[發明專利]一種微米級高精密微透鏡陣列定位機構

有效

• 申請號: 201610324201.6
• 申請日: 2016-05-16
• 公開（公告）號: CN105785543B
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: 施圣賢
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G02B7/02
• 分類號: G02B7/02;H04N5/225
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司31227
• 代理人: 唐燕潔

技術領域

本發明涉及一種定位裝置，尤其是涉及一種微米級高精密微透鏡陣列定位機構。

背景技術

根據光場成像原理，微透鏡陣列需精確的安裝在距離相機圖像傳感器幾百微米的位置，以采集空間光線的位置和強度信息，進而實現單個圖像傳感器對空間物體三維圖像的拍攝。為獲取高質量的三維圖像，要求微透鏡陣列沿光軸方向的安裝精度小于1微米，同時微透鏡陣列平面與圖像傳感器平面的偏轉角度小于5度。此外，現有各類型相機圖像傳感器與主透鏡之間的空間狹小，為避免破壞相機機身固有結構，要求定位機構在滿足高精度定位的條件下，實現高度集成，降低自身尺寸。

中國專利CN201203707U公開了大氣激光通信系統中精密光軸定位裝置，由光學接收用縮束器,振鏡,振鏡控制器,平行光管和高幀頻CCD,分光棱鏡和哈特曼傳感器光軸精密定位單元構成。對于大氣激光通信系統中,對于光斑的偏移、散斑等現象,基于哈特曼傳感器基礎上,采用基于澤尼克的微透鏡陣列的方法,最終光軸的檢測精度優于2MRAD，但是該專利仍然無法實現對微米級高精密微透鏡陣列進行定位。

發明內容

本發明的目的在于針對上述問題，提供了一種微米級高精密微透鏡陣列定位機構，可實現微透鏡陣列與相機的圖像傳感器之間的高精密定位和緊湊尺寸的功能要求。

本發明的目的是這樣實現的：

一種微米級高精密微透鏡陣列定位機構，其特征在于，包括固定底座、定位調節環和蓋板；所述固定底座用于安裝在相機機身上；所述定位調節環的中心開有用于安裝微透鏡陣列的階梯孔，定位調節環的階梯孔的小孔端安裝在固定底座上，所述蓋板蓋合在定位調節環的階梯孔的大孔端，蓋板的中心開設有中心通孔，該中心通孔的面積小于定位調節環上階梯孔中大孔的面積；

所述固定底座、定位調節環和蓋板三者之間設有若干定位螺桿，所述定位螺桿依次穿過蓋板和定位調節環后擰入固定底座的連接螺紋孔中，通過調節定位螺桿的行程來調節微透鏡陣列與相機的圖像傳感器之間的距離；所述蓋板和定位調節環之間設有若干緊固螺桿和若干鎖緊螺桿，所述緊固螺桿穿過蓋板后擰入定位調節環的緊固螺紋孔中，用以蓋板和定位調節環之間的固連，所述鎖緊螺桿穿過蓋板后擰入定位調節環的螺紋通孔后抵接于固定底座上，位于蓋板和定位調節環之間的鎖緊螺桿還套有鎖緊螺母，通過擰緊鎖緊螺母來鎖死微透鏡陣列與相機的圖像傳感器之間的距離。

其中，所述定位螺桿上套有定位彈簧。

其中，所述定位調節環的階梯孔為方形孔，在階梯孔的大孔端部的兩個相鄰孔壁的中心分別開有限位槽，在所述限位槽內放置有限位彈簧，階梯孔的大孔端部的另兩個相鄰孔壁則為定位基準面。

其中，所述限位彈簧的軸線垂直于定位調節環的階梯孔的軸線。

其中，所述定位螺桿上設有規格為M1.4的細牙螺紋。

其中，所述定位螺桿、緊固螺桿和鎖緊螺桿分別為三個，且三個定位螺桿和三個鎖緊螺桿分別呈等腰三角形分布。

本發明的有益效果為：

(1)定位精度高：通過采用細牙螺紋的定位螺桿，調節步進行程可以控制在1微米以下；通過調節三個定位螺桿的行程，可以精確控制微透鏡陣列與相機的圖像傳感器平面之間的偏轉。

(2)安全可靠：精密設計的定位調節環的厚度有調節行程限制的功能，能避免微透鏡陣列與圖像傳感器相互碰撞；微透鏡陣列在徑向和軸向都有限位彈簧和鎖緊螺桿，保證設定的微透鏡陣列與相機的圖像傳感器平面之間的距離在相機長時間使用當中不會發生改變。

(3)適應性好：本發明設計緊湊，可以直接安裝于相機圖像傳感器與主鏡頭之間，不需要對相機機身和鏡頭安裝套筒做任何的修改。

(4)成本低廉：所有部件均可采用普通金屬材料通過數控機床加工，批量生產成本低。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為本發明的裝配圖。

圖3為本發明安裝微透鏡陣列后的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例和附圖，進一步闡述本發明。

如圖1和圖2所示，一種微米級高精密微透鏡陣列定位機構，包括固定底座1、定位調節環2和蓋板3。

固定底座1用于安裝在相機機身上，通常使用螺桿進行固定安裝。