專利名稱：半嵌套式平面凸輪調(diào)焦機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于凸輪調(diào)焦領(lǐng)域，特別涉及一種半嵌套式光學(xué)系統(tǒng)的調(diào)焦機構(gòu)。
背景技術(shù)：
通常情況下，透鏡是圓形的，相應(yīng)的用來裝配固定透鏡的鏡座或鏡筒也是圓形的。為了使結(jié)構(gòu)簡單而緊湊，加工方便，從易于保證透鏡間同軸度及各種配合公差等各方面綜合考慮，在凸輪調(diào)焦領(lǐng)域中，大多采用的是圓柱凸輪。然而，在某些光學(xué)調(diào)焦系統(tǒng)中，圓柱凸輪結(jié)構(gòu)有其局限性。如圖I所示的光學(xué)系統(tǒng)中，透鏡a與c構(gòu)成一透鏡組，透鏡b與d構(gòu)成另一透鏡組。調(diào)焦時，透鏡a與c整體向右移動，透鏡b與d整體向左移動，四透鏡構(gòu)成半嵌套式結(jié)構(gòu)。對于類似于圖I所示的半嵌套式光學(xué)系統(tǒng)，采用圓柱凸輪結(jié)構(gòu)將是非常復(fù)雜的，需要用 到多層鏡筒套合結(jié)構(gòu)，而且除了凸輪槽外，鏡筒上還需要開設(shè)各種過孔與導(dǎo)向槽，總體上難以保證光學(xué)系統(tǒng)的調(diào)焦精度。

發(fā)明內(nèi)容
為了滿足半嵌套式光學(xué)系統(tǒng)的調(diào)焦要求，簡化半嵌套式圓柱凸輪調(diào)焦機構(gòu)，本發(fā)明的目的是提供一種半嵌套式平面凸輪調(diào)焦機構(gòu)。本發(fā)明解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是，半嵌套式平面凸輪調(diào)焦機構(gòu)，包括第一鏡座、第二鏡座、第三鏡座、第四鏡座、第一連桿、第二連桿、鏡座導(dǎo)軌、平面凸輪、第一導(dǎo)釘，第二導(dǎo)釘；第一鏡座、第二鏡座、第三鏡座、第四鏡座沿光軸方向依次排列，且僅沿與光軸平行的鏡座導(dǎo)軌移動；第一鏡座與第三鏡座通過第一連桿固連，相對位置保持不變，組成第一鏡座組；第二鏡座與第四鏡座通過第二連桿固連，相對位置保持不變，組成第二鏡座組；第一鏡座組與第二鏡座組僅沿光軸方向有相對位移，構(gòu)成半嵌套式結(jié)構(gòu)；平面凸輪上設(shè)有第一凸輪槽和第二凸輪槽；第一導(dǎo)釘與第一鏡座固連，且與第一凸輪槽滑動連接；第二導(dǎo)釘與第二鏡座固連，且與第二凸輪槽滑動連接。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)半嵌套式光學(xué)系統(tǒng)的調(diào)焦要求，相對于圓柱凸輪，結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，易于保證系統(tǒng)的各種精度要求。


圖I是半嵌套式光學(xué)系統(tǒng)示意圖；圖2是半嵌套式平面凸輪調(diào)焦機構(gòu)的立體圖；圖3是圖2中四鏡座與平面凸輪的立體圖；圖4是圖3的左視圖；圖5是半嵌套式平面凸輪調(diào)焦機構(gòu)沿光軸方向的前視具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明如圖2、圖3、圖4、圖5所示，半嵌套式平面凸輪調(diào)焦機構(gòu)，包括第一鏡座I、第二鏡座2、第三鏡座3、第四鏡座4、第一連桿5、第二連桿6，鏡座導(dǎo)軌7，鏡座導(dǎo)軌連扳8，平面凸輪9,第一導(dǎo)釘10,第二導(dǎo)釘11,螺母12、凸輪導(dǎo)軌13,絲杠14,凸輪導(dǎo)軌連扳15,聯(lián)軸器16、電機17 ;第一鏡座I與第三鏡座3通過第一連桿5固定連接，相對位置保持不變，組成第一鏡座組；第二鏡座2與第四鏡座4通過第二連桿6固定連接，相對位置保持不變，組成第二鏡座組；第一鏡座組與第二鏡座組之間有相對位移，四鏡座構(gòu)成半嵌套式結(jié)構(gòu)。該調(diào)焦機構(gòu)通過改變第一鏡座組與第二鏡座組的位置以實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的調(diào)焦。