[发明专利]一种用于可见光学成像系统的CCD调焦机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于可见光学成像系统的CCD调焦机构，具体涉及一种丝杆丝母调焦的CCD调焦机构，属于相机焦面离焦补偿的领域。

背景技术

光电经纬仪是采用光电技术、具有实时跟踪测量功能的经纬仪。而可见电视测量系统又是光电经纬仪的主系统，在光电经纬仪中起着对运动目标的实时跟踪测量作用。为保证测量可见电视的光学系统能够对运动目标清晰成像，调焦机构必不可少。它的主要作用是在目标距离改变或环境温度变化时，调整调焦镜组或数字CCD相机的位置，保证获取清晰的图像。为了适应现代靶场的要求，光电经纬仪测量可见电视光学系统的通光口径越来越大，光学系统的焦深越来越小，从而对调焦机构的调焦精度提出了更高要求。

不同光学系统其调焦方式不同,即使同一光学系统，因结构形式及使用环境条件不同,其调焦方式亦不同。光学系统中可用于调焦的环节包括以下三种：1、移动镜组，移动镜组又可分为前组、中组和后组。通过移动镜头光学前组透镜,改变焦距,从而达到调焦目的,通常用于小型普及型照相机。镜头中组移动或后组移动,通过移动镜头中组透镜或后组移动,改变镜头焦距,常用于超望远镜头；2、焦面反射镜，在镜头后截距内增加一块反射镜改变光路方向,通过移动反射镜改变焦面位置,常用于镜头后截距较长、调焦精度要求较高的长焦距相机；3、焦平面，通过移动成像介质(胶片或CCD)感光面进行调焦,适用于装机空间小,焦距较短的相机。

比较常见的调焦机构大体有三种：蜗轮蜗杆机构，凸轮机构和丝杆丝母机构。蜗轮蜗杆机构传动比大，自锁性能好，但结构尺寸大，质量重，传动效率低，磨损较严重，发热量大，蜗杆轴向力较大；凸轮机构结构简单、紧凑，装配工艺成熟，但凸轮机构是高副机构，点接触或线接触，压强较大，易于磨损，而且凸轮加工难度比较大，加工周期比较长，费用高；丝杆丝母机构结构简单，体积小，质量轻，加工周期短，但结构存在空回。因此，调焦方式的选择需要综合考虑光学系统、结构形式、调焦精度及使用环境条件来确定。

对于可见电视测量系统而言，采用蜗轮蜗杆机构进行调焦，由于磨损严重，使用寿命无法满足使用要求，同时巨大的发热量会导致光学镜座的热变形，从而影响最终的成像效果；而采用凸轮机构进行调焦，同样存在着磨损严重，使用寿命有限的问题，同时凸轮机构的加工、装调难度大，成本高。丝杆丝母机构如果能够克服空回问题，则对于可见电视测量系统来说，它将是一种最简单实用的调焦机构。

发明内容

本发明为了解决控制可见电视测量系统丝杆丝母机构的空回误差范围，避免空回误差对调焦精度造成影响的技术问题，提出一种用于可见光学成像系统的CCD调焦机构。

本发明的技术方案如下：

一种用于可见光学成像系统的CCD调焦机构，包括调焦底座，丝杆座，丝杆轴,第一轴承，限位挡块，丝杆丝母，CCD安装座，第二轴承，联轴节，步进电机，直线电位计,电位计连接件,导轨和第三轴承；

所述丝杆座安装在调焦底座上，导轨设置在丝杆座上，丝杆轴通过第一轴承、第二轴承和第三轴承安装在丝杆座上；

所述CCD安装座固定在丝杆丝母和导轨滑块上；直线电位计通过电位计连接件与CCD安装座连接；限位挡块设置在CCD安装座上；步进电机通过联轴节与丝杆轴连接；

所述步进电机驱动丝杆轴，通过丝杆丝母的传动，带动CCD安装座，CCD安装座通过导轨滑块在导轨上滑动，所述直线电位计实时检测CCD安装座的位置，用于可见光学成像系统的CCD调焦机构实现平移调焦。

所述第一轴承的内圈通过轴承压圈固定在丝杆轴的一端，第二轴承和第三轴承的内圈通过轴承压圈固定在丝杆轴的另一端，第二轴承和第三轴承的外圈通过轴承外压圈固定在丝杆座上。

在所述第二轴承与第三轴承之间设置轴承隔圈。

在所述调焦底座和丝杆座之间设置高度调整垫。

所述调焦底座采用高强度铝合金材料。

所述限位挡块采用聚氨酯材料。

还包括电位计座和电位计压块，所述电位计座固定在调焦底座，所述直线电位计通过电位计压块固定在电位计座上。

所述CCD安装座通过第一隔热垫和第二隔热垫用螺丝钉与CCD固定。

所述第一隔热垫和第二隔热垫采用酚醛树脂材料。

本发明的有益效果：

1、本发明通过一定的精密配研工艺，成功将丝杆丝母机构的空回误差控制在了很小的范围内，使空回误差不会对调焦精度造成影响。最终实现了一种适用于可见电视测量系统的简单高效且综合性能优良的调焦机构。