CN111367090A - 一种光学镜头光轴校正装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光学镜头加工领域，尤其公开了一种光学镜头光轴校正装置及方法，光学镜头光轴校正装置包括机架一、机架二、顶座、成像组件及移动装置，所述机架一顶端设有顶座，所述顶座右端底部设有机架二，所述顶座中央设有成像组件，所述顶座前端设有对准校正组件，所述成像组件底端设有成像通道，所述成像通道下方设有移动装置。本发明利用光学镜头与菲林图像的光轴重合的前提下，通过镜头对转菲林图像产生的直射拍摄的图像分析光学镜头的光轴偏移情况，控制移动装置根据校正参数快速调整其移动范围，并通过调整机构及时调整对准进程，不易引起误差，大幅度地提高了微型光学镜头的光轴对准效率和精度，并节约了成本。

Description

一种光学镜头光轴校正装置及方法

技术领域

本发明涉及镜头校正设备技术加工领域，尤其涉及一种光学镜头光轴校正装置及方法。

背景技术

传统的光轴校正装置不能同时调整横、纵、竖三个方向的偏转角度调整时相互影响，很难快速调整光路。现有的手持移动设备如手机和平板电脑等愈发普及，人们对于这些设备的拍摄功能也有很高的要求，因此微型镜头的需求量很大，对产能有很高的要求。微型光学镜头光轴的对准是移动设备拍摄组件组装的重要步骤，传统的对准微型光学镜头的方法多为利用机械方式调整微型光学镜头的位置，并且利用水平仪调整微型镜头的倾斜角度。这种方法需要在微型光学镜头装配中加入额外的器械，同时也会需要人工的手动参与和调节对准，校对镜头所需要的时间比较长，又由于自动化设备对测量精度的要求很高，为达到对准微型光学镜头的目的，就需要比较昂贵的测量仪器，微型光学镜头光轴对准的成本也较高。为此，提出一种光学镜头光轴校正装置及方法。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种光学镜头光轴校正装置及方法，解决现有镜头对准所需时间较长，对准成本较高且对镜精度较低的问题，能够实现快速校正光学镜头的光轴，提高其校正精度的目的。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种光学镜头光轴校正装置，包括机架一、机架二、顶座、成像组件及移动装置，所述机架一顶端设有顶座，所述顶座右端底部设有机架二，所述机架二左侧面设有照明调节板，所述机架一及所述机架二外端底部分别设有固定卡座，所述顶座中央设有成像组件，所述顶座前端设有对准校正组件，所述成像组件底端设有成像通道，所述成像通道下方设有移动装置。

作为本发明的一种优选方案，其中：所述成像组件中央设有置换槽，所述置换槽内设有菲林组件。

作为本发明的一种优选方案，其中：所述对准校正组件底端设有传动条，所述传动条底端设有固定座，所述固定座底端设有摄像头。

作为本发明的一种优选方案，其中：所述移动装置底端设有纵向移动底座，所述纵向移动底座上方设有活动板，所述活动板底端设有纵向移动块，所述纵向移动块前方设有纵向移动气缸，所述纵向移动气缸固定在所述纵向移动底座前端。

作为本发明的一种优选方案，其中：所述活动板上方设有横向移动装置，所述横向移动装置的横向移动气缸及其移动组件设于所述横向移动装置的右端。

作为本发明的一种优选方案，其中：所述横向移动装置上方设有升降底座，所述升降底座上方设有安装座，所述安装座顶面中央设有光学镜头，所述光学镜头底端设有光学镜头安装座，所述镜头安装座设为自动卡合固定件，所述光学镜头上方设有光轴通道，所述光轴通道在竖直方向上正对所述成像通道中心。