每個鏡座內(nèi)至少安裝一塊透鏡，第一鏡座I兩側(cè)對稱設(shè)有第一導(dǎo)向孔1-1、第一連接孔1-2 ;第二鏡座2兩側(cè)對稱設(shè)有第二導(dǎo)向孔2-1、第二連接孔2-2、第一過孔2-3 ;第三鏡座3兩側(cè)對稱設(shè)有第三導(dǎo)向孔3-1、第三連接孔3-2、第二過孔3-3 ;第四鏡座4兩側(cè)對稱設(shè)有第四導(dǎo)向孔4-1、第四連接孔4-2。為了保證第一導(dǎo)向孔1-1、第二導(dǎo)向孔2-1、第三導(dǎo)向 孔3-1、第四導(dǎo)向孔4-1的同軸度與一致性，保證第一連接孔1-2、第二連接孔2-2、第三連接孔3-2、第四連接孔4-2的同軸度與一致性，可采用整體加工法，即四鏡組固定在一起后同時加工各個孔。第一連桿5穿過第二鏡座2上的第一過孔2-3，并且其兩端分別與第一鏡座I上的第一連接孔1-2和第三鏡座3上的第三連接孔3-2連接固定，以保持第一鏡座I與第三鏡座3的相對位置不變,將第一鏡座I與第三鏡座3連接成一整體,構(gòu)成第一鏡座組；同樣地，第二連桿6穿過第三鏡座3上的第二過孔3-3，并且其兩端分別與第二鏡座2上的第二連接孔2-2和第四鏡座4上的第四連接孔4-2連接固定，以保持第二鏡座2與第四鏡座4的相對位置不變，將第二鏡座2與第四鏡座4連接成一整體，構(gòu)成第二鏡座組。第一連接孔1-2、第二連接孔2-2、第三連接孔3-2、第四連接孔4-2均為凸臺結(jié)構(gòu)，必要時可修磨此凸臺以調(diào)節(jié)鏡座間的相對位置。與光軸平行的鏡座導(dǎo)軌7依次穿過第一至四鏡座兩側(cè)的第一導(dǎo)向孔1-1、第二導(dǎo)向孔2-1、第三導(dǎo)向孔3-1、第四導(dǎo)向孔4-1，這樣可以確保四個鏡座的同軸度，讓四個鏡座沿導(dǎo)軌方向移動。鏡座導(dǎo)軌7與四個鏡座上的導(dǎo)向孔裝調(diào)時需要配研，保證其配合公差在(TO. Olmm內(nèi)。裝調(diào)時還需要調(diào)節(jié)兩鏡座導(dǎo)軌7的平行度使其符合系統(tǒng)要求。裝調(diào)完畢后，用鏡座導(dǎo)軌連扳8將兩鏡座導(dǎo)軌7最終固定住。平面凸輪9上設(shè)有第一凸輪槽9-1和第二凸輪槽9-2，第一鏡座I和第二鏡座2的底部分別開設(shè)有第一螺紋盲孔1-4與第二螺紋盲孔2-4，第一導(dǎo)釘10穿過第一凸輪槽9-1螺紋固定在第一鏡座I的第一螺紋盲孔1-4內(nèi)，且與第一凸輪槽9-1滑動連接；第二導(dǎo)釘11穿過第二凸輪槽9-2螺紋固定在第二鏡座2的第二螺紋盲孔2-4內(nèi)，且與第二凸輪槽(9-2)滑動連接。第一導(dǎo)釘10、和第二導(dǎo)釘11與凸輪槽的配合公差均為(Γ0. 1_。平面凸輪9上還對稱設(shè)有導(dǎo)軌孔9-3，凸輪導(dǎo)軌13穿過導(dǎo)軌孔9_3，并且其兩端分別被固定在凸輪導(dǎo)軌連扳15上，平面凸輪9沿凸輪導(dǎo)軌13移動，確保平面凸輪9移動精度。螺母12固定在平面凸輪9的底部，絲杠14旋進螺母12內(nèi)并且其兩端旋轉(zhuǎn)連接在凸輪導(dǎo)軌連扳15上。絲杠14通過聯(lián)軸器16與電機17相連。整個調(diào)焦的運動過程為電機17旋轉(zhuǎn)，帶動絲杠14旋轉(zhuǎn)，從而推動螺母12移動，在凸輪導(dǎo)軌13的導(dǎo)向作用下，平面凸輪9跟隨螺母12沿凸輪導(dǎo)軌13的方向前后移動。在平面凸輪9的移動過程中，第一凸輪槽9-1的側(cè)面推動第一導(dǎo)釘10，從而帶動由第一鏡座I和第三鏡座3構(gòu)成的第一鏡座組沿鏡座導(dǎo)軌7的方向前后移動；同時，第二凸輪槽9-2通過第二導(dǎo)釘11帶動由第二鏡座2和第四鏡座4構(gòu)成的第二鏡座組沿鏡座導(dǎo)軌7的方向前后移動，從而實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的調(diào)焦。第一鏡座組與第二鏡座組的運動規(guī)律分別由第一凸輪槽9-1與第二凸輪槽9-2的運動 規(guī)律曲線而定。
權(quán)利要求
