CN213934436U - 一种镜头调芯机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种镜头调芯机，包括投影机、镜头固定治具和调芯机构，投影机包括投影机本体、反光镜、连接座、分划板和投影光源，投影光源的光线可由反光镜反射投影成像，镜头固定治具与连接座连接且同轴设置，放置镜头并对镜头进行限位，镜头包括待调镜片；调芯机构包括调芯治具和三自由度移动机构，后者安装在投影机本体上并与调芯治具连接；工作状态时，调芯治具的工作中心对正镜头的中心，三自由度移动机构带动调芯治具移动至抵触镜头的待调镜片，进而推动待调镜片移动调整镜头同心度。该设备结构简单、导入周期短、成本低、通用性高，且操作方便、生产效率和组装成品率高。

Description

一种镜头调芯机

技术领域

本实用新型属于光学镜头组装技术领域，具体涉及一种镜头调芯机。

背景技术

随着我国电子安防事业的飞速发展，光学镜头作为安防监控的眼睛日趋重要，镜头成像要求越来越高，朝着高清摄像方向发展，镜头自身的设计性能更新速度也是日新月异，市场竞争越来越激烈。因高清摄像镜头对光学设计要求非常高，其中镜片作为镜头成像系统的重要组成部分，光学成像系统非常敏感，受限于现行的镜片加工水准及镜头组装过程中的装配误差，塑胶件成型工艺和传统的玻璃镜片加工工艺，很难达到光学设计精度要求。

为弥补精度误差，在组装生产工艺上引进了光学调芯结构，即通过对镜头的某部分敏感光学系统的光学中心进行调整补偿，以达到提升镜头组装生产时的镜头解像检查产品合格率的目的。增加单镜片自动调芯，拟通过调整物侧第一枚光学镜片与镜头筒的同心位置，调整镜头达到最佳成像状态，对镜头的装配良率提升有非常大的帮助。

目前行业内镜头调芯方式通过自动MTF检测机台进行调芯，利用镜头逆投影成像原理，平行光源通过具有窄线缝刻线的分划板，透过被调整镜头，利用平行光路进行成像。通过调芯微调机构对物侧第一枚光学镜片进行左右位置调整，以补偿该镜片与整组镜头的光学同心度，然后自动MTF检测机确认被测镜头的成像效果，通过反复调整测试从而达到提升镜头良率的目的。但该设备投入成本较高、设备导入周期较长，另外调芯生产效率低，因每次调整镜片后均需要进行检测确认，如此反复经过多次调芯才能确认最佳结果，调芯过程比较繁琐，且调芯微调机构的通用性差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对上述问题，提出一种镜头调芯机，有利于提高设备通用性、降低投入成本、缩短设备导入周期，且可避免反复调芯，操作方便快捷、生产效率高、组装成品率高。

为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案为：

本实用新型提出的一种镜头调芯机，包括用于检测镜头同心度的投影机，投影机包括投影机本体，投影机本体上设有反光镜和连接座，投影机本体内设有上下布置的分划板和投影光源，投影光源的光线依次穿过分划板、连接座至反光镜，反光镜反射投影成像，镜头调芯机还包括镜头固定治具和调芯机构，其中：

镜头固定治具，与连接座连接且同轴设置，用于放置镜头并对镜头进行限位，镜头包括待调镜片；

调芯机构，包括调芯治具和三自由度移动机构，三自由度移动机构安装在投影机本体上并与调芯治具连接；

工作状态时，调芯治具的工作中心对正镜头的中心，三自由度移动机构带动调芯治具移动至抵触镜头的待调镜片，进而推动待调镜片移动调整镜头同心度。

优选地，三自由度移动机构包括纵向移动机构和微调机构，微调机构进行X向、Y向移动，纵向移动机构进行Z向移动，微调机构安装在投影机本体上，纵向移动机构安装于微调机构上，调芯治具与纵向移动机构连接。

优选地，调芯机构还包括第一连接板，第一连接板的一端与调芯治具固定连接，另一端与纵向移动机构固定连接。

优选地，纵向移动机构包括导轨滑块机构和限位块，限位块与微调机构固定连接，导轨滑块机构的导轨和限位块固定连接，导轨滑块机构的滑块和第一连接板固定连接，并由限位块进行Z向移动限位。

