CN111443456A - 一种基于容栅装置的倍率反馈镜头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于容栅装置的倍率反馈镜头，包括外筒，所述外筒上端固定有目镜组件，所述外筒下端固定有物镜组件，所述目镜组件与物镜组件之间通过一内镜筒固定连接，所述内镜筒上活动连接有变倍联动组件，所述变倍联动组件包括可转动的套设于所述内镜筒外的转动组件，所述转动组件上端设有容栅装置，所述容栅装置以容栅位移的形式将所述变倍联动组件的倍率反馈输出。本发明的倍率反馈镜头通过容栅装置将倍率转化为容栅位移信号并反馈输出，提高倍率反馈精度和防电磁干扰能力，减小功耗。
Description
技术领域
本发明属于镜头技术领域，尤其涉及一种基于容栅装置的倍率反馈镜头。
背景技术
现有技术中，手动连续变倍镜头广泛应用于各种测量环境中，主要由人工目视读取镜头的倍率数值，一方面，容易误读镜头倍率数值，另一方面，当需要调节镜头时，先由人工读取镜头的当前倍率数值，再选择软件中与之对应的倍率参数，这种操作方式不仅工作效率低，而且易于出错，精度低。现有的反射式电子反馈装置由于反射面较大，其精度无法达到使用需求，且防电磁干扰弱，功耗大。
因此，发明人致力于设计一种倍率反馈镜头以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种基于容栅装置的倍率反馈镜头，通过容栅装置将倍率转化为容栅位移信号并反馈输出，提高倍率反馈精度和防电磁干扰能力，减小功耗。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种基于容栅装置的倍率反馈镜头，包括外筒，所述外筒上端固定有目镜组件，所述外筒下端固定有物镜组件，所述目镜组件与物镜组件之间通过一内镜筒固定连接，所述内镜筒上活动连接有变倍联动组件，所述变倍联动组件包括可转动的套设于所述内镜筒外的转动组件，所述转动组件上端设有容栅装置，所述容栅装置以容栅位移的形式将所述变倍联动组件的倍率反馈输出。
作为本发明基于容栅装置的倍率反馈镜头的一种改变，所述容栅装置包括静栅和动栅，所述静栅通过差动比较电路板固定于所述外筒内，所述动栅固定套设于所述转动组件上。
静栅是使用FPCB软板,上设有等间距的栅极，动栅是使用FPCB软板上设有等间隔的栅极，静栅与动栅对应构成容栅传感器的两个极板，形成电容的等效电路，由差动比较电路板控制，利用电容的电荷耦合方式将机械位移量转变成为电信号的相应变化量，将该电信号送入电子电路后，再经过一系列变换和运算后输出机械位移量的大小。
作为本发明基于容栅装置的倍率反馈镜头的一种改变，所述静栅固定于呈弧形的部件上使其与所述动栅侧面对应匹配，所述动栅与静栅之间间隙设置。
作为本发明基于容栅装置的倍率反馈镜头的一种改变，所述转动组件下端固定套设有定位环，所述转动组件的倍率刻度、所述定位环上的定倍速凹槽和所述动栅三者一一对应。
作为本发明基于容栅装置的倍率反馈镜头的一种改变，所述定位环通过可转动的滚珠与所述外筒上的连接片活动连接。
作为本发明基于容栅装置的倍率反馈镜头的一种改变，所述变倍联动组件还包括用于焦距变倍的联动组件和用于改变镜头倍率的变倍组件，所述联动组件和变倍组件自上而下依次收容于所述内镜筒内。
作为本发明基于容栅装置的倍率反馈镜头的一种改变，所述转动组件包括一变倍曲线筒和一变倍手轮，所述变倍曲线筒可转动的套设于所述内镜筒外，所述变倍手轮固定套设于所述变倍曲线筒上。
作为本发明基于容栅装置的倍率反馈镜头的一种改变，所述倍率刻度位于所述变倍手轮上，所述动栅和定位环依次固定套设于所述变倍手轮上下两端。
