三线编码滤光镜调光装置转让专利
申请号 : CN200810239212.X
文献号 : CN101419320B
文献日 : 2010-06-30
发明人 : 任绍恒 , 李建凤 , 劭力
申请人 : 中国科学院光电技术研究所
摘要 :
三线编码滤光镜调光装置，包括有三组位置二极管对管和三线编码盘，三线编码盘套在小轴上，并用圆柱销将三线编码盘和小轴固成一体，三线编码盘随蜗轮一起转动；在蜗轮上均匀的开有N个直径相同的圆孔，并将透过率不同的N个滤光镜装在圆孔内用N个压圈，分别将它们固定在蜗轮上；将电路板固定在支撑座上，并在电路板上装有三组位置二极管对管，在三线编码盘上开有小孔，且每一组小孔都对应一个滤光镜，且每一组小孔都能与电路板上的三组位置二极管对管重合。本发明通过加装三线编码盘和位置二极管对管，在任何情况下都能简便，快速的检测出滤光镜所在的位置，并不需要将三线编码盘转回到零点位置；满足了现代光学仪器的自动化要求。
权利要求 :
1.三线编码滤光镜调光装置，包括支撑座(1)，调光电机(4)，轴承压圈(5)，顶丝(6)，蜗轮滚动轴承(7)，蜗杆滚动轴承(9)，压圈(10)，蜗轮(11)，小轴(12)，内六角圆柱头螺钉(13)，圆柱头螺钉(14)，圆柱销(15)，蜗杆(16)和7个滤光镜，其特征在于：还包括有电路板(8a，8b)，三组位置二极管对管(17～19)和三线编码盘(29)，将三线编码盘(29)套在小轴(12)上，并用圆柱销(30)将三线编码盘(29)和小轴(12)固成一体，三线编码盘(29)随蜗轮(11)一起转动；在蜗轮(11)上均匀的开有7个直径相同的圆孔，并将透过率不同的7个滤光镜装在圆孔内用7个压圈(10)，分别将它们固定在蜗轮(11)上；将电路板(8a，8b)固定在支撑座(1)上，并在电路板(8a，8b)上装有三组位置二极管对管(17～19)，在三线编码盘(29)上开有7组小孔，所述小孔按三位二进制编码排列，且每一组小孔都对应一个滤光镜，且每一组小孔都能与电路板(8a，8b)上的三组位置二极管对管(17～19)重合；
三组位置二极管对管(17～19)分布在三线编码盘(29)的两侧，三线编码盘(29)的一侧是三组位置二极管对管(17～19)的发射管，三线编码盘(29)的另一侧是三组位置二极管对管(17～19)的接收管，三线编码盘(29)处于发射管和接收管中间。
2.根据权利要求1所述的三线编码滤光镜调光装置，其特征在于：三线编码盘(29)在旋转过程中，三线编码盘(29)上的每一组小孔依次与三组位置二极管对管(17～19)重合，重合时三组位置二极管对管(17～19)的发射管发出位置信号，三组位置二极管(17～19)的接收二极管接收到信号以后，反馈给调光电机(4)的控制系统；蜗轮(11)带动三线编码盘(29)转动，当三线编码盘(29)上的第一组小孔000与三组位置二极管对管(17～19)完全重合时，产生脉冲送给调光电机(4)，作为第一组滤光镜的位置；三线编码盘(29)继续转动，三线编码盘(29)上的第二组小孔001与三组位置二极管对管(17～19)完全重合时，产生脉冲送给调光电机(4)，作为第二个滤光镜的位置；以此类推，就可得出7个滤光镜现在所在的位置。
说明书 :
技术领域
本发明涉及一种光学仪器的三线编码滤光镜调光装置。
背景技术