进一步，所述机架一右侧设有配重支架，所述配重支架前端顶部设有水平仪，所述配重支架右侧面底部设有限位件，所述限位件与所述纵向移动底座左侧壁固定连接。

进一步，所述机架二底端正对所述横向移动装置处设有空槽，所述空槽前后内壁分别固定住所述横向移动装置的前后侧壁。

进一步，所述照明调节板下方设有报警器。

进一步，所述顶座底部设有绝缘层，所述绝缘层底端设有缓冲层。

进一步，所述置换槽内设有固定法兰盘，所述菲林组件安装于所述固定法兰盘上，所述光学镜头的光轴正对所述固定法兰盘轴心，以对准所述光学镜头的光轴及校正所述光学镜头。

本技术方案还提供一种光学镜头光轴校正装置的校正方法，采用上述光学镜头光轴校正装置，所述方法包括以下步骤。

S1、校正工作准备：在置换槽内的固定法兰盘上安装指定的菲林组件，使得菲林组件的菲林图像正对成像通道中心，将安装在固定法兰盘上的菲林组件设为光学基准组件，所述光学基准组件的法线与所述光学镜头的光轴一致，设置照明调节板至适宜亮度，设置摄像头的工作状态及移动装置的初始工作状态。

S2、光学镜头安装：将光学镜头利用铰接件安装于安装座顶端，固定住光学镜头。

S3、光学镜头光轴校正：光学镜头透过光轴通道正对成像通道，找准成像组件内的菲林组件的中心，若光学镜头不与菲林组件中心对准，则根据光学镜头检测到的偏移信息，控制端驱动纵向移动气缸及横向移动气缸移动相应距离，使得光学镜头中心对准菲林图像中心，进而达到光学镜头光轴校正的目的。

进一步，在所述步骤S2中，光学镜头安装座将光学镜头固定在光轴通道下方，光学镜头通过光轴通道对准成像通道，即可完成光学镜头的安装。

在所述步骤S3中，控制端通过镜头拍摄的菲林图像信息判断移动装置的移动需求，并将移动指令传给移动装置内的移动气缸做出相应的伸缩量，使得光学镜头拍摄到的菲林图像正对其中心，即完成校正作业，升降底座快速升起，控制端打开自动卡合固定件的固定端，将光学镜头安装于其安装组件上，升降底座回位，机械手将待校准的光学镜头卡进镜头安装座内，即可进行下一个光学镜头的校正及组装。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有如下优点。

1、本发明所提供的一种光学镜头光轴校正装置，利用光学镜头与菲林图像的光轴重合的前提下，通过镜头对转菲林图像产生的直射拍摄的图像分析光学镜头的光轴偏移情况，进而快速获取光轴校正参数，控制移动装置根据校正参数快速调整其移动范围，并通过调整机构及时调整对准进程，该装置结构以及算法简洁不复杂，易于操作，且不易引起误差，也不需要较昂贵的测量仪器，大幅度地提高了微型光学镜头的光轴对准效率和精度，并节约了成本。

2、本技术方案设置水平仪，可确认机架及其组件的安装角度是否达到标准，避免由于机架安装不平稳造成的校正误差，以保证光学镜头的校正精度；设置照明调节板可满足光学镜头组件拍摄菲林图像的光线需求，确保光学镜头在适宜的光照条件下进行光轴调节；设置报警器可在移动设备发生故障时，不能及时调整对准光轴组件发出警报，提示工作人员进行检修及维护。

3、本技术方案通过设置移动装置，对光学镜头的光轴对准在安装座上实现横向或者纵向移动的功能，完成光学镜头通过光轴通道对准成像组件，调节光学镜头与光学镜头安装组件的位置关系，便于将光学镜头通过其光轴校正装置将镜头准确安装于光学镜头组件上，使其具有精准的镜头拍摄功能，通过纵向移动装置及横向移动装置实现镜头安装座的位移，并在光学镜头通过光轴通道校正后，利用升降底座实现镜头安装座与光学镜头的组装，移动装置皆由控制端智能控制，可提高其校正效率及准确度。