作为本发明基于容栅装置的倍率反馈镜头的一种改变，所述变倍曲线筒自上而下间隔设有两个螺旋槽，所述联动组件和变倍组件分别通过导向钉穿过对应的螺旋槽与所述变倍曲线筒滑动连接。
作为本发明基于容栅装置的倍率反馈镜头的一种改变，所述内镜筒上设有供两个所述导向钉间隙穿过的条形孔。
当变倍曲线筒和变倍手轮一同转动时，两个导向钉沿着条形孔上下移动。
与现有技术相比，本发明基于容栅装置的倍率反馈镜头，通过在变倍联动组件上端设置容栅装置，容栅装置以容栅位移的形式将所述变倍联动组件的倍率反馈输出，提高防电磁干扰能力，减小功耗。
附图说明：
图1是本发明倍率反馈镜头的部分立体分解图；
图2是本发明倍率反馈镜头的剖视图；
图3是本发明倍率反馈镜头去掉外筒后的立体分解图；
图4是本发明变倍联动组件去除变倍手轮后的立体图。
图示说明：
1、外筒，2、转动组件，21、变倍手轮，22、变倍曲线筒，221、变倍螺旋槽，222、联动螺旋槽，3、定位组件，31、滚珠，32、定位环，321、定倍数凹槽，33、连接片，4、内镜筒，41、条形孔，5、变倍透镜座，51、变倍导向钉，6、后透镜座，61、后透镜组，7、联动透镜座，71、联动导向钉，8、前透镜座，81、前透镜组，9、容栅装置，91、静栅，92、动栅，93、差动比较器电路板。
具体实施方式
下面结合附图，具体阐明本发明的实施方式，附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制。
参照图1至图3，一种基于容栅装置的倍率反馈镜头，包括一外筒1、一变倍联动组件(未标示)、一目镜组件(未标示)、一物镜组件(未标示)、一定位组件3、一内镜筒4和一容栅装置9。
参照图1，所述外筒1上设有倍率显示窗口(未标示)，目镜组件固定于外筒1上端，物镜组件固定于外筒1下端，目镜组件与物镜组件之间通过内镜筒4固定连接，变倍联动组件和容栅装置9收容于外筒1内，外筒1上端一侧盖设有侧盖(未标示)，容栅装置9的一部分位于该侧盖内。
参照图2和图3，所述容栅装置9以容栅位移的形式将变倍联动组件的倍率反馈输出，该容栅装置9位于变倍联动组件上端，容栅装置9包括静栅91、动栅92、差动比较器电路板93和续航电池(未图示)，动栅92呈环形并固定套设于变倍联动组件上，差动比较器电路板93固定收容于外筒1的侧盖内，静栅91固定于差动比较器电路板93上并与差动比较器电路板93电性连接，续航电池与差动比较器电路板93电连接，静栅91固定于呈弧形的部件上(未标示)使其与所述动栅92侧面对应匹配，动栅92与静栅91之间间隙设置，静栅91通过开设凹槽形成多个凸块，动栅92侧面凸设有多个凸块，静栅91与动栅92对应构成容栅传感器的两个极板，形成电容的等效电路。
参照图2和图4，所述变倍联动组件用于控制镜头的倍率，该变倍联动组件与内镜筒4活动连接，变倍联动组件包括可转动的转动组件2、联动组件(未标示)和变倍组件(未标示)，转动组件2包括一变倍曲线筒22和一变倍手轮21，变倍曲线筒22可转动的套设于内镜筒4外，该变倍曲线筒22自上而下间隔设有两个螺旋槽，上方的螺旋槽为联动螺旋槽222，下方的螺旋槽为变倍螺旋槽221，变倍手轮21固定套设于变倍曲线筒22上，动栅92固定套设于变倍曲线筒22上端，变倍手轮21上设有倍率刻度，该倍率刻度部分显露于外筒1的倍率显示窗口，当手动转动变倍手轮21时，变倍曲线筒22与变倍手轮21一起转动，联动组件和变倍组件自上而下依次收容于内镜筒4内，内镜筒4竖直设有条形孔41，联动组件包括联动透镜座7和安装于联动透镜座7上的联动透镜组(未图示)，联动透镜座7侧面固定有联动导向钉71，该联动导向钉71间隙穿过条形孔41后伸至联动螺旋槽222内，以便联动组件与变倍曲线筒22滑动连接，变倍组件包括变倍透镜座5和安装于变倍透镜座5上的变倍透镜组(未图示)，变倍透镜座5侧面固定有变倍导向钉51，该变倍导向钉51间隙穿过条形孔41后伸至变倍螺旋槽221内，以便变倍组件与变倍曲线筒22滑动连接。