在光学系统中加入滤光镜，可提高物体与背景的对比度，从而获得更好的清晰度；但由于季节天气，太阳高角和景物特征，以及黑夜与白昼的变化，入射光的强度变化很大，为了在CCD上获得清晰的图像，必须对滤光镜进行透过率不同的变档调光，需要快速、准确的辨别滤光镜所在的位置。而公开号为CN 101216587A的“电动滤光镜调光装置”，在蜗轮上只有一排滤光镜位置孔和一个零位孔，每次光学仪器开机后，滤光镜调光装置的电机必须带动蜗轮回到零位，否则输出的控制信号无法准确的辨别滤光镜所在的位置；而“电动滤光镜调光装置”不能满足在任何情况下都能简便，快速的检测出滤光镜所在的位置要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种三线编码滤光镜调光装置，以满足现代光学仪器的自动化要求。
本发明解决其技术问题所采用的解决方案：三线编码滤光镜调光装置，包括支撑座，调光电机，轴承压圈，顶丝，蜗轮滚动轴承，蜗杆滚动轴承，压圈，蜗轮，小轴，内六角圆柱头螺钉，圆柱头螺钉，圆柱销，蜗杆和7个滤光镜，其特征在于：还包括有电路板，三组位置二极管对管和三线编码盘，将三线编码盘套在小轴上，并用圆柱销将三线编码盘和小轴固成一体，三线编码盘随蜗轮一起转动；在蜗轮上均匀的开有7个直径相同的圆孔，并将透过率不同的7个滤光镜装在圆孔内用7个压圈，分别将它们固定在蜗轮上；将电路板固定在支撑座上，并在电路板上装有三组位置二极管对管，在三线编码盘上开有7组小孔，所述小孔按三位二进制编码排列，且每一组小孔都对应一个滤光镜，且每一组小孔都能与电路板上的三组位置二极管对管重合；三组位置二极管对管分布在三线编码盘的两侧，三线编码盘的一侧是三组位置二极管对管的发射管，三线编码盘的另一侧是三组位置二极管对管的接收管，三线编码盘处于发射管和接收管中间。
编码盘在旋转过程中，三线编码盘上的每一组小孔依次与三组位置二极管对管重合，重合时三组位置二极管对管的发射管发出位置信号，三组位置二极管的接收二极管接收到信号以后，反馈给调光电机的控制系统；蜗轮带动三线编码盘转动，当三线编码盘上的第一组小孔与三组位置二极管对管完全重合时，产生脉冲送给调光电机，作为第一组滤光镜的位置；三线编码盘继续转动，三线编码盘上的第二组小孔与三组位置二极管对管完全重合时，产生脉冲送给调光电机，作为第二个滤光镜的位置；以此类推，就可得出7个滤光镜现在所在的位置。
本发明与现有的技术相比所具有以下的优点：
1、本发明装置由于加装了三线编码盘和位置二极管对管，在任何情况下都能简便，快速的检测出滤光镜所在的位置，并不需要编码盘转回到零点位置；
2、本发明装置由于加装了三线编码盘和位置二极管对管，在任何情况下都能简便，快速的检测出滤光镜所在的位置，并不需要再将蜗轮转回到零点位置。
附图说明：
图1为三线编码滤光镜滤光镜调光装置主视图；
图2为三线编码滤光镜调光装置A-A面剖视图；
图3为三线编码滤光镜调光装置编码盘视图；
图中：1为支撑座，2为压板，3为电机座，4为调光电机，5为轴承压圈，6为顶丝，7为蜗轮滚动轴承，8a、8b为电路板，9为蜗杆滚动轴承，10为压圈，11为蜗轮，12为小轴，13内六角圆柱头螺钉，14为圆柱头螺钉，15为圆柱销，16为蜗杆，17～19为位置二极管对管，20～26为滤光镜，27为圆柱头螺钉，28为圆柱头螺钉，29为三线编码盘，30为圆柱销。
本发明解决其技术问题所采用的解决方案：三线编码滤光镜调光装置，包括支撑座，调光电机，轴承压圈，顶丝，蜗轮滚动轴承，蜗杆滚动轴承，压圈，蜗轮，小轴，内六角圆柱头螺钉，圆柱头螺钉，圆柱销，蜗杆和7个滤光镜，其特征在于：还包括有电路板，三组位置二极管对管和三线编码盘，将三线编码盘套在小轴上，并用圆柱销将三线编码盘和小轴固成一体，三线编码盘随蜗轮一起转动；在蜗轮上均匀的开有7个直径相同的圆孔，并将透过率不同的7个滤光镜装在圆孔内用7个压圈，分别将它们固定在蜗轮上；将电路板固定在支撑座上，并在电路板上装有三组位置二极管对管，在三线编码盘上开有7组小孔，所述小孔按三位二进制编码排列，且每一组小孔都对应一个滤光镜，且每一组小孔都能与电路板上的三组位置二极管对管重合；三组位置二极管对管分布在三线编码盘的两侧，三线编码盘的一侧是三组位置二极管对管的发射管，三线编码盘的另一侧是三组位置二极管对管的接收管，三线编码盘处于发射管和接收管中间。