附图说明

图1为本发明一种光学镜头光轴校正装置的整体结构示意图。

图2为本发明一种光学镜头光轴校正装置的成像组件及其安装部件的结构示意图。

图3为本发明一种光学镜头光轴校正装置的机架一及其组件的安装座结构示意图。

图4为本发明一种光学镜头光轴校正装置的机架二及其组件的安装座结构示意图。

图5为本发明一种光学镜头光轴校正装置的移动装置的结构示意图。

其中：1为机架一、11为配重支架、12为水平仪、13为限位件、2为固定卡座、3为机架二、31为照明调节板、32为报警器、4为空槽、5为顶座、51为绝缘层、52为缓冲层、6为成像组件、61为置换槽、62为菲林组件、7为对准校正组件、72为固定座、73为摄像头、8为成像通道、9为移动装置、91为纵向移动底座、92为纵向移动块、93为纵向移动气缸、94为活动板、95为横向移动装置、96为升降底座、97为安装座、98为光学镜头、99为光轴通道。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参阅图1-5，本发明提供的技术方案是：一种光学镜头光轴校正装置，包括机架一1、机架二3、顶座5、成像组件6及移动装置9，机架一1顶端设有顶座5，顶座5右端底部设有机架二3，机架二3左侧面设有照明调节板31，机架一1及机架二3外端底部分别设有固定卡座2，顶座5中央设有成像组件6，顶座5前端设有对准校正组件7，成像组件6底端设有成像通道8，成像通道8下方设有移动装置9，成像组件6固定在顶座5中央，并贯穿顶座5由顶座5底端正对成像通道8，成像通道8内设有定心仪，保证成像通道8在校正过程中保持绝对竖直向下的状态，确保光轴校准工作的进程。

参阅图2，成像组件6中央设有置换槽61，置换槽61内设有菲林组件62，菲林组件62不与置换槽61固定设置，即菲林组件62可根据需要自行安装，置换槽61内中空设置，将菲林组件62设于置换槽61内设置的固定法兰盘上即可固定住菲林组件62，菲林组件62可根据不同的镜头对准需要自行更换对应的菲林图像组件，使其菲林中心对准成像通道8中心即可。

对准校正组件7底端设有传动条71，传动条71底端设有固定座72，固定座72底端设有摄像头73，对准校正组件7可监测校正作业的进程，利用传动条71带动摄像头73对准光轴通道79及其底端设置的移动组件，使得监控室可观察调节光学镜头98及其组件的校正及安装过程。

参阅图5，移动装置9底端设有纵向移动底座91，纵向移动底座91上方设有活动板94，活动板94底端设有纵向移动块92，纵向移动块92前方设有纵向移动气缸93，纵向移动气缸93固定在纵向移动底座91前端，纵向移动底座91与机架一1设于同一水平面上，纵向移动气缸93伸缩带动纵向移动块92在纵向移动底座91内移动，使得纵向移动块92作出相应位移，实现移动装置9的纵向位移。

活动板94上方设有横向移动装置95，横向移动装置95的横向移动气缸及其移动组件设于横向移动装置95的右端，横向移动装置95的横向移动底座设于纵向移动块92的上方，横向移动装置95上方设有升降底座96，升降底座96底端设于横向移动块，横向移动块右端设有横向移动气缸，横向移动气缸固定在横向移动装置95右端，横向移动气缸收缩，作用横向移动块在横向移动底座内移动，带动横向移动块做出相应位移，实现移动装置9的横向位移。

横向移动装置95上方设有升降底座96，升降底座96上方设有安装座97，安装座97顶面中央设有光学镜头98，光学镜头98底端设有光学镜头安装座，镜头安装座设为自动卡合固定件，光学镜头98上方设有光轴通道99，光轴通道99在竖直方向上正对成像通道8中心，升降底座96内设有升降气缸，实现安装座97的升降位移，光学镜头98外端设有光学镜头安装座，利用光学镜头安装座实现光学镜头98通过光轴校正后与光学镜头安装组件快速组装。

参阅图3，机架一1右侧设有配重支架11，配重支架11前端顶部设有水平仪12，配重支架11右侧面底部设有限位件13，限位件13与纵向移动底座91左侧壁固定连接，配重支架11可确保光轴镜头98在校正过程中的机架组件的稳定性，避免光轴校正出现抖动误差，设置水平仪12可调节机架组件的水平安装，避免因机架安装角度误差影响光轴校正的准确率，限位件13用于固定住纵向移动底座91与机架一1底部的固定连接，使得移动装置9的活动范围固定在移动装置9内部。