优选地，镜头固定治具的中心开设有贯穿的阶梯孔，镜头局部套设于阶梯孔内并自动对中限位。

优选地，待调镜片为镜头的物侧第一枚光学镜片。

优选地，投影机本体的底部设有多个调节水平度的调节座。

优选地，调芯治具包括相互连接的固定部和多个调芯爪，固定部上开设有贯穿孔，调芯爪沿贯穿孔环向均布，调芯爪为L形，且靠近贯穿孔中心的部位弯向固定部的一侧，调芯爪的末端内侧设有与待调镜片的物侧曲面相适配的定位面。

优选地，工作状态时，调芯爪靠近贯穿孔中心的部位伸入镜头内，且定位面抵触下压待调镜片的物侧曲面。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1)该设备结构简单，设备导入周期短，可大大降低生产、维护、人力和时间投入成本，且具有更高的通用性；

2)操作方便快捷，可在调芯过程中即时确认产品成像效果，避免反复调芯动作，提升生产效率，且组装成品率高。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的调芯机构结构示意图；

图3为本实用新型的调芯治具结构示意图；

图4为本实用新型的调芯工作结构示意图。

附图标记说明：1、投影机；2、反光镜；3、连接座；4、镜头固定治具；5、调芯治具；6、第一连接板；7、纵向移动机构；8、限位块；9、第二连接板；10、微调机构；11、第三连接板；12、镜头；13、投影光源；14、分划板固定座；15、分划板；16、投影机本体；17、调节座；18、支撑架；12a、待调镜片；51、固定部；52、调芯爪；52a、定位面。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为与另一个组件“连接”时，它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本申请。

如图1-4所示，一种镜头调芯机，包括用于检测镜头同心度的投影机1，投影机1包括投影机本体16，投影机本体16上设有反光镜2和连接座3，投影机本体16内设有上下布置的分划板15和投影光源13，投影光源13的光线依次穿过分划板15、连接座3至反光镜2，反光镜2反射投影成像，镜头调芯机还包括镜头固定治具4和调芯机构，其中：

镜头固定治具4，与连接座3连接且同轴设置，用于放置镜头12并对镜头12进行限位，镜头12包括待调镜片12a；

调芯机构，包括调芯治具5和三自由度移动机构，三自由度移动机构安装在投影机本体上并与调芯治具5连接；

工作状态时，调芯治具5的工作中心对正镜头12的中心，三自由度移动机构带动调芯治具5移动至抵触镜头12的待调镜片12a，进而推动待调镜片12a移动调整镜头同心度。

其中，投影机1可实现镜头12的聚光成像，用于检测镜头同心度，包括投影机本体16，投影机本体16上设有反光镜2和连接座3，反光镜2可通过支撑架18支撑固定，支撑架18为L形杆，一端连接投影机本体16，另一端连接反光镜2，当支撑架18采用分体式时可用于反光镜2的倾斜角度或位置的调节，还可为一体式直接对反光镜2进行固定或采用直杆与反光镜2连接固定。投影机本体16内设有分划板15和投影光源13，投影机本体16内还设有分划板固定座14，分划板15固定在分划板固定座14上，分划板15位于投影光源13的正上方，投影光源13的光线依次穿过分划板15、连接座3至反光镜2，并由反光镜2反射投影成像。投影机1还可采用现有技术中成熟的光学检测设备，本实施例中选用市售产品，如东莞市泰诚光电有限公司型号为TYL-105的立式投影仪，有助于降低设备投入成本。通过在TYL-105投影机上增加镜头固定治具4和调芯机构，实现镜头同心度调芯补正后，再由投影机1进行投影来检测调芯效果。