编码盘在旋转过程中，三线编码盘上的每一组小孔依次与三组位置二极管对管重合，重合时三组位置二极管对管的发射管发出位置信号，三组位置二极管的接收二极管接收到信号以后，反馈给调光电机的控制系统；蜗轮带动三线编码盘转动，当三线编码盘上的第一组小孔与三组位置二极管对管完全重合时，产生脉冲送给调光电机，作为第一组滤光镜的位置；三线编码盘继续转动，三线编码盘上的第二组小孔与三组位置二极管对管完全重合时，产生脉冲送给调光电机，作为第二个滤光镜的位置；以此类推，就可得出7个滤光镜现在所在的位置。
本发明与现有的技术相比所具有以下的优点：
1、本发明装置由于加装了三线编码盘和位置二极管对管，在任何情况下都能简便，快速的检测出滤光镜所在的位置，并不需要编码盘转回到零点位置；
2、本发明装置由于加装了三线编码盘和位置二极管对管，在任何情况下都能简便，快速的检测出滤光镜所在的位置，并不需要再将蜗轮转回到零点位置。
附图说明：
图1为三线编码滤光镜滤光镜调光装置主视图；
图2为三线编码滤光镜调光装置A-A面剖视图；
图3为三线编码滤光镜调光装置编码盘视图；
图中：1为支撑座，2为压板，3为电机座，4为调光电机，5为轴承压圈，6为顶丝，7为蜗轮滚动轴承，8a、8b为电路板，9为蜗杆滚动轴承，10为压圈，11为蜗轮，12为小轴，13内六角圆柱头螺钉，14为圆柱头螺钉，15为圆柱销，16为蜗杆，17～19为位置二极管对管，20～26为滤光镜，27为圆柱头螺钉，28为圆柱头螺钉，29为三线编码盘，30为圆柱销。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明进行详细说明。
如图1和图2所示，本实施例的三线编码滤光镜调光装置，包括：支撑座1，压板2，电机座3，调光电机4，轴承压圈5，顶丝6，蜗轮滚动轴承7，电路板8a、8b，蜗杆滚动轴承9，压圈10，蜗轮11，小轴12，内六角圆柱头螺钉13，圆柱头螺钉14，圆柱销15，蜗杆16，位置二极管对管17～19，滤光镜N个，圆柱头螺钉27，圆柱头螺钉28，三线编码盘29，圆柱销30。
先将电机座3用内六角圆柱头螺钉13固定在仪器的底板上，再将调光电机4用圆柱头螺钉14固定在电机座3上，调光电机4上的电机轴通过圆柱销15与蜗杆16连接，蜗杆16在蜗杆滚动轴承9上转动，为防止蜗杆16轴向串动，把止推压板2固定在电机座3上；将蜗轮11通过圆柱头螺钉27与小轴12固定为一体，并将其一体用圆柱头螺钉28固定在支撑座1上，并在蜗轮滚动轴承7上转动，为防止蜗轮滚动轴承7向左串动，在轴承的左边加上轴承压圈5，并用顶丝6顶紧，当调光电机4通电后，蜗杆16转动，通过蜗杆16蜗轮11啮合，从而带动蜗轮11转动，将三线编码盘29套在小轴12上，并用圆柱销30将三线编码盘29和小轴12固成一体，三线编码盘29随蜗轮11一起转动；如图1所示，在蜗轮11上均匀的开有七个直径相同的圆孔，并将七档透过率不同的滤光镜20、滤光镜21、滤光镜22、滤光镜23、滤光镜24、滤光镜25、滤光镜26装在圆孔内，用七个压圈10将它们固定在蜗轮11上，在支撑座1上固定电路板8a、8b(支撑座1不动)，如图3所示，在电路板8a、8b上加装三组二极管对管17～19，并在三线编码盘29上开有小孔，小孔的数目可以是1～7个，这里以7个为例，此时每一组小孔对应的三位二进制编码为000、001、010、011、100、101、110，分别对应着图3中的I～VII位置处的小孔，每一组小孔都对应一个滤光镜，那么此时滤光镜的个数N也为7，如附图1中的滤光镜20，滤光镜21，滤光镜22，滤光镜23，滤光镜24，滤光镜25，滤光镜26所示；三线编码盘29上的每一组小孔都能与电路板8a、电路板8b上的位置二极管对管17，位置二极管对管18，和位置二极管对管19重合。