CN216718172U - 一种物镜与检测区域相对位姿的调节机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种物镜与检测区域相对位姿的调节机构，包括光学模块和检测模块，所述光学模块包含光学元件底座，所述光学元件底座一端设有光学检测组件，所述光学检测组件包括物镜，所述物镜通过Z方向调节组件连接所述光学元件底座，所述光学元件底座一侧面两端分别连接有右侧连接件、左侧连接件，所述右侧连接件与所述左侧连接件中间设有Y方向底板，所述Y方向底板通过Y方向导轨滑动连接所述检测模块的X方向底板，所述X方向底板通过X方向导轨滑动连接检测区底板。本实用新型的相对位姿的调节机构，可以实现物镜与检测区域的6自由度位姿调节，每个自由度可单独调节，使检测平台安装简单快速。

Description

一种物镜与检测区域相对位姿的调节机构

技术领域

本实用新型涉及光学检测的技术领域，具体来说，涉及一种物镜与检测区域相对位姿的调节机构。

背景技术

在高分辨率的光学检测系统中，焦深需要亚微米级甚至更高。为了保证好的图像质量，整个被测区域都要在焦深范围内。在二维光学检测平台中，随着每次物镜与被测区域的相对运动(X方向和Y方向)，每次视场里的被测区域都要在焦深范围内。由于焦深很小，且物镜与被测区域之间涉及很多零件，仅靠机械加工精度和装配精度保证，要求非常严苛。故高精度的二维光学检测系统需具有6自由度位姿精密调节功能，即位置（X，Y，Z）和姿态（绕X俯仰角，绕Y偏摆角，绕Z旋转角）。传统的调节方法是3点调节法，所谓3点调平法，即使用弹簧等柔性元件使被调节件与3个点始终接触，通过调节3个点的相对位置，从而实现调整位姿的目的。在传统3点调平法的基础上，这种方法的缺点是每个自由度的调节是耦合的，不能单独调节某个自由度，这样调节费时费力，有很多改进方法，但是少有能够解决解耦多自由度位姿调节的方法，即在其他自由度保持不变的情况下，只调节其中一个自由度。位姿自由度调节的不解耦，使得调节过程重复费时。

实用新型内容

针对相关技术中的上述技术问题，本实用新型提出一种物镜与检测区域相对位姿的调节机构，能够解决上述问题。

为实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种物镜与检测区域相对位姿的调节机构，包括光学模块和检测模块，所述光学模块包含光学元件底座，所述光学元件底座一端设有光学检测组件，所述光学检测组件包括物镜，所述物镜通过Z方向调节组件连接所述光学元件底座，所述光学元件底座一侧面两端分别连接有右侧连接件、左侧连接件，所述右侧连接件与所述左侧连接件之间设有Y方向底板，所述Y方向底板通过Y方向导轨滑动连接所述检测模块的X方向底板，所述X方向底板通过X方向导轨滑动连接检测区底板，所述右侧连接件沿Y轴方向设有一个偏摆角中心轴，所述右侧连接件沿X轴方向设有一个俯仰角中心轴，所述物镜下方设有偏摆微调旋钮，与所述右侧连接件相对的所述光学元件底座另一侧面端设有用于托住所述Y方向底板的后侧连接件，所述后侧连接件上方设有俯仰微调旋钮，所述检测区底板通过旋转角中心轴转动连接检测件安装板，所述检测区底板一侧设有旋转微调旋钮，与所述旋转微调旋钮相对的所述检测区底板另一侧设有弹簧柱塞。

所述X方向底板中部设有一矩形通槽，所述检测区底板位于所述矩形通槽中。

进一步的，所述偏摆角中心轴穿过所述右侧连接件转动连接所述学元件底座。

进一步的，所述俯仰角中心轴穿过所述Y方向底板转动连接所述右侧连接件。

进一步的，所述偏摆微调旋钮位于所述Y方向底板一边角的上方，所述偏摆微调旋钮受所述Y方向底板的重力作用始终与所述光学元件底座接触。

进一步的，所述旋转微调旋钮的末端受所述弹簧柱塞的反作用力影响，始终与所述检测件安装板接触。

进一步的，所述Z方向调节组件包括Z方向导轨和Z方向调节驱动元件。

进一步的，所述Y方向调节组件还包括Y方向调节驱动元件。

进一步的，所述X方向调节组件还包括X方向调节驱动元件。

进一步的，所述检测区底板上设有用于锁紧所述检测件安装板的锁紧组件

本实用新型的有益效果：本实用新型的相对位姿的调节机构，可以实现物镜与检测区域的6自由度位姿调节 ，每个自由度可单独调节，使检测平台安装简单快速。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本实用新型实施例所述的一种物镜与检测区域相对位姿的调节机构的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例所述的一种物镜与检测区域相对位姿的调节机构的的检测区底板的底面示意图。