具体地，如图1所示，以左右方向为X向、前后方向为Y向、上下方向为Z向，镜头固定治具4与连接座3连接且同轴设置，连接座3为通用型接口，用于固定镜头固定治具4。镜头固定治具4用于放置镜头12并对镜头12进行限位，镜头12包括待调镜片12a。通过对镜头12内部分敏感光学系统的光学中心进行调整补偿提高镜头同心度。调芯机构包括调芯治具5和三自由度移动机构，投影机本体16的上部左侧固定连接有第三连接板11，三自由度移动机构固定在第三连接板11上，或还可直接固定在投影机本体16上。三自由度移动机构的右侧连接有调芯治具5，并带动调芯治具5沿X向、Y向和Z向移动。在工作状态时，调芯治具5的工作中心对正镜头12的中心，三自由度移动机构带动调芯治具5进行Z向移动至抵触待调镜片12a，在抵触限位后三自由度移动机构带动调芯治具5进行X向、Y向移动，进而在调芯治具5的推动作用使待调镜片12a进行X向、Y向移动，实现镜头同心度调整。同时投影光源13的光线依次穿过分划板15、连接座3、镜头12、调芯治具5至反光镜2，并由反光镜2反射投影成像实现镜头同心度检测，反光镜2用于将投影的像反射为竖直方向显示，便于检查确认成像效果。

该装置结构简单，适用范围很广，设备通用性高，不同的镜头产品只需更换为对应的镜头固定治具4与调芯治具5，大大缩短设备导入周期，且生产成本、维护成本、人力和时间投入成本均大大降低。另外镜头同心度调芯补正后，通过投影机1进行投影检测，可以在调芯过程中即时确认调芯效果，通过确认镜头12投影的分化刻线清晰度，最清晰的状态即为最佳调芯状态，即可判定此镜头12为良品镜头，该装置调芯操作和检测速度快，组装效率和成品率高，适用于研发调试阶段及大批量生产阶段。需要说明的是，该装置还可组装于自动化组装线上，通过设置相机捕捉镜头12投影的分化刻线判断是否为最佳状态，进一步提高准确度和组装效率，利用相机进行视觉检测为现有技术中的常规技术，在此不再赘述。且投影机1还可选用其它结构形式，如采用卧式投影机等。

在一实施例中，三自由度移动机构包括纵向移动机构7和微调机构10，微调机构10进行X向、Y向移动，纵向移动机构7进行Z向移动，微调机构10安装在投影机本体16上，纵向移动机构7安装于微调机构10上，调芯治具5与纵向移动机构7连接。

其中，三自由度移动机构包括纵向移动机构7和微调机构10，微调机构10为可实现X向、Y向移动的机构，起到调芯时将镜片12水平推动的作用，可采用手动或自动调节机构，为本领域技术人员熟知的常规技术，在此不再赘述。纵向移动机构7可实现Z向移动，微调机构10固定在第三连接板11上，第三连接板11安装在投影机本体16上，纵向移动机构7安装于微调机构10上，由微调机构10带动实现X向、Y向移动，调芯治具5与纵向移动机构7连接，在纵向移动机构7和微调机构10的共同作用下进行X向、Y向和Z向移动。需要说明的是，还可采用其他形式实现X向、Y向和Z向移动，如微调机构10安装于纵向移动机构7上，调芯治具5与微调机构10连接。

在一实施例中，调芯机构还包括第一连接板6，第一连接板6的一端与调芯治具5固定连接，另一端与纵向移动机构7固定连接。

其中，调芯机构通过第一连接板6分别与调芯治具5和纵向移动机构7固定连接，有助于将调芯治具5结构简化，大大降低加工成本，便于根据不同镜头12更换不同的调芯治具5，且有助于各结构的布置，提高空间利用率。需要说明的是，当纵向移动机构7与投影机本体16连接，微调机构10安装于纵向移动机构7上时，第一连接板6还可分别与调芯治具5和微调机构10连接。

在一实施例中，纵向移动机构7包括导轨滑块机构和限位块8，限位块8与微调机构10固定连接，导轨滑块机构的导轨和限位块8固定连接，导轨滑块机构的滑块和第一连接板6固定连接，并由限位块8进行Z向移动限位。

其中，本实施例中纵向移动机构7包括导轨滑块机构和限位块8，微调机构10上固定连接有第二连接板9，限位块8与第二连接板9固定连接且相互垂直，导轨滑块机构的导轨通过螺钉固定在限位块8上，导轨滑块机构的滑块和第一连接板6通过螺钉固定连接。滑块可由气缸驱动，气缸可固定于限位块8的前侧或后侧，或其他位置如投影机本体16上，第一连接板6安装于滑块的下方，在Z向移动的过程中可避免碰撞反光镜2，且限位块8上设有限位部，限位部可为任意形状，如在限位块8的上下位置各设计一凸台作为滑块的Z向移动上下极限位置，用于限制调芯治具5的Z向移动距离，避免滑块脱离导轨，且可实现快速调整调芯治具5的高度便于取放镜头12。