参照图2和图3，所述定位组件3位于镜头的下端，定位组件3包括一滚珠31、一定位环32和一具有一定弹性的连接片33，定位环32固定套设于变倍手轮21的下端，定位环32侧面间隔设有多个定倍速凹槽321，变倍手轮21上的倍率刻度、定位环32上的定倍速凹槽321和动栅92三者一一对应，连接片33下端通过套筒固定在外筒1上，连接片33上端通过可转动的滚珠31与定位环32活动连接。
参照图2，所述目镜组件包括后透镜座6和后透镜组61，后透镜座6固定于内镜筒4顶端，后透镜组61安装于后透镜座6内，物镜组件包括前透镜座8和前透镜组81，前透镜座8固定于内镜筒4底部，前透镜组81安装于前透镜座8内，本实施例中，后透镜组61、联动透镜组、变倍透镜组和前透镜组81四者均为透镜或透镜的组合体，四个透镜组自上而下依次设置于反馈镜头内。
参照图1至图4，本发明的倍率反馈镜头使用时，将该倍率反馈镜头对准被测物体(也可将本发明倍率反馈镜头的目镜组件与影像测量仪连接)，手动转动倍率显示窗口内的变倍手轮21，使变倍曲线筒22沿其中心轴线自转(内镜筒4静止)，一方面，变倍曲线筒22上的联动螺旋槽222驱使联动导向钉71沿内镜筒4的条形孔41上下移动，联动导向钉71带动联动透镜座7和联动透镜组一起沿内镜筒4的内侧上下移动，同时，变倍曲线筒22上的变倍螺旋槽221驱使变倍导向钉51沿内镜筒4的条形孔41上下移动，变倍导向钉51带动变倍透镜座5和变倍透镜组一起沿内镜筒4的内侧上下移动，此时，联动透镜组以及变倍透镜组均与物象之间的距离发生改变，从而使本发明的倍率反馈镜头的倍率发生变化，另一方面，变倍曲线筒22带动定位环32旋转，定位环32上的定倍数凹槽321与滚珠31的相对位置发生改变，当定倍数凹槽321转动到滚珠31的位置时，滚珠31在连接片33的作用下嵌入定倍数凹槽321中，滚珠31卡住定位环32，阻止变倍曲线筒22继续转动，从而实现精准确定倍率位置，当需要继续调整倍率时，当加大变倍手轮21的旋转力度，滚珠31向外挤压连接片33，滑出定倍数凹槽321，变倍曲线筒22带动定位环32继续转动，直到滚珠31嵌入下一个定倍数凹槽321中，再者，动栅92绕其中心相对静栅91转动，将变倍手轮21的倍率转换成动栅92与静栅91的位移信号，配合差动比较器，通过单片机中预设的倍率对应的位移信号与进行当前的位置信号进行比较判断出当前倍率值输出。
参照图1至图4，本发明的倍率反馈镜头通过容栅传感器的位移原理，在变倍手轮21上设有动栅92，使动栅92与静栅91匹配，配合差动比较器电路板93，由于容栅传感器的能耗极小，因此，差动比较器电路板93上的续航电池能确保在断开外接电源的情况下，容栅装置9可以正常工作，动栅92与静栅91之间设有一定的间隙，动栅92与变倍手轮21连接，变倍手轮21上设装有定位环32，当变倍手轮21转动时，容栅装置9将变倍手轮21上的倍率转换成动栅92与静栅91的位移信号，通过单片机中预设的倍率对应的位移信号与进行当前的位置信号进行比较判断出当前倍率值输出，实现准确地将镜头当前倍率反馈到上位机。