参阅图4，机架二3底端正对横向移动装置95处设有空槽4，空槽4前后内壁分别固定住横向移动装置95的前后侧壁，空槽4固定住横向移动装置95前后端面，空槽4的设计能为横向移动气缸提供散热场所，保障横向移动气缸的正常工作环境条件。

照明调节板31下方设有报警器32，照明调节板31可为光轴校正提供光源补偿，满足光学镜头98拍摄菲林图像的光线需求，确保光学镜头在适宜的光照条件下进行光轴调节，报警器32可在移动设备发生故障时，不能及时调整对准光轴组件发出警报，提示工作人员进行检修及维护。

顶座5底部设有绝缘层51，绝缘层51底端设有缓冲层52，绝缘层51可隔绝顶座5与成像组件6的电性连接，避免顶座5对成像组件62的校正工作造成影响，缓冲层52可减少移动装置9的校正移动对顶座5及其组件造成的影响，确保校正精度。

置换槽61内设有固定法兰盘，菲林组件62安装于固定法兰盘上，光学镜头98的光轴正对固定法兰盘轴心，即光学镜头98以固定法兰盘的轴心为对准中心，以对准光学镜头98的光轴及校正光学镜头98，光轴通过光轴通道99对准法兰盘上的轴心，及光学镜头98的镜头可对准菲林图像的正中心，进而调节校正精度。

本实施例还提供一种光学镜头光轴校正装置的校正方法，采用如上的校正装置，方法包括以下步骤。

S1、校正工作准备：在置换槽61内的固定法兰盘上安装指定的菲林组件62，使得菲林组件62的菲林图像正对成像通道8中心，将安装在固定法兰盘上的菲林组件62设为光学基准组件，光学基准组件的法线与光学镜头的光轴一致，设置照明调节板31至适宜亮度，设置摄像头73的工作状态及移动装置9的初始工作状态。

S2、光学镜头安装：将光学镜头98利用铰接件安装于安装座97顶端，固定住光学镜头98。

S3、光学镜头光轴校正：光学镜头98透过光轴通道99正对成像通道98，找准成像组件6内的菲林组件62的中心，若光学镜头98不与菲林组件62中心对准，则根据光学镜头98检测到的偏移信息，控制端驱动纵向移动气缸93及横向移动气缸分别在纵向移动底座91或横向移动底座内移动相应距离，使得光学镜头98中心对准菲林图像中心，进而达到光学镜头光轴校正的目的。

在步骤S2中，光学镜头安装座将光学镜头98固定在光轴通道99下方，光学镜头98通过光轴通道99对准成像通道8，即可完成光学镜头98的安装。

在步骤S3中，控制端通过镜头拍摄的菲林图像信息判断移动装置9的移动需求，并将移动指令传给移动装置9内的移动气缸做出相应的伸缩量，使得光学镜头98拍摄到的菲林图像正对其中心，即完成校正作业，升降底座96快速升起，控制端打开自动卡合固定件的固定端，将光学镜头98安装于其安装组件上，升降底座96回位，机械手将待校准的光学镜头98卡进镜头安装座内，即可进行下一个光学镜头的校正及组装。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种光学镜头光轴校正装置，包括机架一（1）、机架二（3）、顶座（5）、成像组件（6）及移动装置（9），其特征在于，所述机架一（1）顶端设有顶座（5），所述顶座（5）右端底部设有机架二（3），所述机架二（3）左侧面设有照明调节板（31），所述机架一（1）及所述机架二（3）外端底部分别设有固定卡座（2），所述顶座（5）中央设有成像组件（6），所述顶座（5）前端设有对准校正组件（7），所述成像组件（6）底端设有成像通道（8），所述成像通道（8）下方设有移动装置（9）；

其中，所述成像组件（6）中央设有置换槽（61），所述置换槽（61）内设有菲林组件（62）；其中，所述对准校正组件（7）底端设有传动条（71），所述传动条（71）底端设有固定座（72），所述固定座（72）底端设有摄像头（73）；

其中，所述移动装置（9）底端设有纵向移动底座（91），所述纵向移动底座（91）上方设有活动板（94），所述活动板（94）底端设有纵向移动块（92），所述纵向移动块（92）前方设有纵向移动气缸（93），所述纵向移动气缸（93）固定在所述纵向移动底座（91）前端；

