本發明涉及光學設備,具體而言,涉及一種成像機構及光學成像系統。
背景技術:
1、連續變倍是利用光學系統中的鏡組移動機構控制光學透鏡組的移動來改變系統的組合焦距,同時保持像面位置基本不變。凸輪機構是其中一種可以實現光學系統組合焦距連續變化的鏡組移動機構,凸輪機構通過變倍曲線槽,可以連續改變鏡組的位置,達到變倍變倍的目的。
2、相關技術中,凸輪機構包括凸輪筒,凸輪筒上開設貫通筒壁的變倍曲線槽,鏡組則安裝在凸輪筒的內側,在鏡組通過連接件與變倍曲線槽連接,通過轉動凸輪筒使鏡組移動。但是,該凸輪機構受到凸輪筒的限制,最適合布置一條光路,當超過一條光路時,其體積利用率會顯著降低,導致設計體積增大,無法匹配小型化的需求,并且在凸輪筒上設置貫通筒壁的變倍曲線槽會顯著降低凸輪筒的剛度,導致變倍曲線槽的數量受限,并且加工難度也較高。
技術實現思路
1、本發明的主要目的在于提供一種成像機構及光學成像系統,以解決相關技術中的凸輪機構體積效率低,并且變倍曲線槽會顯著降低凸輪筒的剛度,導致變倍曲線槽的數量受限,整體加工難度也較高的問題。
2、為了實現上述目的,本發明提供了一種成像機構,包括:基座、凸輪桿、導向結構和變倍鏡組;其中,
3、所述凸輪桿可轉動地連接在所述基座上,所述凸輪桿的外表面設置有變倍曲線槽;
4、所述導向結構設于所述基座上,所述變倍鏡組滑動連接在所述導向結構上,所述變倍鏡組上設置有兩條或更多條光路,所述基座上設置有與所述光路對應的光路通道,所述變倍鏡組上設有第一導向釘,所述第一導向釘的端部插入所述變倍曲線槽內,在所述凸輪桿旋轉的過程中,所述第一導向釘能夠在所述變倍曲線槽內移動。
5、可選地,還包括補償鏡組,所述補償鏡組上設置有與所述變倍鏡組對應的光路,所述補償鏡組上設置有第二導向釘;
6、所述凸輪桿上設置有至少兩條變倍曲線槽;
7、所述第一導向釘和所述第二導向釘的端部分別插入兩條所述變倍曲線槽內,在所述凸輪桿旋轉的過程中,所述第一導向釘能夠在對應的所述變倍曲線槽內移動,并帶動所述變倍鏡組直線移動,所述第二導向釘能夠在對應的所述變倍曲線槽內移動,并帶動所述補償鏡組直線移動。
8、可選地,基座包括基板和固定組件,所述固定組件固設于所述基板的兩端,所述凸輪桿的兩端與對應的所述固定組件轉動連接,所述導向結構的兩端與所述固定組件固定連接。
9、可選地,導向結構包括導向桿,所述導向桿固設于所述基座上,所述變倍鏡組滑動套接在所述導向桿上。
10、可選地,導向結構包括導軌,所述導軌固設于所述基座上,所述變倍鏡組通過導軌滑塊與所述導軌連接。
11、可選地,導向結構設置為兩組并分別位于所述凸輪桿的兩側,所述變倍鏡組的兩側分別滑動連接在所述導向結構上。
12、可選地,第一導向釘設于所述變倍鏡組的中部,兩組所述導向結構沿所述凸輪桿的軸線對稱設置。
13、可選地,變倍鏡組包括主體和設于所述主體內的鏡片組件;
14、所述主體的兩側設置有斜向上延伸的支臂,兩側的所述支臂與對應的所述導向結構連接。
15、可選地,還包括驅動電機和傳動組件,所述驅動電機固設于所述基座上,所述傳動組件的一端與所述凸輪桿傳動連接,另一端與所述驅動電機傳動連接。
16、可選地,傳動組件包括齒輪組,所述齒輪組包括多個相互嚙合的齒輪,多個所述齒輪中的至少一個齒輪與所述驅動電機的輸出軸固定連接,多個所述齒輪中的至少一個齒輪套接固定在所述凸輪桿上。
17、可選地,還包括限位開關,所述限位開關設于所述基座上,所述限位開關用于在所述變倍鏡組移動到設定極限位置時觸發。
18、根據本發明的另一方面,提供一種光學成像系統,包括上述的成像機構。
19、可選地,光學成像系統為外視鏡系統或手術顯微鏡系統。
