CN219957959U - 一种基于光栅尺控制的高精度变焦装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于光栅尺控制的高精度变焦装置，包括底板，所述底板顶部固定连接有变焦机构，所述底板顶部固定连接有辅助机构，所述变焦机构包括两个电机弯板，两个所述电机弯板均固定连接于底板顶部，所述电机弯板一侧固定连接有步进电机。一种基于光栅尺控制的高精度变焦装置，通过变焦机构的设计，步进电机工作后带动丝杆转动，丝杆转动后带动螺母进行移动，从而分别带动变焦前组与变焦后组的前后移动，与之相连的读数头分别读取两侧光栅尺的数据，通过实时数据反馈给主控制单元，主控制单元然后发出指令精准地控制两个步进电机的脉冲数量，从而实现对变焦前组和变焦后组之间的相对位置的精确定位。

Description

一种基于光栅尺控制的高精度变焦装置

技术领域

本实用新型涉及光学变焦技术领域，尤其涉及一种基于光栅尺控制的高精度变焦装置。

背景技术

光栅尺，也称为光栅尺位移传感器光栅尺传感器，是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置，而所谓变焦是镜头的另一个重点在变焦能力，所谓的变焦能力包括光学变焦，数码变焦和双摄变焦等多种，虽然都有有助于望远拍摄时放大远方物体，但是只有光学变焦可以支持图像主体成像后，增加更多的像素，让主体不但变大，同时也相对更清晰，通常变焦倍数大者越适合用于望远拍摄，光栅尺加入变焦装置中后，可以更加有利于变焦工作的精确展开。

目前，一般光电仪器的镜头变焦方式采用传统的凸轮结构，部分能对焦的工业相机也仅采用步进电机简单地控制，采用凸轮结构的变焦方式由于受零件精度和结构和装配的影响，镜头在变焦后，镜头的整体像质会有一定程度的下降，而且整个光学系统的实际放大率与设计之初有着较大的差异，另外某些工业相机，只采用了简单的步进电机控制镜组之间的相对位置，也不能很好的解决由于镜组之间的位置误差带来的镜头光学质量下降的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的某些工业相机，只采用了简单的步进电机控制镜组之间的相对位置，也不能很好的解决由于镜组之间的位置误差带来的镜头光学质量下降的问题，而提出的一种基于光栅尺控制的高精度变焦装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种基于光栅尺控制的高精度变焦装置，包括底板，所述底板顶部固定连接有变焦机构，所述底板顶部固定连接有辅助机构。

所述变焦机构包括两个电机弯板，两个所述电机弯板均固定连接于底板顶部，所述电机弯板一侧固定连接有步进电机，所述底板顶部固定连接有两个第一光栅尺固定座，两个所述第一光栅尺固定座均固定连接于电机弯板顶部，所述底板顶部固定连接有两个第二光栅尺固定座，所述底板顶部设置有两个光栅尺，所述光栅尺外部设置有镜组座，所述镜组座一侧固定连接有变焦前组。

优选的，所述光栅尺一端与第一光栅尺做顶部固定连接，所述光栅尺另一端与第二光栅尺座顶部固定连接，所述光栅尺贯穿镜组座。

优选的，所述镜组座一侧固定连接有读数头，所述读数头设置于光栅尺顶部。

优选的，所述底板顶部固定连接有滑轨，所述滑轨顶部滑动连接有变焦后组，所述镜组座设置于滑轨顶部并与滑轨滑动连接。

优选的，所述辅助机构包括丝杆，所述丝杆设置于第一光栅尺和第二光栅尺之间，所述步进电机通过输出轴与丝杆一端固定连接。

优选的，所述丝杆外部设置有螺母座，所述螺母座与丝杆通过螺纹连接，所述丝杆外部设置有螺母，所述螺母固定连接于螺母座一侧，且丝杆贯穿螺母并与螺母通过螺纹连接，所述螺母座顶部固定连接有变焦后组，所述变焦后组设置于变焦前组一侧，两个所述螺母座之间固定连接有连接板。

优选的，所述螺母座上固定连接有限位块，其中一个第二光栅尺前侧固定连接有限位开关。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是；

1、一种基于光栅尺控制的高精度变焦装置，通过变焦机构的设计，步进电机工作后带动丝杆转动，丝杆转动后带动螺母进行移动，从而分别带动变焦前组与变焦后组的前后移动，与之相连的读数头分别读取两侧光栅尺的数据，通过实时数据反馈给主控制单元，主控制单元然后发出指令精准地控制两个步进电机的脉冲数量，从而实现对变焦前组和变焦后组之间的相对位置的精确定位。

2、一种基于光栅尺控制的高精度变焦装置，通过辅助机构的设计，通过读取光栅尺的数据来进行定位，定位更加准确，有利于改善变焦后的画面质量，另外设置的限位开关，分别限制前后镜组的极限位置；在变焦前组的镜组座和与变焦后组连接的螺母座上分别设置有限位块和限位开关，用以防止前后镜组的碰撞，提高了本装置使用时的稳定性。

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为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型俯视图；

图3为电机弯板的立体结构图；

图4为变焦前组的立体结构图。

图中：1、底板；2、变焦机构；21、电机弯板；22、步进电机；23、第一光栅尺固定座；24、第二光栅尺固定座；25、光栅尺；26、镜组座；27、变焦前组；28、读数头；29、滑轨；291、变焦后组；3、辅助机构；31、丝杆；32、螺母座；33、螺母；34、连接板；35、限位块；36、限位开关。

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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供以下技术方案：

