一种带有直线电机和自锁功能的连续变倍镜头的制作方法

本发明涉及光学制造技术领域，尤其是指一种带有直线电机和自锁功能的连续变倍镜头。

背景技术：

连续变换镜头，是一种可持续变换焦距的镜头，利用光学系统中的两个或者两个以上的透镜组在沿光学设计给的路径进行直线移动，改变整体光学系统的组合焦距。其广泛应用于生物学、医学、工业、生物、微电子加工等领域。

现有的连续变换镜头一般由固定镜组和移动镜组构成，传统的移动镜组通过人手调节位置或者通过曲线筒将移动镜组移动到指定位置实现倍率或焦距变化，但是，现有的连续变换镜头存在以下不足：移动镜组移动频繁，机械接触位置加速磨损，缩短使用寿命。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的问题提供一种带有直线电机和自锁功能的连续变倍镜头。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种带有直线电机和自锁功能的连续变倍镜头，包括移动镜片、栅尺、读头、控制电路、滑块、滑轨、直线电机和自锁结构，直线电机包括定子和动子，定子包括平行且间隔设置的第一磁铁固定板和第二磁铁固定板，第一磁铁固定板和第二磁铁固定板相对的两个板面上分别设置有磁铁阵列，第一磁铁固定板和第二磁铁固定板之间设有间隙，动子设置在间隙内，定子的一侧设有开口，动子的一侧从开口伸出，动子与滑块的一侧连接；栅尺安装于滑块，滑块与滑轨滑动连接，读头读取栅尺的位置信息并将位置信息发送到控制电路，控制电路根据位置信息控制直线电机的运转状态；自锁结构包括锁紧电机、旋转轴、磁铁和锁紧块，旋转轴与锁紧电机的输出端连接，锁紧块安装于滑块的另一侧，旋转轴穿过锁紧块，锁紧块的两侧平行设置有导磁片，旋转轴设有用于与导磁片配合的磁铁。

进一步的，移动镜片包括第一移动镜片和第二移动镜片，滑块包括第一滑块和第二滑块，读头包括第一读头和第二读头，栅尺包括第一栅尺和第二栅尺，动子包括第一动子和第二动子，第一动子和第二动子均安装设置在间隙内，第一动子的一端和第二动子的一端均从开口伸出，第一动子和第一栅尺分别安装在第一滑块的一侧，第二动子和第二栅尺分别安装在第二滑块的一侧，第一滑块和第二滑块均滑动连接于滑轨。

进一步的，锁紧块包括第一锁紧块和第二锁紧块，第一锁紧块设置于第一滑块的另一侧，第二锁紧块设置于第二滑块的另一侧，旋转轴穿过第一锁紧块和第二锁紧块，磁铁包括用于与第一锁紧块配合的第一磁铁和用于与第二锁紧块配合的第二磁铁，第一磁铁和第二磁铁间隔设置于旋转轴。

进一步的，带有直线电机和自锁功能的连续变倍镜头还包括第一固定镜片和第二固定镜片，第一固定镜片的中心、第二固定镜片的中心和移动镜片的中心均处于同一直线，第一移动镜片和第二移动镜片在第一固定镜片和第二固定镜片之间上下运动。

进一步的，带有直线电机和自锁功能的连续变倍镜头还包括基板和盒体，基板和直线电机均安装于盒体内，自锁结构、导轨和读头安装于基板。

进一步的，第一固定镜片和第二固定镜片分别安装于盒体的上端和下端。

本发明的有益效果：本发明采用栅尺和读头，通过读取栅尺的位置信息，进而得到移动镜头的位置信息，控制电路根据位置信息控制直线电机的运转状态，从而对移动镜头的上下运动实现闭环控制；

若直线电机到指定位置后断电，自锁结构对移动镜头起到磁吸锁紧，防止移动镜头的位置移动的作用，实现自锁功能。本发明实现直线电机快速变倍，精度和重复精度高，由于部件少，运动时无机械接触，从而大大降低了零部件的磨损，提高稳定性，延长使用寿命；减少摩擦。

附图说明

图1为本发明忽略基板和盒体的结构示意图。

图2为本发明忽略基板和盒体的另一角度的结构示意图。

图3为本发明忽略基板和盒体的爆炸结构示意图。

图4为本发明带有基板和盒体的结构示意图。

图5为本发明所述旋转轴、第一磁铁、磁铁固定板和第一锁紧块的结构示意图。

附图标记：

1-第一栅尺；2-第一读头；3-第一滑块；4-滑轨；5-第二滑块；6-直线电机；7-定子；8-第一移动镜片；9-第二移动镜片；10-第一动子；11-第二动子；12-第一磁铁固定板；13-第二磁铁固定板；14-第一固定镜片；15-锁紧电机；16-旋转轴；17-第一磁铁；18-基板；19-第一锁紧块；20-第二锁紧块；21-导磁片；22-盒体；23-第二固定镜片；24-第二栅尺；25-第二读头。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。以下结合附图对本发明进行详细的描述。