20、在本發明實施例中設置基座、凸輪桿、導向結構和變倍鏡組;其中,凸輪桿可轉動地連接在基座上,凸輪桿的外表面設置有變倍曲線槽;導向結構設于基座上,變倍鏡組滑動連接在導向結構上,變倍鏡組上設置有多條光路,基座上設置有與光路對應的光路通道,變倍鏡組上設有第一導向釘,第一導向釘的端部插入變倍曲線槽內,在凸輪桿旋轉的過程中,第一導向釘能夠在變倍曲線槽內移動。在變倍過程中,通過轉動凸輪桿,使第一導向釘在變倍曲線槽內運動,并帶動變倍鏡組在導向結構的作用下沿凸輪桿的軸向直線移動,調整變倍鏡組的空間位置,并且變倍鏡組所提供的多條光路能夠實現立體成像。
21、在本發明實施例中,一方面,開設在凸輪桿的外表面的變倍曲線槽對凸輪桿的剛度影響較小,有效提高了凸輪部分的剛度,并且在滿足一定剛度要求的前提下能夠選擇在凸輪桿上設置更多數量的變倍曲線槽,用于安裝多個變倍鏡組,并且在加工時,在凸輪桿的表面開槽相比于在凸輪筒的筒壁上開貫通槽更為簡單,從而解決了相關技術中在凸輪筒上設置變倍曲線槽會顯著降低凸輪筒的剛度,導致變倍曲線槽的數量受限,整體加工難度也較高的問題。
22、另一方面,在凸輪桿上開設變倍曲線槽后,變倍鏡組能夠布置在凸輪桿的外部,二者通過第一導向釘連接,從而使得變倍鏡組內的光路數量不受凸輪桿的結構限制,能夠根據需求布置多條光路實現立體成像,并且能夠提高對成像機構的體積利用率的效果,進而解決了相關技術中的凸輪機構受限于凸輪筒的結構,多光路設置困難,體積效率低,成像效果較差,使用局限性較大的問題。
1.一種成像機構,其特征在于,包括:基座、凸輪桿、導向結構和變倍鏡組;其中,
2.根據權利要求1所述的成像機構,其特征在于,還包括補償鏡組,所述補償鏡組上設置有與所述變倍鏡組對應的光路,所述補償鏡組上設置有第二導向釘;
3.根據權利要求1所述的成像機構,其特征在于,所述基座包括基板和固定組件,所述固定組件固設于所述基板的兩端,所述凸輪桿的兩端與對應的所述固定組件轉動連接,所述導向結構的兩端與所述固定組件固定連接。
4.根據權利要求1所述的成像機構,其特征在于,所述導向結構包括導向桿,所述導向桿固設于所述基座上,所述變倍鏡組滑動套接在所述導向桿上。
5.根據權利要求1所述的成像機構,其特征在于,所述導向結構包括導軌,所述導軌固設于所述基座上,所述變倍鏡組通過導軌滑塊與所述導軌連接。
6.根據權利要求1至5任一項所述的成像機構,其特征在于,所述導向結構設置為兩組并分別位于所述凸輪桿的兩側,所述變倍鏡組的兩側分別滑動連接在所述導向結構上。
7.根據權利要求6所述的成像機構,其特征在于,所述第一導向釘設于所述變倍鏡組的中部,兩組所述導向結構沿所述凸輪桿的軸線對稱設置。
8.根據權利要求1所述的成像機構,其特征在于,所述變倍鏡組包括主體和設于所述主體內的鏡片組件;
9.根據權利要求1所述的成像機構,其特征在于,還包括驅動電機和傳動組件,所述驅動電機固設于所述基座上,所述傳動組件的一端與所述凸輪桿傳動連接,另一端與所述驅動電機傳動連接。
10.根據權利要求9所述的成像機構,其特征在于,所述傳動組件包括齒輪組,所述齒輪組包括多個相互嚙合的齒輪,多個所述齒輪中的至少一個齒輪與所述驅動電機的輸出軸固定連接,多個所述齒輪中的至少一個齒輪套接固定在所述凸輪桿上。
11.根據權利要求1所述的成像機構,其特征在于,還包括限位開關,所述限位開關設于所述基座上,所述限位開關用于在所述變倍鏡組移動到設定極限位置時觸發。
12.一種光學成像系統,其特征在于,包括如權利要求1至11任一項所述的成像機構。
13.根據權利要求12所述的光學成像系統,其特征在于,所述光學成像系統為外視鏡系統或手術顯微鏡系統。