实施例一

结合图1至图4，一种基于光栅尺控制的高精度变焦装置，包括底板1，底板1顶部固定连接有变焦机构2，底板1顶部固定连接有辅助机构3。

变焦机构2包括两个电机弯板21，两个电机弯板21均固定连接于底板1顶部，电机弯板21一侧固定连接有步进电机22，底板1顶部固定连接有两个第一光栅尺固定座23，两个第一光栅尺固定座23均固定连接于电机弯板21顶部，底板1顶部固定连接有两个第二光栅尺固定座24，底板1顶部设置有两个光栅尺25，光栅尺25外部设置有镜组座26，镜组座26一侧固定连接有变焦前组27，光栅尺25一端与第一光栅尺25做顶部固定连接，光栅尺25另一端与第二光栅尺25座顶部固定连接，光栅尺25贯穿镜组座26，镜组座26一侧固定连接有读数头28，读数头28设置于光栅尺25顶部，底板1顶部固定连接有滑轨29，滑轨29顶部滑动连接有变焦后组291，镜组座26设置于滑轨29顶部并与滑轨29滑动连接。

步进电机22工作后带动丝杆31转动，丝杆31转动后带动螺母33进行移动，从而分别带动变焦前组27与变焦后组291的前后移动，与之相连的读数头28分别读取两侧光栅尺25的数据，通过实时数据反馈给主控制单元，主控制单元然后发出指令精准地控制两个步进电机22的脉冲数量，从而实现对变焦前组27和变焦后组291之间的相对位置的精确定位。

实施例二

参阅图1-4，并在实施例一的基础上，进一步得到辅助机构3包括丝杆31，丝杆31设置于第一光栅尺25和第二光栅尺25之间，步进电机22通过输出轴与丝杆31一端固定连接，丝杆31外部设置有螺母座32，螺母座32与丝杆31通过螺纹连接，丝杆31外部设置有螺母33，螺母33固定连接于螺母座32一侧，且丝杆31贯穿螺母33并与螺母33通过螺纹连接，螺母座32顶部固定连接有变焦后组291，变焦后组291设置于变焦前组27一侧，两个螺母座32之间固定连接有连接板34，螺母座32上固定连接有限位块35，其中一个第二光栅尺25前侧固定连接有限位开关36。

在使用本装置时，滑轨29两侧的步进电机22工作后带动丝杆31转动，丝杆31转动后带动螺母33进行移动，从而分别带动变焦前组27与变焦后组291的前后移动，与之相连的读数头28分别读取两侧光栅尺25的数据，通过实时数据反馈给主控制单元，主控制单元然后发出指令精准地控制两个步进电机22的脉冲数量，从而实现对变焦前组27和变焦后组291之间的相对位置的精确定位；

其中通过读取光栅尺25的数据来进行定位，定位更加准确，有利于改善变焦后的画面质量，另外设置的限位开关36，分别限制前后镜组的极限位置；在变焦前组27的镜组座26和与变焦后组291连接的螺母座32上分别设置有限位块35和限位开关36，用以防止前后镜组的碰撞。

Claims (7)

1.一种基于光栅尺控制的高精度变焦装置，包括底板(1)，其特征在于：所述底板(1)顶部固定连接有变焦机构(2)，所述底板(1)顶部固定连接有辅助机构(3)；

所述变焦机构(2)包括两个电机弯板(21)，两个所述电机弯板(21)均固定连接于底板(1)顶部，所述电机弯板(21)一侧固定连接有步进电机(22)，所述底板(1)顶部固定连接有两个第一光栅尺固定座(23)，两个所述第一光栅尺固定座(23)均固定连接于电机弯板(21)顶部，所述底板(1)顶部固定连接有两个第二光栅尺固定座(24)，所述底板(1)顶部设置有两个光栅尺(25)，所述光栅尺(25)外部设置有镜组座(26)，所述镜组座(26)一侧固定连接有变焦前组(27)。

2.根据权利要求1所述的一种基于光栅尺控制的高精度变焦装置，其特征在于：所述光栅尺(25)一端与第一光栅尺(25)做顶部固定连接，所述光栅尺(25)另一端与第二光栅尺(25)座顶部固定连接，所述光栅尺(25)贯穿镜组座(26)。

3.根据权利要求1所述的一种基于光栅尺控制的高精度变焦装置，其特征在于：所述镜组座(26)一侧固定连接有读数头(28)，所述读数头(28)设置于光栅尺(25)顶部。

4.根据权利要求3所述的一种基于光栅尺控制的高精度变焦装置，其特征在于：所述底板(1)顶部固定连接有滑轨(29)，所述滑轨(29)顶部滑动连接有变焦后组(291)，所述镜组座(26)设置于滑轨(29)顶部并与滑轨(29)滑动连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于光栅尺控制的高精度变焦装置，其特征在于：所述辅助机构(3)包括丝杆(31)，所述丝杆(31)设置于第一光栅尺(25)和第二光栅尺(25)之间，所述步进电机(22)通过输出轴与丝杆(31)一端固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种基于光栅尺控制的高精度变焦装置，其特征在于：所述丝杆(31)外部设置有螺母座(32)，所述螺母座(32)与丝杆(31)通过螺纹连接，所述丝杆(31)外部设置有螺母(33)，所述螺母(33)固定连接于螺母座(32)一侧，且丝杆(31)贯穿螺母(33)并与螺母(33)通过螺纹连接，所述螺母座(32)顶部固定连接有变焦后组(291)，所述变焦后组(291)设置于变焦前组(27)一侧，两个所述螺母座(32)之间固定连接有连接板(34)。

7.根据权利要求6所述的一种基于光栅尺控制的高精度变焦装置，其特征在于：所述螺母座(32)上固定连接有限位块(35)，其中一个第二光栅尺(25)前侧固定连接有限位开关(36)。