Y轴直线位移机构调整传感器感光中心点位置；

步骤4、Z轴转角位移装置调整Z轴方向，使画面沿着光轴方向的旋转；

步骤5、双轴转角位移装置调整X轴和Y轴方向，主要调整画面的倾斜；

步骤6、通过图像判断，重复步骤2～5，直到光路A达到图像判定标准，通过点胶等方式，将光路A的图像传感器固定；

步骤7、通过以下方式调整光路B的图像传感器：

7.1)将群组移动到广角端，将光路B在广角端所成的图像与光路A所成的固定图像进行对比判别；

7.2)在广角端，当所成图像不符合判定标准则在广角端利用六轴调节装置调整传感器位置直到移动到最优位置后将传感器进行预点胶后将群组移动到长焦端进行图像判定；在广角端，当所成图像符合判定标准则将传感器进行预点胶后再将群组移动到长焦端进行图像判定；

7.3)在长焦端，当所成图像符合判定标准则将传感器用点胶装置进行固定，至此镜头达到可出货状态；在长焦端，当所成图像不符合判定标准则利用六轴调节装置调整传感器的位置直到移动到最优位置后将群组移动到广角端进行图像判定；

7.4)在广角端，当所成图像符合判定标准则将传感器用点胶装置进行固定，至此镜头达到可出货状态；在广角端，当所成图像不符合判定标准则利用六轴调节装置调整传感器的位置，即回到步骤7.2直到移动到最优位置。