CN219496775U - 一种光学器件调节机构及光学检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光学器件调节机构及光学检测系统，光学器件调节机构包括光学器件安装座，光学器件安装座的外周部设有至少一层柔节，柔节具有环形设置的悬臂梁；悬臂梁上设有多个旋转调节件，各旋转调节件穿透对应的悬臂梁并抵触于对应的法兰面；旋转调节件与所穿透的悬臂梁以能够旋进的方式相配合，通过调节悬臂梁与法兰面之间的间距改变光学器件安装座的轴偏角度。该调节机构结构简单、易于操作，且具有更高的调节精度，能够很好地满足实际使用要求。

Description

一种光学器件调节机构及光学检测系统

技术领域

本实用新型涉及光学检测技术领域，尤其涉及光学检测系统的光学器件调节机构。本实用新型还涉及设有所述光学器件调节机构的光学检测系统。

背景技术

在精密光学机械产品的设计加工中，难免会有加工公差，由于不可避免的加工公差导致对光学系统性能照成不可接受的影响，所以精密光学机械产品在组装过程中往往都需要对个别关键零部件进行调节，才能满足光学的高精度要求，保证光学系统的使用性能。

例如，在光学检测系统中，一般会使用物镜对产品进行拍摄，然后通过对拍摄的影像进行处理和分析来实现检测，为了保证检测精度，对物镜的光轴角度有非常严格的要求，如果物镜的光轴角度出现倾斜，则影像质量会变差，进而严重影响整机的使用性能。

而传统的调节方式存在结构复杂、操作不便、精度不高等问题，难以满足实际使用需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种光学器件调节机构。该调节机构结构简单、易于操作，且具有更高的调节精度，能够很好地满足实际使用要求。

本实用新型的另一目的在于提供一种设有所述光学器件调节机构的光学检测系统。

为实现上述目的，本实用新型提供一种光学器件调节机构，包括光学器件安装座，所述光学器件安装座的外周部设有至少一层柔节，所述柔节具有环形设置的悬臂梁；所述悬臂梁上设有多个旋转调节件，各所述旋转调节件穿透对应的悬臂梁并抵触于对应的法兰面；所述旋转调节件与所穿透的悬臂梁以能够旋进的方式相配合，通过调节所述悬臂梁与所述法兰面之间的间距改变所述光学器件安装座的轴偏角度。

可选地，所述光学器件安装座的外周部设有多层所述柔节；各层所述柔节之间，以及末层所述柔节与所述光学器件安装座之间分别形成有悬臂槽；每个所述悬臂槽的侧面上形成有供所述旋转调节件抵触的法兰面。

可选地，所述旋转调节件为调节螺钉，所述调节螺钉所穿透的所述悬臂梁上设有与之螺纹配合的螺纹孔。

可选地，每个所述悬臂梁上设有的所述旋转调节件的数量为两个，且两个所述旋转调节件对称分布；

或者，每个所述悬臂梁上设有的旋转调节件的数量为三个以上，且三个以上的所述旋转调节件沿所述悬臂梁的环形周向方向均匀分布。

可选地，各所述柔节中的所述悬臂梁一体成型于所述光学器件安装座的外周部，或者，所述悬臂梁固定于所述光学器件安装座的外周部。

可选地，任一所述悬臂梁上设有的多个所述旋转调节件穿透前层所述柔节中的悬臂梁，且与前层所述柔节中的悬臂梁间隙配合。

可选地，所述旋转调节件穿透的悬臂槽内设有与之相对应的支撑块，所述旋转调节件穿过所述支撑块；所述旋转调节件未穿透的悬臂槽内设有与之相对应的支撑块，所述旋转调节件的支撑位置对应于所述支撑块，所述支撑块与连接的所述悬臂梁一体成型。

可选地，所述支撑块形成所述悬臂梁在环形周向上未连通的部位，各层所述柔节之间形成的悬臂槽内的支撑块交错布置。

为实现上述另一目的，本实用新型提供一种光学检测系统，包括光学器件和光学器件调节机构，所述光学器件装设于所述光学器件调节机构，所述光学器件调节机构为上述任一项所述的光学器件调节机构。