1.半嵌套式平面凸輪調(diào)焦機構(gòu)，其特征在于，包括第一鏡座(I)、第二鏡座(2)、第三鏡座(3)、第四鏡座(4)、第一連桿(5)、第二連桿(6)、鏡座導(dǎo)軌(7)、平面凸輪(9)、第一導(dǎo)釘(10)，第二導(dǎo)釘(11);第一鏡座(I)、第二鏡座(2)、第三鏡座(3)、第四鏡座(4)沿光軸方向依次排列，且僅沿與光軸平行的鏡座導(dǎo)軌(7)移動；第一鏡座(I)與第三鏡座(3)通過第一連桿(5)固連，相對位置保持不變，組成第一鏡座組；第二鏡座(2)與第四鏡座(4)通過第ニ連桿(6)固連，相對位置保持不變，組成第二鏡座組；第一鏡座組與第二鏡座組僅沿光軸方向有相對位移，構(gòu)成半嵌套式結(jié)構(gòu)；平面凸輪(9)上設(shè)有第一凸輪槽(9-1)和第二凸輪槽(9-2);第一導(dǎo)釘(10)與第一鏡座(I)固連，且與第一凸輪槽(9-1)滑動連接；第二導(dǎo)釘(11)與第二鏡座(2)固連，且與第二凸輪槽(9-2)滑動連接。
2.如權(quán)利要求書I所述的半嵌套式平面凸輪調(diào)焦機構(gòu)，其特征在于，所述的第一鏡座(I)兩側(cè)對稱設(shè)有第一導(dǎo)向孔(1-1)、第一連接孔(1-2)，底部設(shè)有第一螺紋盲孔(1-4);第ニ鏡座兩側(cè)對稱設(shè)有第二導(dǎo)向孔(2-1)、第二連接孔(2-2)、第一過孔(2-3)，底部設(shè)有第二螺紋盲孔(2-4);第三鏡座兩側(cè)對稱設(shè)有第三導(dǎo)向孔(3-1)、第三連接孔(3-2)、第二過孔(3-3 );第四鏡座兩側(cè)對稱設(shè)有第四導(dǎo)向孔(4-1 )、第四連接孔(4-2 )。
3.如權(quán)利要求2所述的半嵌套式平面凸輪調(diào)焦機構(gòu)，其特征在于，所述的第一連接孔(1-2)、第二連接孔(2-2)、第三連接孔(3-2)、第四連接孔(4-2)均為凸臺結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求I所述的半嵌套式平面凸輪調(diào)焦機構(gòu)，其特征在于，所述的第一鏡座(I)、第二鏡座(2)、第三鏡座(3)、第四鏡座(4)內(nèi)至少安裝ー塊透鏡。
5.如權(quán)利要求I所述的半嵌套式平面凸輪調(diào)焦機構(gòu)，其特征在于，所述的第一連桿(5)的兩端穿過第一過孔(2-3)與第一連接孔(1-2)及第三連接孔(3-2)固定連接；所述的第二連桿(6)的兩端穿過第二過孔(3-3)與第二連接孔(2-2)及第四連接孔(4-2)固定連接；所述的鏡座導(dǎo)軌(7)依次穿過第一導(dǎo)向孔(1-1)、第二導(dǎo)向孔(2-1)、第三導(dǎo)向孔(3-1)、第四導(dǎo)向孔(4-1)。
6.如權(quán)利要求I所述的半嵌套式平面凸輪調(diào)焦機構(gòu)，其特征在于，所述的第一導(dǎo)釘(10)通過第一鏡座(I)上的第一螺紋盲孔(1-4)與第一鏡座(I)螺紋固定連接；所述的第ニ導(dǎo)釘(11)通過第二鏡座(2)上的第二螺紋盲孔(2-4)與第二鏡座(2)螺紋固定連接。
全文摘要
半嵌套式平面凸輪調(diào)焦機構(gòu)，屬于凸輪調(diào)焦領(lǐng)域，特別涉及一種半嵌套式光學(xué)系統(tǒng)的調(diào)焦機構(gòu)。本發(fā)明提供的半嵌套式平面凸輪調(diào)焦機構(gòu)簡化了圓柱凸輪調(diào)焦機構(gòu)，滿足半嵌套式光學(xué)系統(tǒng)的調(diào)焦要求，該機構(gòu)主要包括第一鏡座、第二鏡座、第三鏡座、第四鏡座、第一連桿、第二連桿、鏡座導(dǎo)軌、平面凸輪、第一導(dǎo)釘、第二導(dǎo)釘?shù)?。第一、三鏡座構(gòu)成的第一鏡座組與第二、四鏡座構(gòu)成的第二鏡座組之間有相對位移，四鏡座構(gòu)成半嵌套式結(jié)構(gòu)；通過平面凸輪的兩凸輪槽，分別控制第一鏡座組與第二鏡座組的運動規(guī)律，實現(xiàn)系統(tǒng)所需要的調(diào)焦功能。相對于圓柱凸輪，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，易于保證系統(tǒng)的各種精度要求。
文檔編號G02B7/10GK102854603SQ20121031294
公開日2013年1月2日 申請日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月29日
發(fā)明者李小虎, 黃劍波 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所