[发明专利]一种基于压电驱动的光学精密变焦系统

说明书

本发明涉及变焦光学技术领域，特别是涉及一种中空型超声电机驱动的光学变焦系统，包括镜头架，镜头架的内部设有物镜筒沿光轴运动的导轨，并设有固定中空型超声电机的安装槽；物镜筒末端外部有用以与超声电机传动的螺纹，通过螺纹将超声电机的旋转型运动转化为物镜筒的轴向运动；本发明通过中空型超声电机直接驱动物镜筒实现变焦，可以减小变焦系统体积，提高变焦系统精度，实现变焦系统大力矩、高效率的功能。

技术领域：

本发明涉及一种变焦镜头技术领域，尤其涉及基于压电驱动的光学精密变焦系统。

背景技术：

近年来，变焦系统已经应用到相机、显微镜、望远镜、手机摄像等常见的生活领域中，也逐步向科研、国防、治安、工业检测、航天、医疗卫生等各个方面扩展。随着变焦系统的应用范围越来越大，高倍率、大相对孔径、大视场、小型化和高成像质量已成为目前变焦光学系统设计所追求的目标。

但现有的光学变焦系统多以电磁电机驱动，往往因为前群透镜镜片大，重量高，需要使用大功率的步进电机进行驱动，从而导致功耗高，效率低。

此外，现有的光学变焦系统为实现高精度定位多搭配减速机构。少数搭载超声电机的系统也使用了传统的实心超声电机，需要搭配大量的传动装置，进而导致了目前的光学变焦系统普遍体积、重量大，功耗高，不能满足航空航天等领域的特殊需求。

发明内容：

本发明的目的是针对现有光学变焦系统大多体积较大，且电磁兼容性差，无法在特殊环镜下工作的问题，提供了一种基于压电驱动的光学精密变焦系统。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种基于压电驱动的光学精密变焦系统，包括基座1、镜头架2、中空型超声电机3、目镜筒4、物镜筒5、物镜6、前目镜7、后目镜8，卡槽9、安装槽10。其特征是物镜6固定于物镜筒5的前端，前目镜7与后目镜8分别固定于目镜筒4的前端和后端，目镜筒4从基座1后方插入，并与基座1通过基座后方的卡槽9固定，中空型超声电机3通过螺栓固定在镜头架2内部的安装槽10中，镜头架2通过螺栓固定在基座1上，中空型超声电机3的驱动件与物镜筒5远离物镜一端的空心杆通过螺纹连接，中空型超声电机3通过螺纹驱动物镜筒5使其沿轴向运动。

所述的基座1上有用于固定目镜筒4的卡槽9。

所述的镜头架2中有用于固定中空型超声电机3的安装槽10。

所述基座1、镜头架2上都有相应的螺纹孔，用于连接。

所述目镜筒4的外部与物镜筒5空心杆的内部直接接触。

所述物镜筒5远离物镜的空心杆外部有螺纹，用于和中空型超声电机3内部螺纹形成丝杠结构，用以将中空型超声电机3的旋转运动转化为物镜筒5的轴向运动。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1.本发明利用中空型超声电机的高精度驱动与控制，实现物镜筒的高精度定位，从而提高光学变焦系统的定位精度，旋转速度可以实现从0.0001°/s到100°/s任意控制，焦距变化的最大程度取决于镜头架2、目镜筒4、物镜筒5的尺寸；

2.利用压电驱动相比于传统电磁驱动可以提高光学变焦系统的电磁兼容性，扩大其应用范围，还能够减小变焦系统质量和体积。尤其对于航空航天、核磁共振等特殊应用场合，该系统具有传统光学变焦系统无法替代的优势。

附图说明：

图1为本发明的立体结构示意图。

图2是本发明的光学变焦系统等轴测爆炸图。

图3是本发明的光学变焦系统的剖视图、右视图。

图4是本发明的光学变焦系统的剖视爆炸图。

图5是镜头架2的轴向示意图。