在图1至图2中，部件名称或线条与附图编号的对应关系为：

100、光学模块；

101、光学元件底座；102、物镜；103、Z方向调节组件；

200、检测模块；

201、Y方向底板；202、Y方向导轨；203、X方向底板；204、X方向导轨；205、右侧连接件；206、左侧连接件；207、后侧连接件；208、偏摆角中心轴；209、偏摆微调旋钮；210、俯仰角中心轴；211、俯仰微调旋钮；

301、检测区底板；302、检测件安装板；303、旋转角中心轴；304、旋转微调旋钮；305弹簧柱塞。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-2所示，一种物镜与检测区域相对位姿的调节机构，包括光学模块100和检测模块200，所述光学模块100包含光学元件底座101，所述光学元件底座101一端设有光学检测组件，所述光学检测组件包括物镜102，所述物镜102通过Z方向调节组件103连接所述光学元件底座101，所述光学元件底座101一侧面两端分别连接有右侧连接件205、左侧连接件206，所述右侧连接件205与所述左侧连接件206之间设有Y方向底板201，所述Y方向底板201通过Y方向导轨202滑动连接所述检测模块200的X方向底板203，所述X方向底板203通过X方向导轨204滑动连接检测区底板301，所述右侧连接件205沿Y轴方向设有一个偏摆角中心轴208，所述右侧连接件205沿X轴方向设有一个俯仰角中心轴210，所述物镜102下方设有偏摆微调旋钮209，与所述右侧连接件205相对的所述光学元件底座101另一侧面端设有用于托住所述Y方向底板201的后侧连接件207，所述后侧连接件207上方设有俯仰微调旋钮211，所述检测区底板301通过旋转角中心轴303转动连接检测件安装板302，所述检测区底板301一侧设有旋转微调旋钮304，与所述旋转微调旋钮304相对的所述检测区底板301另一侧设有弹簧柱塞305。

在本实用新型中，光学模块100中元器件安装在光学元件底座101上，其中物镜102通过Z方向调节组件103固定在光学元件底座上，通过Z方向导轨使物镜102相对于检测区域能够在Z方向移动。检测物固定在检测区底板301上，检测区底板301通过X方向导轨204固定在X方向底板203上，使物镜102相对于检测区域能够沿X方向移动。X方向底板203通过Y方向导轨202固定在Y方向底板201上，使物镜102相对于检测区域能够沿Y方向移动。综上则物镜102与检测件间的相对位置X、Y、Z均能通过“导轨+驱动”实现精密调节。其中“驱动”可以是手动或电动的精密驱动元器件。

调节姿态角（绕X俯仰角，绕Y偏摆角，绕Z旋转角）是“转轴+微调旋钮”的方法。检测模块200包括Y方向底板201、X方向底板203、检测区底板301、检测件安装板302等。光学元件底座101与Y方向底板201通过“偏摆角中心轴208+偏摆微调旋钮209”实现绕Y偏摆角调节。光学元件底座101与Y方向底板201通过“俯仰角中心轴210+俯仰微调旋钮211”实现绕X俯仰角调节。检测区底板301与检测件安装板302通过“旋转角中心轴303+旋转微调旋钮304”，实现绕Z旋转角调节。其中“微调旋钮”可以是手动或电动的精密驱动元器件。

为了方便理解本实用新型的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本实用新型的上述技术方案进行详细说明。

在具体使用时，如图1所示，在光学模块100中，所有光学检测元件固定在光学元件底座101上，其中物镜102与光学元件底座101，通过Z方向调节组件103连接，通过Z方向导轨实现物镜102与检测区域的Z位置调节。在检测模块200中，Y方向底板201与X方向底板203，通过Y方向导轨202连接，实现物镜102与检测区域的Y位置调节。X方向底板203与检测区底板301，通过X方向导轨204连接，实现物镜102与检测区域的X位置调节。