可选地，所述光学器件安装座设有贯通的通道，所述光学器件可拆卸地安装于所述通道内。

本实用新型所提供的光学器件调节机构，在光学器件安装座的外周部设有至少一层柔节，柔节的悬臂梁设有旋转调节件，旋转调节件穿透对应的悬臂梁并抵触于一法兰面，通过转动旋转调节件，可以改变悬臂梁与法兰面之间的间距，从而使柔节在支撑力的作用下产生垂直于法兰面的形变，从而带动光学器件安装座发生形变，产生以柔节为中心的倾斜运动，达到调节光学器件光轴倾斜角度的目的，其可以在两个或多个方向上进行调节，不仅结构简单、易于操作，而且具有更高的调节精度，能够更好地满足实际使用要求。

本实用新型所提供的所述光学检测系统设有所述光学器件调节机构，由于所述光学器件调节机构具有上述技术效果，则设有该光学器件调节机构的光学检测系统也应具有相应的技术效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例所提供的一种光学器件调节机构的轴侧图；

图2为图1所示光学器件调节机构的分解结构示意图；

图3为图1所示光学器件调节机构的主视图；

图4为图1所示光学器件调节机构的侧视图；

图5为图1所示光学器件调节机构的俯视图。

图中：

10.物镜20.物镜安装座21.通道31.第一悬臂梁32.第二悬臂梁33.安装座法兰41.第一悬臂槽42.第二悬臂槽51.第一调节螺钉52.第二调节螺钉61.第一支撑块62.第二支撑块

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

在本文中，“上、下、内、外”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

请参考图1、图2，图1为本实用新型实施例所提供的一种光学器件调节机构的轴侧图；图2为图1所示光学器件调节机构的分解结构示意图。

在一种具体实施例中，本实用新型所提供的光学器件调节机构，用于对检测所使用的物镜10(即光学器件)进行调节，其主体部分为物镜安装座20，物镜安装座20的内部设有贯通的通道21，物镜10以可拆卸的方式安装于通道21内，物镜安装座20的外周部设有两层柔节，通过调节每层柔节的形变，可以改变镜头的光轴偏转角度或镜头的倾斜角度，从而达到调节物镜10的目的。

具体地，第一层柔节具有环形设置的第一悬臂梁31，第二层柔节具有环形设置的第二悬臂梁32，第一悬臂梁31与第二悬臂梁32之间形成第一悬臂槽41，第二层悬臂梁32与安装座法兰33之间形成第二悬臂槽42。

柔节可采用铝合金等金属通过铣削加工而成，可与物镜安装座20一体化加工，也可单独加工后固定在物镜安装座20的外周部，物镜安装座20则可以固定在其它平台上。

每一层柔节分别设有对应的旋转调节件，在本实施例中，旋转调节件为调节螺钉，每一层柔节分别设有两个调节螺钉，且两个调节螺钉对称分布在物镜安装座20的两侧，第一悬臂梁31和第二悬臂梁32上开设有与螺钉相对应的螺纹孔，第一悬臂槽41和第二悬臂槽42的侧面上形成有供调节螺钉抵触的法兰面。

第一层柔节的调节螺钉为第一调节螺钉51，两个第一调节螺钉51穿过第一悬臂梁31的螺纹孔之后，抵触于第一悬臂槽41的法兰面上，第二层柔节的调节螺钉为第二调节螺钉52，两个第二调节螺钉52穿过第一悬臂梁31和第二悬臂梁32之后，抵触于第二悬臂槽42的法兰面，第二调节螺钉52与第一悬臂梁31上的通孔间隙配合，第二悬臂梁32用于穿过第二调节螺钉52的通孔为螺纹孔，第二调节螺钉52与第二悬臂梁32螺纹配合。

