CN2566294Y - 扫描头中镜头位置的自动调整机构 - Google Patents

Abstract

一种扫描头中镜头位置的自动调整机构，其特征在于：设一固定支架，在该固定支架上设置一Z向滑座，所述Z向滑座与支架之间一方面通过Z向滑动机构相互连接，另一方面通过Z向螺旋机构连接，螺旋机构采用控制电机进行驱动，以此构成Z向镜头调节机构；所述Z向滑座上设置一工作头，所述工作头与Z向滑座之间一方面通过Y向滑动机构相互连接，另一方面通过Y向直线驱动机构连接，以此构成Y向工作头推进机构；所述工作头上设有一镜头夹持机构，该夹持机构与一个驱动装置连接，其夹持端对应镜头调测环设有一对夹爪。本方案适用于机械化和自动化OMA调整，其特点是记忆上次调整位置作为下次初始定位，调整精度高，时间短，对操作者要求低。

Description

扫描头中镜头位置的自动调整机构

                         技术领域

本实用新型涉及扫描仪中有关扫描头的光学机构自动调整装置(Auto-OMA)，特别涉及该光学机构自动调整装置中有关镜头(Lens)的自动调整机构。

                         背景技术

众所周知，扫描头是扫描仪光电转换机构的核心，它主要由光头架、镜头(Lens)和电荷耦合器(CCD/B)等组成，装配时镜头插装在光头架的镜头孔中，电荷耦合器(CCD/B)安装在镜头成像位置上，从而构成光电扫描组件。扫描头的光学效果好坏不仅与各光学影像部件有关，而且与装配、调测等工艺有关。从某种程度上讲，扫描头装配后的光学调整非但不可缺少，而且相当重要，因为这种调整最直接的效果是发挥其最高光学性能。

所谓OMA(Optical Mechanism Adjustment)为光学机构调整，它是扫描头制造过程中必须经过的一道测试调整工艺。对于扫描头上的镜头(Lens)来说，OMA操作的目的主要是调整镜头(Lens)相对电荷耦合器(CCD/B)的MTF(光学解晰度)值，从理论上MTF值越高越好，而且各个区域的MTF值越平均越好。为了达到上述目的，实践中往往通过调节镜头轴向相对位置以及镜头相对镜头孔的转角来实现。由于镜头生产过程中最佳转角的位置已经标定，在组装镜头时已基本到位，而镜头的轴向位置则需要专门的调整操作来实现。目前在生产过程中对镜头轴向位置的MTF调节仍处于手工调整阶段，尚无专门的自动调整装置，作业人员只能借助光学调整治具和专门调测棒采用手动方式来完成。对于批量生产来说手动调整的缺点是：1、采用调测棒调整时镜头前进、后退的进给量无法精确控制，经常出现多调或少调现象，很难使各个区域的MTF值达到最佳或相对平均状态；2、采用调测棒调整MTF时因施力点不在镜头中心，作用力在垂直镜头中心线的方向上产生分力，容易产生偏斜；3、手动调整周期长，效率低，而且对作业的熟练程度要求高，操作人员教育培训的时间较长；4、操作者因工作疲劳而发生错误的机率大。为了满足生产线对镜头快速、精确调整的需要，本实用新型设计了一种适合于机械化、自动化调整镜头轴向相对位置的机构。

                          发明内容

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种扫描头中镜头位置的自动调整机构，设一固定支架，在该固定支架上设置一Z向滑座，所述Z向滑座与支架之间一方面通过Z向滑动机构相互连接，另一方面通过Z向螺旋机构连接，螺旋机构采用控制电机进行驱动，以此构成Z向镜头调节机构；所述Z向滑座上设置一工作头，所述工作头与Z向滑座之间一方面通过Y向滑动机构相互连接，另一方面通过Y向直线驱动机构连接，以此构成Y向工作头推进机构；所述工作头上设有一镜头夹持机构，该夹持机构与一个驱动装置连接，其夹持端对应镜头调测环设有一对夹爪。

上述技术方案的有关内容和变化解释如下：

1、本方案针对镜头Auto-OMA调整任务(主要调整镜头轴向相对位置)，将扫描头定位后，采用上述空间机构对其实施调整。该镜头自动调整机构主要由一个镜头夹持机构、一个Y向工作头推进机构和一个Z向镜头调节机构组成，以上三个机构通过支架、Z向滑座和工作头叠加连接，以此构成一个适合于调整镜头轴向相对位置的空间机构，其中镜头夹持机构的任务是夹住镜头；工作头推进机构的任务一是在夹持镜头之前将夹持机构送入镜头调测环位置处，二是调整后的复位；镜头调节机构的任务是调整镜头轴向位置。

2、上述方案中，所述“Z向”是指相对镜头的轴向，即前后方向；“Y向”是相对镜头的上、下方向。所述“支架”也可以称支座、座体或架体等，它是一种结构支承体，在本方案中支架为固定支承体。所述“Z向滑座”是一个过渡连接件，“工作头”是一个夹头座，三者叠加并通过两构件之间不同运动方向的滑动机构连接构成Z向和Y向的运动关系，在该运动关系基础上通过对应设置的机构调节Z向和Y向的位移量。

3、上述方案中，所述“滑动机构”是指具有直线移动副特征的运动机构，如滑块与直线导轨构成的滑动机构，滑杆与滑套构成的滑动机构等。为了提高支架与Z向滑座之间，或者Z向滑座与工作头之间的滑动精度、刚性和稳定性等物理指标，可以采用平行设置的双导轨机构进行连接。