请参阅图1和图5所示，一种带有直线电机和自锁功能的连续变倍镜头，包括移动镜片、栅尺、读头、控制电路、滑块、滑轨4、直线电机6和自锁结构，直线电机6包括定子7和动子，定子7包括平行且间隔设置的第一磁铁固定板12和第二磁铁固定板13，第一磁铁固定板12和第二磁铁固定板13相对的两个板面上分别设置有磁铁阵列，第一磁铁固定板12和第二磁铁固定板13之间设有间隙，动子设置在间隙内，定子7的一侧设有开口，动子的一侧从开口伸出，动子与滑块的一侧连接；栅尺安装于滑块，滑块与滑轨4滑动连接，读头读取栅尺的位置信息并将位置信息发送到控制电路，控制电路根据位置信息控制直线电机6的运转状态；自锁结构包括锁紧电机15、旋转轴16、磁铁和锁紧块，旋转轴16与锁紧电机15的输出端连接，锁紧块安装于滑块的另一侧，旋转轴16穿过锁紧块，锁紧块的两侧平行设置有导磁片21，旋转轴16设有用于与导磁片21配合的磁铁。具体地，直线电机6通过定子7与动子的磁性关系，使得动子相对定子7滑动，进而通过动子带动滑块在滑轨4上滑动，实现移动镜片的位置移动。在此过程中，读头通过读取栅尺的刻度，转化为对应的移动镜片的位置信息，当移动镜片运动到规定要停止的位置时，读头读取到栅尺对应的刻度信息，并转化为位置信息发送到控制电路，控制电路控制直线电机6停止转动，移动镜片进而停止运动。实现闭环控制。当旋转轴16转动磁铁使磁铁的两极所在直线与导磁片21不平行时，此时磁铁对导磁片21有磁力的作用，当磁铁改变方向使导磁片磁通量达到峰值，使磁铁与导磁片21进行吸附，从而产生锁紧效果，滑块被锁死无法移动，保证移动镜片当前的位置固定。运动时无机械接触，从而大大降低了零部件的磨损，提高稳定性，延长使用寿命；减少摩擦。对移动镜片起到很好的保护效果，提高稳定性，延长其使用寿命。

请参阅图5所示，当旋转轴16转动磁铁使磁铁的两极所在直线与导磁片21平行时，此时的磁铁对导磁片21没有磁力的作用，锁紧效果解除，移动镜片可以在直线电机6和滑块的驱动下，在滑轨4滑动，实现镜片的移动。控制电路可以为现有的单片机、plc或者嵌入式控制器，栅尺可以为光栅尺或者磁栅尺。

请参阅图1和图3所示，本实施例中，移动镜片包括第一移动镜片8和第二移动镜片9，滑块包括第一滑块3和第二滑块5，读头包括第一读头2和第二读头25，栅尺包括第一栅尺1和第二栅尺24，动子包括第一动子10和第二动子11，第一动子10和第二动子11均安装设置在间隙内，第一动子10的一端和第二动子11的一端均从开口伸出，第一动子10和第一栅尺1分别安装在第一滑块3的一侧，第二动子11和第二栅尺24分别安装在第二滑块5的一侧，第一滑块3和第二滑块5均滑动连接于滑轨4。这样设置，可以通过直线电机6、第一动子10、第二动子11、第一滑块3和第二滑块5实现两组移动镜片的同步移动，增加镜片的组数以及其位置的变化，加强连续变倍的效果，作为优选，移动镜片的组数可以设置为至少两组，具体地，第一动子10和第一滑块3的连接方式为螺接，第二动子11和第二滑块5的连接方式为螺接。

请参阅图1和图3所示，本实施例中，锁紧块包括第一锁紧块19和第二锁紧块20，第一锁紧块19设置于第一滑块3的另一侧，第二锁紧块20设置于第二滑块5的另一侧，旋转轴16穿过第一锁紧块19和第二锁紧块20，磁铁包括用于与第一锁紧块19配合的第一磁铁17和用于与第二锁紧块20配合的第二磁铁，第一磁铁17和第二磁铁间隔设置于旋转轴16。这样设置配合两组移动镜片设定两组自锁的结构，可以同时对两组移动镜片实现锁紧的效果。

请参阅图1和图3所示，请参阅图1至图3所示，本实施例中，带有直线电机和自锁功能的连续变倍镜头还包括第一固定镜片14和第二固定镜片23，第一固定镜片14的中心、第二固定镜片23的中心和移动镜片的中心均处于同一直线，第一移动镜片8和第二移动镜片9在第一固定镜片14和第二固定镜片23之间上下运动。具体地，第一固定镜片14用于作为一群镜片组，第一移动镜片8作为二群镜片组，第二移动镜片9作为三群镜片组，第二固定镜片23作为四群镜片组，这样实现四群镜片连续变倍的效果，但不限定于四群，可以根据实际情况增加固定镜片和移动镜片的数量。

请参阅图4所示，本实施例中，带有直线电机和自锁功能的连续变倍镜头还包括基板18和盒体22，基板18和直线电机6均安装于盒体22内，自锁结构、导轨和读头安装于基板18。基板18起到安装固定的作用，盒体22对镜片起到保护作用，提高稳定性。

请参阅图4所示，本实施例中，第一固定镜片14和第二固定镜片23分别安装于盒体22的上端和下端。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。