如图1所示，通过右侧连接件205，左侧连接件206，后侧连接件207，检测模块200挂在光学模块100上。检测模块200的自重能够使偏摆角中心轴208、偏摆微调旋钮209、俯仰角中心轴210、俯仰微调旋钮211始终受重力。以偏摆角中心轴208为支点，调节偏摆微调旋钮209，可实现物镜102与检测区域的绕Y偏摆角调节。以俯仰角中心轴210为支点，调节俯仰微调旋钮211，可实现物镜102与检测区域的绕X俯仰角调节。

如图2所示，检测区底板301与检测件安装板302锁紧前，以旋转角中心轴303为支点，以弹簧柱塞305为辅助支点，调节旋转微调旋钮304，实现物镜102与检测区域的绕Z旋转角调节。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种物镜与检测区域相对位姿的调节机构，包括光学模块（100）和检测模块（200），其特征在于，所述光学模块（100）包含光学元件底座（101），所述光学元件底座（101）一端设有光学检测组件，所述光学检测组件包括物镜（102），所述物镜（102）通过Z方向调节组件（103）连接所述光学元件底座（101），所述光学元件底座（101）一侧面两端分别连接有右侧连接件（205）、左侧连接件（206），所述右侧连接件（205）与所述左侧连接件（206）中间设有Y方向底板（201），所述Y方向底板（201）通过Y方向调节组件的Y方向导轨（202）滑动连接所述检测模块（200）的X方向底板（203），所述X方向底板（203）通过X方向调节组件的X方向导轨（204）滑动连接检测区底板（301），所述右侧连接件（205）沿Y轴方向设有一个偏摆角中心轴（208），所述右侧连接件（205）沿X轴方向设有一个俯仰角中心轴（210），所述物镜（102）下方设有偏摆微调旋钮（209），与所述右侧连接件（205）相对的所述光学元件底座（101）另一侧面端设有用于托住所述Y方向底板（201）的后侧连接件（207），所述后侧连接件（207）上方设有俯仰微调旋钮（211），所述检测区底板（301）通过旋转角中心轴（303）转动连接检测件安装板（302），所述检测区底板（301）一侧设有旋转微调旋钮（304），与所述旋转微调旋钮（304）相对的所述检测区底板（301）另一侧设有弹簧柱塞（305）。

2.根据权利要求1所述的一种物镜与检测区域相对位姿的调节机构，其特征在于，所述X方向底板（203）中部设有一矩形通槽，所述检测区底板（301）位于所述矩形通槽中。

3.根据权利要求1所述的一种物镜与检测区域相对位姿的调节机构，其特征在于，所述偏摆角中心轴（208）穿过所述右侧连接件（205）转动连接所述学元件底座（101）。

4.根据权利要求1所述的一种物镜与检测区域相对位姿的调节机构，其特征在于，所述俯仰角中心轴（210）穿过所述Y方向底板（201）转动连接所述右侧连接件（205）。

5.根据权利要求1所述的一种物镜与检测区域相对位姿的调节机构，其特征在于，所述偏摆微调旋钮（209）位于所述Y方向底板（201）一边角的上方，所述偏摆微调旋钮（209）受所述Y方向底板（201）的重力作用始终与所述光学元件底座（101）接触。

6.根据权利要求1所述的一种物镜与检测区域相对位姿的调节机构，其特征在于，所述旋转微调旋钮（304）的末端受所述弹簧柱塞（305）的反作用力始终与所述检测件安装板（302）接触。

7.根据权利要求1所述的一种物镜与检测区域相对位姿的调节机构，其特征在于，所述Z方向调节组件（103）包括Z方向导轨和Z方向调节驱动元件。

8.根据权利要求1所述的一种物镜与检测区域相对位姿的调节机构，其特征在于，所述Y方向调节组件还包括Y方向调节驱动元件。

9.根据权利要求1所述的一种物镜与检测区域相对位姿的调节机构，其特征在于，所述X方向调节组件还包括X方向调节驱动元件。

10.根据权利要求1所述的一种物镜与检测区域相对位姿的调节机构，其特征在于，所述检测区底板（301）上设有用于锁紧所述检测件安装板（302）的锁紧组件。

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