4、上述方案中，所述“夹持机构”是指作用于镜头调测环(环形卡槽)的夹紧结构。驱动装置是夹持机构的驱动元件，它可以向夹持机构提供动力或运动，使之向镜头实施夹紧动作。夹持机构可以有两种方式，一种是利用镜头调测环从径向对槽底实施夹紧；另一种是利用镜头调测环从轴向采用张紧方式对槽侧实施张紧。

5、上述方案中，所述Y向直线驱动机构可以采用气缸或液压油缸，也可以采用螺旋机构与控制电机配合构成。一般情况下对Y向直线运动的精度要求不是很高，因此采用气缸在结构上更简单。

6、上述方案中，所述控制电机一般采用伺服电机或步进电机，以便对移动位置和精度进行控制。

本实用新型工作原理是：在镜头调整前，先将扫描头定位，并使镜头处于调整机构的合适位置上，当启动调整机构后，Y向直线驱动机构通过工作头将夹持机构送入镜头调测环口，接着夹持机构工作将镜头夹住，随后Z向镜头调节机构根据需要调整镜头在物、像之间的轴向相对位置，直到MTF值满意为此。调整结束后先松开夹持机构，接着Y向机构复位，准备下一次调整，以此循环工作。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

1、本实用新型根据扫描头制造中对镜头的OMA(光学机构调整)要求，设计了一种适合于机械化和自动化的夹持和调整机构，为进一步完善扫描头Auto-OMA装置，彻底改变落后的手动调节方式创造了良好条件，因此具有显著的创造性。

2、本实用新型与手动调节相比调整的精度更高，位置控制精度可以提高一倍，使光学解晰度(MTF)的调整处于最佳状态，即每个区域的MTF数值达到相对平均的水平。

3、本实用新型相对手动调整时间更短，而且调整时镜头受力合理，作用点和方向基本保持一致。尤其是自动调整可记住上一次调整的最佳位置，并作为下一次调整时初始位置，这样调整的速度更快，时间更短，有的甚至不用调整就到已达到最佳状态。

4、本实用新型对操作人员的教育培训以及熟练程度要求不高，作业难度和劳动强度降低，生产效率提高，出错概率下降。

                         附图说明

附图1为本实用新型实施例立体图；

附图2为本实用新型实施例主视图；

附图3为本实用新型实施例俯视图；

附图4为本实用新型实施例后视图；

附图5为本实用新型实施例左视图；

附图6为本实用新型实施例右视图。

以上附图中：1、支架；2、Z向滑座；3、Z向螺旋机构；4、控制电机；5、工作头；6、Y向滑动机构；7、气缸；8、夹爪；9、底座。

                        具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例：参见附图1～图6所示，一种扫描头中镜头位置的自动调整机构，在底座9上设一固定支架1，固定支架1上设置一Z向滑座2，所述Z向滑座2与支架1之间一方面通过Z向滑动机构(图中未表示出)相互连接，另一方面通过Z向螺旋机构3(在图示的壳体中)连接，螺旋机构3采用控制电机4进行驱动，以此构成Z向镜头调节机构。所述Z向滑动机构由导轨与滑块配合形成，其中导轨与滑块两者中，一个设在Z向滑座2上，另一个设在支架1上。所述Z向螺旋机构3由精密螺旋传动副构成。所述控制电机4采用伺服电机或步进电机。所述Z向滑座2上设置一可沿Y向滑动的工作头5，所述工作头5与Z向滑座2之间一方面通过Y向滑动机构6相互连接，另一方面通过Y向直线驱动机构连接，以此构成Y向工作头推进机构。所述Y向滑动机构6由导轨与滑块配合构成，其中导轨与滑块两者中，一个设在Z向滑座2上，另一个设在工作头5上。所述Y向直线驱动机构由气缸7构成，气缸7的壳体部分与Z向滑座2固定连接，其活塞杆前端与工作头5固定连接。所述工作头5上设有一镜头夹持机构，该夹持机构由另一个气缸驱动，其夹持端对应镜头调测环设有一对夹爪8。工作时，一对夹爪8随工作头5向下移动伸入镜头调测环凹槽中，然后夹持气缸工作使一对夹爪8以张紧方式与凹槽的两侧面接触夹持镜头，最后通过Z向镜头调节机构调整镜头轴向位置。调整完成后夹持气缸动作，将一对夹爪8松开，然后Y向工作头推进机构复位回移起点。

附图1中镜头自动调整机构以下为扫描头的定位结构，这里不作详细描述。

Claims (4)

1、一种扫描头中镜头位置的自动调整机构，其特征在于：设一固定支架[1]，在该固定支架[1]上设置一Z向滑座[2]，所述Z向滑座[2]与支架[1]之间一方面通过Z向滑动机构相互连接，另一方面通过Z向螺旋机构[3]连接，螺旋机构[3]采用控制电机[4]进行驱动，以此构成Z向镜头调节机构；所述Z向滑座[2]上设置一工作头[5]，所述工作头[5]与Z向滑座[2]之间一方面通过Y向滑动机构[6]相互连接，另一方面通过Y向直线驱动机构连接，以此构成Y向工作头推进机构；所述工作头[5]上设有一镜头夹持机构，该夹持机构与一个驱动装置连接，其夹持端对应镜头调测环设有一对夹爪[8]。

2、根据权利要求1所述的自动调整机构，其特征在于：所述Y向直线驱动机构为气缸[7]或液压油缸。

3、根据权利要求1所述的自动调整机构，其特征在于：所述Y向直线驱动机构由螺旋机构和控制电机构成。

4、根据权利要求1或3所述的自动调整机构，其特征在于：所述控制电机[4]为伺服电机或步进电机。

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