[实用新型]一种电动连续变倍镜头

说明书

本实用新型提供一种电动连续变倍镜头，包括镜筒、前固定镜组、变倍镜组、补偿镜组、后固定镜组、位于镜筒内且用于固定安装所述变倍镜组的变倍镜组安装架、位于镜筒内且用于固定安装所述补偿镜组的补偿镜组以及圆筒型直线电机的定子；其中，所述前固定镜组的光轴、变倍镜组的光轴、补偿镜组的光轴以及后固定镜组的光轴共轴；所述定子包括位于镜筒内的多个铁芯以及缠绕在每个铁芯上的绕组。本实用新型电动连续变倍镜头与传统变倍镜头相比，省去了凸轮、齿轮、轴承环、导钉等传动环节，采用直线电机方式直接驱动变倍镜组和补偿镜组，避免了摩擦磨损导致的重复变倍精度、使用寿命问题。

技术领域

本实用新型属于用于影像测量仪器的光学镜头技术领域，尤其涉及一种电动连续变倍镜头。

背景技术

在机械加工过程中，零部件的几何尺寸测量是不可或缺的重要环节。影像测量仪是广泛应用的几何尺寸测量设备，被测件放置在工作台上，利用影像系统对被测尺寸特征进行聚焦拍照，经图像处理完成几何尺寸的测量。光学镜头是影像测量仪的核心部件，其光学成像质量直接决定着测量精度。为适应不同测量需求，影像测量仪的光学镜头多采用变倍镜头，又称变焦镜头。变倍镜头的特点是焦距可在一定范围内连续变化，而像面位置始终保持不动、像质保持良好。典型变倍镜头的结构如图1所示，其中a为前固定镜组，作用是给系统提供固定的像；b为变倍镜组，在前固定镜组a和后固定镜组d 之间移动，作用是改变光学放大倍率；c为补偿镜组，按一定的曲线轨迹作非线性运动，作用是补偿变倍镜组在变倍过程中所产生的像面移动；d为后固定镜组，用于将补偿镜组的像转化为系统的最后实像，并调整系统的合成焦距值、设备孔径光阑，保证在变倍运动中系统的相对孔径不变，补偿前3个镜组(a为前固定镜组、变倍镜组b以及补偿镜组c)的剩余相差，使整个系统成像质量达到最佳状态。

现有变倍镜头通常采用凸轮结构，如文献[乔健,曹立华,崔爽,等.连续变焦距镜头结构设计及焦距实时输出分析.应用光学.2010,31(4)]，凸轮机构是实现由电机旋转运动转化为变倍、补偿镜组沿光轴方向运动的执行机构。凸轮机构主要用带齿轮的凸轮、轴承环、导轨、导钉、锁紧螺母等组成。当电机驱动凸轮转动时，通过导钉将运动传递给变倍镜组和补偿镜组。在导轨的引导下，将凸轮的旋转运动转化为变倍、补偿镜组沿光轴方向的直线移动。

由于使用凸轮传动机械结构，当前变倍镜头的主要问题是，凸轮槽、轴承环、主支撑镜筒等关键零件的设计、加工、装配要求高，由于机械磨损致使变倍重复精度、使用寿命不高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种采用直线电机方式直接驱动变倍镜组和补偿镜组的电动连续变倍镜头。

本实用新型提供一种电动连续变倍镜头，包括镜筒、前固定镜组、变倍镜组、补偿镜组、后固定镜组、位于镜筒内且用于固定安装所述变倍镜组的变倍镜组安装架、位于镜筒内且用于固定安装所述补偿镜组的补偿镜组以及圆筒型直线电机的定子；其中，所述前固定镜组的光轴、变倍镜组的光轴、补偿镜组的光轴以及后固定镜组的光轴共轴；所述定子包括位于镜筒内的多个铁芯以及缠绕在每个铁芯上的绕组。

优选地，所述铁芯呈齿槽状，所述绕组镶嵌在铁芯的槽内。

优选地，所述变倍镜组固定架和补偿镜组固定架均由软磁材料制成。

优选地，变倍镜组固定架的外侧和补偿镜组固定架的外侧均设置永磁体。

优选地，还包括第一动子和第二动子，第一动子包括变倍镜组固定架和其外侧的永磁铁，第二动子包括补偿镜组固定架和其外侧的永磁体形成第二动子。

优选地，所述永磁体为圆环形，永磁体的圆环宽度与定子的齿宽相同。

优选地，所述永磁体间距与定子齿槽宽度相同。

优选地，第一动子和第二动子平行设置且不相互接触。