需要说明的是，第一连接板6、第二连接板9、第三连接板11均为转接板，便于转接安装或根据使用要求调整安装高度。其中，导轨滑块机构还可替换为由电机驱动的丝杠螺母机构，丝杠的两端固定在限位块8上，螺母与第一连接板6连接，并通过导向机构进行导向，导向机构可为导轨滑块机构或为穿过第一连接板6并与其滑动配合的导向轴。

在一实施例中，镜头固定治具4的中心开设有贯穿的阶梯孔，镜头12局部套设于阶梯孔内并自动对中限位。

其中，镜头固定治具4为直径上大下小的阶梯圆台，其外部阶梯面作为承靠面，便于保证镜头固定治具4安装时与连接座3的同轴度，提高调芯时投影检测的精度，镜头固定治具4可与连接座3直接通过螺纹连接或通过螺钉连接，在镜头固定治具4的中心开设有贯穿的阶梯孔，镜头12的像侧朝下抵触阶梯孔内的阶梯面进行轴向限位，并局部套设于阶梯孔内后自动对中，可快速定位便于调芯治具5进行调芯，有助于提高组装效率，且贯穿孔位设计便于进行投影检测。镜头固定治具4还可为直筒式圆台。

在一实施例中，待调镜片12a为镜头12的物侧第一枚光学镜片。

其中，本实施例中对物侧第一枚光学镜片进行位置调整，以补偿该镜片与整组镜头的光学同心度。需要说明的是，待调镜片12a还可为镜头12内其他部分敏感光学镜片，通过对光学中心进行调整补偿提高镜头同心度。

在一实施例中，投影机本体16的底部设有多个调节水平度的调节座17。

其中，本实施例中投影机1的投影机本体16的底部四角分别设有一个调节座17，有助于调整水平度提高投影质量，调节座17为现有技术中的常规技术，如为与投影机1的底部连接的地脚，在此不再赘述。需要说明的是，调节座17还可在投影机1的底部进行任意数量或任意位置的设置，或投影机1还可直接放置在调整好水平度的平台上进行检测。

在一实施例中，调芯治具5包括相互连接的固定部51和多个调芯爪52，固定部51上开设有贯穿孔，调芯爪52沿贯穿孔环向均布，调芯爪52为L形，且靠近贯穿孔中心的部位弯向固定部51的一侧，调芯爪52的末端内侧设有与待调镜片12a的物侧曲面相适配的定位面52a。

其中，调芯治具5包括相互连接的固定部51和三个调芯爪52，固定部51为圆形平板，为减少占用空间或重量，周边可切削多余部分，且固定部51的中心开设有圆形贯穿孔，有助于投影光源13的光线穿过。调芯爪52沿贯穿孔环向均布，调芯爪52为L形，且靠近贯穿孔中心的部位弯向固定部51的一侧，调芯爪52的末端内侧设有与待调镜片12a的物侧曲面相适配的定位面52a。该设计便于对应不同的镜头更换不同的调芯治具5，且有助于替换易损件，降低维护成本。需要说明的是，调芯爪52还可为任意数量设置，且调芯爪52还可为圆环结构，一端与固定部51连接，另一端内侧开设有与待调镜片12a的物侧曲面相适配的定位面52a。

在一实施例中，工作状态时，调芯爪52靠近贯穿孔中心的部位伸入镜头12内，且定位面52a抵触下压待调镜片12a的物侧曲面。

其中，工作状态时，调芯爪52靠近贯穿孔中心的部位可伸入镜头12内，且定位面52a抵触下压待调镜片12a的物侧曲面进行调芯，待调镜片12a的物侧曲面为关键作用面，以该面为配合面调整时，待调镜片12a不易倾斜，更有利于提高调芯精度和成品率。