当然，安装座法兰33也可以设计成非法兰部位的其他形状，只要能起到有效支撑调节螺钉的作用，都可以用来实现本实用新型目的。

请一并参考图3至图5，图3为图1所示光学器件调节机构的主视图；图4为图1所示光学器件调节机构的侧视图；图5为图1所示光学器件调节机构的俯视图。

调节螺钉穿透的悬臂槽内设有与之相对应的支撑块，且调节螺钉穿透该支撑块；调节螺钉未穿透的悬臂槽内设有与之相对应的支撑块，调节螺钉的支撑位置对应于该支撑块。

在本实施例中，第一悬臂梁31与第二悬臂梁32之间形成第一悬臂槽41，第二层悬臂梁32与安装座法兰33之间形成第二层悬臂槽42。对于第一调节螺钉51来讲，由于其没有穿透第二悬臂槽42，因此在第二悬臂槽42内设有与之对应的两个第一支撑块61，第一调节螺钉51支撑于第二悬臂梁32的位置，恰好与第一支撑块61相对应；对于第二调节螺钉52来讲，由于其穿透了第一悬臂槽41，因此，在第一悬臂槽41内设有与之对应的第二支撑块62，且第二调节螺钉52穿过第二支撑块62。由于第二调节螺钉52不需要对第一悬臂梁31进行调节，所以第二调节螺钉52可与所穿过的第二支撑块62之间进行间隙配合。

第一支撑块61和第二支撑块62与连接的第一悬臂梁31和第二悬臂梁32一体成型。若通过铣削工艺加工柔节，则在铣削时可预留未连通的部位，从而利用未连通的部位来形成第一支撑块61和第二支撑块62，也就是说，在形成第一支撑块61和第二支撑块62之后，第一支撑块61和第二支撑块62将其所在的环形悬臂槽分为两段未连通的半圆形槽。

而且，第一悬臂槽41和第二悬臂槽42所处位置的直径要小于物镜安装座20根部的直径，而第一悬臂梁31和第二悬臂梁32的外径又大于物镜安装座20根部的直径。这样，可以保证第一柔节和第二柔节能够更好地发生变形，从而获得更大的调节范围和更好的调节手感。

此外，可以理解，设置的各支撑块分别形成了各悬臂梁在环形周向上未连通的部位，而且，各层柔节之间形成的悬臂槽内的支撑块可交错布置。比如，第一调节螺钉51和第二调节螺钉52在周向上以90°的相位角交错分布，因此，第一支撑块61和第二支撑块62也以90°的相位角交错分布。

在进行调节时，通过旋拧第一调节螺钉51或第二调节螺钉52，可以使第一层柔节或第二层柔节在法兰面的垂直方向上受到螺钉的拉力而产生形变。

当旋拧第二螺钉52直至其抵触于安装座法兰33的法兰面时，若继续旋拧第二螺钉52，则可以带动物镜安装座20的上部以第二柔节为中心倾斜运动，从而达到调节物镜镜头向第二柔节所能调节的方向倾斜的目的。

当旋拧第一螺钉51直至其支撑于第二悬臂梁32的法兰面时，若继续旋拧第一螺钉51，则可以带动物镜安装座20的上部以第一柔节为中心倾斜运动，从而达到调节物镜镜头向第一柔节所能调节的方向倾斜的目的。

经过多次调节之后，即可完成物镜倾斜的二维调节。

通过设置第一支撑块61，可以保证第一调节螺钉51能够对第一层柔节进行有效调节，通过设置第二支撑块62，可以保证第二调节螺钉52能够对第二层柔节进行有效调节，并使第一层柔节随动于第二层柔节。

由于第一层柔节位于第二层柔节的上方，当第二层柔节发生变形时，第一层柔节会随第二层柔节一起运动，因此，在进行调节时，可首先通过旋拧第二调节螺钉52对物镜10进行一个维度(如X轴)的倾斜调节，然后再通过旋拧第一调节螺钉51对物镜10进行另一个维度(如Y轴)的倾斜调节。

若设有多层柔节，则调节顺序以此类推。当然，这样的调节顺序只是示例性的说明，在实际使用时，根据现场情况的不同，可灵活调整，并不局限于上述调节方式。

可以理解，物镜安装座20上的柔节也可以减少为一层，或者，增加为三层或三层以上，柔节的层数越多，则对物镜10光轴角度的调节越精细。若柔节减少为一层，则只在一个维度(如X轴或Y轴)上进行倾斜调节；若设有三层柔节，则三层柔节的调节螺钉可以在周向上沿60°的相位角进行分布，这样，便可在三个维度上进行倾斜调节，通过第一层柔节可以在第一维度(平面坐标的0°方向)进行倾斜调节，通过第二层柔节可以在第二维度(平面坐标的60°方向)进行倾斜调节，通过第三层柔节可以在第三维度(平面坐标的120°方向)进行倾斜调节。