其中，所述活动板（94）上方设有横向移动装置（95），所述横向移动装置（95）的横向移动气缸及其移动组件设于所述横向移动装置（95）的右端；

其中，所述横向移动装置（95）上方设有升降底座（96），所述升降底座（96）上方设有安装座（97），所述安装座（97）顶面中央设有光学镜头（98），所述光学镜头（98）底端设有光学镜头安装座，所述镜头安装座设为自动卡合固定件，所述光学镜头（98）上方设有光轴通道（99），所述光轴通道（99）在竖直方向上正对所述成像通道（8）中心。

2.根据权利要求1所述的一种光学镜头光轴校正装置，其特征在于，所述机架一（1）右侧设有配重支架（11），所述配重支架（11）前端顶部设有水平仪（12），所述配重支架（11）右侧面底部设有限位件（13），所述限位件（13）与所述纵向移动底座（91）左侧壁固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种光学镜头光轴校正装置，其特征在于，所述机架二（3）底端正对所述横向移动装置（95）处设有空槽（4），所述空槽（4）前后内壁分别固定住所述横向移动装置（95）的前后侧壁。

4.根据权利要求1所述的一种光学镜头光轴校正装置，其特征在于，所述照明调节板（31）下方设有报警器（32）。

5.根据权利要求1所述的一种光学镜头光轴校正装置，其特征在于，所述顶座（5）底部设有绝缘层（51），所述绝缘层（51）底端设有缓冲层（52）。

6.根据权利要求1所述的一种光学镜头光轴校正装置，其特征在于，所述置换槽（61）内设有固定法兰盘，所述菲林组件（62）安装于所述固定法兰盘上，所述光学镜头（98）的光轴正对所述固定法兰盘轴心，以对准所述光学镜头（98）的光轴及校正所述光学镜头（98）。

7.一种光学镜头光轴校正装置的校正方法，采用权利要求1-6任一项所述的一种光学镜头光轴校正装置，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、校正工作准备：在置换槽（61）内的固定法兰盘上安装指定的菲林组件（62），使得菲林组件（62）的菲林图像正对成像通道（8）中心，将安装在固定法兰盘上的菲林组件（62）设为光学基准组件，所述光学基准组件的法线与所述光学镜头的光轴一致，设置照明调节板（31）至适宜亮度，设置摄像头（73）的工作状态及移动装置（9）的初始工作状态；

S2、光学镜头安装：将光学镜头（98）利用铰接件安装于安装座（97）顶端，固定住光学镜头（98）；

S3、光学镜头光轴校正：光学镜头（98）透过光轴通道（99）正对成像通道（98），找准成像组件（6）内的菲林组件（62）的中心，若光学镜头（98）不与菲林组件（62）中心对准，则根据光学镜头（98）检测到的偏移信息，控制端驱动纵向移动气缸（93）及横向移动气缸移动相应距离，使得光学镜头（98）中心对准菲林图像中心，进而达到光学镜头组件光轴校正的目的。

8.根据权利要求7所述的一种光学镜头光轴校正装置的校正方法，其特征在于，在所述步骤S2中，光学镜头安装座将光学镜头（98）固定在光轴通道（99）下方，光学镜头（98）通过光轴通道（99）对准成像通道（8），即可完成光学镜头（98）的安装。

9.根据权利要求7所述的一种光学镜头光轴校正装置的校正方法，其特征在于，在所述步骤S3中，控制端通过光学镜头（98）拍摄的菲林图像信息判断移动装置（9）的移动需求，并将移动指令传给移动装置（9）内的纵向移动气缸（93）或横向移动气缸做出相应的伸缩量，使得光学镜头（98）拍摄到的菲林图像正对其中心，即完成校正作业，升降底座（96）快速升起，控制端打开自动卡合固定件的固定端，将光学镜头（8）安装于其安装组件上，升降底座（96）回位，机械手将待校准的光学镜头（8）卡进镜头安装座内，即可进行下一个光学镜头的校正及组装。

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