工作时，先将投影机1内部投影光源13的光线束照射分划板15，分划板15为具有窄线缝刻线的一种分辨率板，形成一组能够分辨粗细不等的线对，待线对透过待调芯的镜头12进行放大后投影到墙壁或幕布上，同时将待调芯镜头12放入镜头固定治具4中，三自由度移动机构带动调芯机构调整镜头12的待调镜片12a与镜头12内其他镜片的同心度，以补偿镜头成像的光学质量。通过分辨线对的清晰度，最清晰的状态即为最佳调芯状态，判定镜头12为合格产品，即完成调芯，调芯完成后对待调镜片12a进行点胶固定，然后由三自由度移动机构带动调芯治具5进行Z向移动，取出已调芯镜头，依次循环进行待调芯镜头12的调芯及检测。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请描述较为具体和详细的实施例，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种镜头调芯机，包括用于检测镜头同心度的投影机(1)，其特征在于：所述投影机(1)包括投影机本体(16)，所述投影机本体(16)上设有反光镜(2)和连接座(3)，所述投影机本体(16)内设有上下布置的分划板(15)和投影光源(13)，所述投影光源(13)的光线依次穿过所述分划板(15)、连接座(3)至所述反光镜(2)，所述反光镜(2)反射投影成像，所述镜头调芯机还包括镜头固定治具(4)和调芯机构，其中：

所述镜头固定治具(4)，与所述连接座(3)连接且同轴设置，用于放置镜头(12)并对所述镜头(12)进行限位，所述镜头(12)包括待调镜片(12a)；

所述调芯机构，包括调芯治具(5)和三自由度移动机构，所述三自由度移动机构安装在所述投影机本体(16)上并与所述调芯治具(5)连接；

工作状态时，所述调芯治具(5)的工作中心对正所述镜头(12)的中心，所述三自由度移动机构带动所述调芯治具(5)移动至抵触所述镜头(12)的待调镜片(12a)，进而推动所述待调镜片(12a)移动调整镜头同心度。

2.如权利要求1所述的镜头调芯机，其特征在于：所述三自由度移动机构包括纵向移动机构(7)和微调机构(10)，所述微调机构(10)进行X向、Y向移动，所述纵向移动机构(7)进行Z向移动，所述微调机构(10)安装在所述投影机本体(16)上，所述纵向移动机构(7)安装于所述微调机构(10)上，所述调芯治具(5)与所述纵向移动机构(7)连接。

3.如权利要求2所述的镜头调芯机，其特征在于：所述调芯机构还包括第一连接板(6)，所述第一连接板(6)的一端与所述调芯治具(5)固定连接，另一端与所述纵向移动机构(7)固定连接。

4.如权利要求3所述的镜头调芯机，其特征在于：所述纵向移动机构(7)包括导轨滑块机构和限位块(8)，所述限位块(8)与所述微调机构(10)固定连接，所述导轨滑块机构的导轨和所述限位块(8)固定连接，所述导轨滑块机构的滑块和所述第一连接板(6)固定连接，并由所述限位块(8)进行Z向移动限位。

5.如权利要求1所述的镜头调芯机，其特征在于：所述镜头固定治具(4)的中心开设有贯穿的阶梯孔，所述镜头(12)局部套设于所述阶梯孔内并自动对中限位。

6.如权利要求1所述的镜头调芯机，其特征在于：所述待调镜片(12a)为所述镜头(12)的物侧第一枚光学镜片。

7.如权利要求1所述的镜头调芯机，其特征在于：所述投影机本体(16)的底部设有多个调节水平度的调节座(17)。

8.如权利要求1至7任一所述的镜头调芯机，其特征在于：所述调芯治具(5)包括相互连接的固定部(51)和多个调芯爪(52)，所述固定部(51)上开设有贯穿孔，所述调芯爪(52)沿所述贯穿孔环向均布，所述调芯爪(52)为L形，且靠近所述贯穿孔中心的部位弯向所述固定部(51)的一侧，所述调芯爪(52)的末端内侧设有与所述待调镜片(12a)的物侧曲面相适配的定位面(52a)。

9.如权利要求8所述的镜头调芯机，其特征在于：工作状态时，所述调芯爪(52)靠近所述贯穿孔中心的部位伸入所述镜头(12)内，且所述定位面(52a)抵触下压所述待调镜片(12a)的物侧曲面。

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