上述实施例仅是本实用新型的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，每一层悬臂梁分别设有三个或三个以上的调节螺钉，且三个或三个以上的调节螺钉沿周向方向均匀分布，等等。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。

本实用新型所提供的光学器件调节机构，利用至少一层柔节和旋转调节件，能够对光学器件进行多方向的倾斜调节，从而使光学器件能够准确定位，进而保证光学性能，其结构简单、易于操作，而且具有很高的调节精度，能够更好地满足实际使用要求。

除了上述光学器件调节机构，本实用新型还提供一种光学检测系统，例如可以是物镜检测系统，该检测系统具有物镜和物镜调节机构，其物镜安装于物镜调节机构，且物镜调节机构为上文所描述的光学调节机构，光学调节机构的光学器件安装座设有贯通的通道，物镜可拆卸地安装于通道内，关于物镜检测系统的其余结构，请参考现有技术，本文不再赘述。

以上对本实用新型所提供的光学器件调节机构和光学检测系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种光学器件调节机构，其特征在于，包括光学器件安装座，所述光学器件安装座的外周部设有至少一层柔节，所述柔节具有环形设置的悬臂梁；所述悬臂梁上设有多个旋转调节件，各所述旋转调节件穿透对应的悬臂梁并抵触于对应的法兰面；所述旋转调节件与所穿透的悬臂梁以能够旋进的方式相配合，通过调节所述悬臂梁与所述法兰面之间的间距改变所述光学器件安装座的轴偏角度。

2.根据权利要求1所述的光学器件调节机构，其特征在于，所述光学器件安装座的外周部设有多层所述柔节；各层所述柔节之间，以及末层所述柔节与所述光学器件安装座之间分别形成有悬臂槽；每个所述悬臂槽的侧面上形成有供所述旋转调节件抵触的法兰面。

3.根据权利要求2所述的光学器件调节机构，其特征在于，所述旋转调节件为调节螺钉，所述调节螺钉所穿透的所述悬臂梁上设有与之螺纹配合的螺纹孔。

4.根据权利要求1、2或3所述的光学器件调节机构，其特征在于，每个所述悬臂梁上设有的所述旋转调节件的数量为两个，且两个所述旋转调节件对称分布；

或者，每个所述悬臂梁上设有的旋转调节件的数量为三个以上，且三个以上的所述旋转调节件沿所述悬臂梁的环形周向方向均匀分布。

5.根据权利要求1、2或3所述的光学器件调节机构，其特征在于，各所述柔节中的所述悬臂梁一体成型于所述光学器件安装座的外周部，或者，所述悬臂梁固定于所述光学器件安装座的外周部。

6.根据权利要求2所述的光学器件调节机构，其特征在于，任一所述悬臂梁上设有的多个所述旋转调节件穿透前层所述柔节中的悬臂梁，且与前层所述柔节中的悬臂梁间隙配合。

7.根据权利要求6所述的光学器件调节机构，其特征在于，所述旋转调节件穿透的悬臂槽内设有与之相对应的支撑块，所述旋转调节件穿过所述支撑块；所述旋转调节件未穿透的悬臂槽内设有与之相对应的支撑块，所述旋转调节件的支撑位置对应于所述支撑块，所述支撑块与连接的所述悬臂梁一体成型。

8.根据权利要求7所述的光学器件调节机构，其特征在于，所述支撑块形成所述悬臂梁在环形周向上未连通的部位，各层所述柔节之间形成的悬臂槽内的支撑块交错布置。

9.一种光学检测系统，包括光学器件和光学器件调节机构，所述光学器件装设于所述光学器件调节机构，其特征在于，所述光学器件调节机构为上述权利要求1至8中任一项所述的光学器件调节机构。

10.根据权利要求9所述的光学检测系统，其特征在于，所述光学器件安装座设有贯通的通道，所述光学器件可拆卸地安装于所述通道内。