本发明的倍率反馈镜头为容栅式，其精度可达0.05度，具有防电磁干扰，功耗小和精度高的优点。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例，不能以此来限定本发明的权利保护范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种基于容栅装置的倍率反馈镜头，包括外筒，所述外筒上端固定有目镜组件，所述外筒下端固定有物镜组件，所述目镜组件与物镜组件之间通过一内镜筒固定连接，其特征在于，所述内镜筒上活动连接有变倍联动组件，所述变倍联动组件包括可转动的套设于所述内镜筒外的转动组件，所述转动组件上端设有容栅装置，所述容栅装置以容栅位移的形式将所述变倍联动组件的倍率反馈输出。
2.根据权利要求1所述的基于容栅装置的倍率反馈镜头，其特征在于，所述容栅装置包括静栅和动栅，所述静栅通过差动比较电路板固定于所述外筒内，所述动栅固定套设于所述转动组件上。
3.根据权利要求2所述的基于容栅装置的倍率反馈镜头，其特征在于，所述静栅固定于呈弧形的部件上使其与所述动栅侧面对应匹配，所述动栅与静栅之间间隙设置。
4.根据权利要求3所述的基于容栅装置的倍率反馈镜头，其特征在于，所述转动组件下端套设有定位环，所述转动组件的倍率刻度、所述定位环上的定倍速凹槽和所述动栅三者一一对应。
5.根据权利要求4所述的基于容栅装置的倍率反馈镜头，其特征在于，所述定位环通过可转动的滚珠与所述外筒上的连接片活动连接。
6.根据权利要求4所述的基于容栅装置的倍率反馈镜头，其特征在于，所述变倍联动组件还包括联动组件和变倍组件，所述联动组件和变倍组件自上而下依次收容于所述内镜筒内。
7.根据权利要求6所述的基于容栅装置的倍率反馈镜头，其特征在于，所述转动组件包括一变倍曲线筒和一变倍手轮，所述变倍曲线筒可转动的套设于所述内镜筒外，所述变倍手轮固定套设于所述变倍曲线筒上。
8.根据权利要求7所述的基于容栅装置的倍率反馈镜头，其特征在于，所述倍率刻度位于所述变倍手轮上，所述动栅和定位环依次固定套设于所述变倍手轮上下两端。
9.根据权利要求7所述的基于容栅装置的倍率反馈镜头，其特征在于，所述变倍曲线筒自上而下间隔设有两个螺旋槽，所述联动组件和变倍组件分别通过导向钉穿过对应的螺旋槽与所述变倍曲线筒滑动连接。
10.根据权利要求9所述的基于容栅装置的倍率反馈镜头，其特征在于，所述内镜筒上设有供两个所述导向钉间隙穿过的条形孔。
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| CN202010339751.1A CN111443456A (zh) | 2020-04-26 | 2020-04-26 | 一种基于容栅装置的倍率反馈镜头 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN114764179A (zh) * | 2021-01-04 | 2022-07-19 | 桂林方天光学仪器有限公司 | 电动控制光学变倍系统 |
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2020
- 2020-04-26 CN CN202010339751.1A patent/CN111443456A/zh active Pending
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| CN114764179B (zh) * | 2021-01-04 | 2024-02-13 | 桂林方天光学仪器有限公司 | 电动控制光学变倍系统 |
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