如图1所示，位置二极管对管17，位置二极管对管18和位置二极管对管19分布在三线编码盘29的两侧，三线编码盘29的一侧是三组位置二极管对管17～19的发射管，三线编码盘29的另一侧是三组位置二极管对管17～19的接收管，三线编码盘29处于发射管和接收管中间。三线编码盘29在旋转过程中，三线编码盘29上的每一组小孔依次与位置二极管对管17、位置二极管对管18、位置二极管对管19重合，重合时位置二极管对管17、位置二极管对管18、位置二极管对管19的发射管发出位置信号，位置二极管17、位置二极管对管18、位置二极管对管19的接收二极管接收到信号以后，反馈给调光电机4的控制系统；蜗轮11转动，当三线编码盘29上的第一组小孔000与位置二极管对管17、位置二极管对管18、位置二极管对管19完全重合时，产生脉冲送给调光电机4，作为第一个滤光镜的位置；蜗轮11带动三线编码盘29继续转动，三线编码盘29上的第二组小孔001与位置二极管对管17、位置二极管对管18、位置二极管对管19完全重合时，产生脉冲送给调光电机4，作为第二个滤光镜的位置；以此类推，就可得出N个滤光镜现在所在的位置。
三线编码滤光镜调光装置中的调光电机4采用的是步进电机；调光电机的频率也可以调整变化，通过调节步进电机的频率利于控制滤光镜的调换时间，从而提高了滤光镜的调光效率；且电动滤光镜调光装置中的蜗轮11和蜗杆16采用大传动比的蜗轮蜗杆传动，这样传动比较平滑，噪声较小。
三线编码滤光镜调光装置应用在CCD电视摄像系统中，CCD电视摄像系统在空中侦察和测量时，被摄景物的入射光，经过光学系统及滤光镜调光装置，最后成像在摄像机CCD靶面上；摄像机输出的视频信号作为被检和被控信号，通过视频放大，直流电平恢复，经积分器输出与CCD靶面照度成比例的直流电平，输出的直流电平与调光基准电压进行比较后，经功率放大控制调光电机4转动，调光电机4带动蜗杆16转动，再通过蜗杆16与蜗轮11的啮合，从而带动了蜗轮11的转动；在蜗轮11上通过N个压圈10将N档透过率各不相同的滤光镜固定在蜗轮11的圆孔上，蜗轮11转动，根据此时进入滤光镜的能量，通过CCD输出的视频信号与调光基准电压进行比较，当输出的直流电平小于调光基准电压时，调光电机4带动蜗轮11继续转动。蜗轮11旋转带动三线编码盘29，在三线编码盘29旋转过程中，三线编码盘29上的每一组小孔依次与位置二极管对管17、位置二极管对管18、位置二极管对管19重合，重合时位置二极管17、位置二极管对管18、位置二极管对管19的发射管发出位置信号，位置二极管17、位置二极管对管18、位置二极管对管19的接收二极管接收到信号以后，反馈给调光电机4的控制系统；蜗轮11带动三线编码盘29转动，当三线编码盘29上的第N组小孔与电路板8a、8b位置二极管对管17、位置二极管对管18、位置二极管对管19完全重合时，产生脉冲送给调光电机4，作为第一组滤光镜的位置；蜗轮11带动三线编码盘29继续转动，三线编码盘29上的下一组小孔与位置二极管对管17、位置二极管对管18、位置二极管对管19完全重合时，产生脉冲送给调光电机4，作为下一组滤光镜的位置；以此类推，就可得出第N组滤光镜现在所在的位置；以此类推，直到输出的视频信号与调光基准电压相等，三线编码盘29停止转动。此时选择到了适合CCD摄像靶面照度的滤光镜。
如图1和图2所示，本实施例的三线编码滤光镜调光装置，包括：支撑座1，压板2，电机座3，调光电机4，轴承压圈5，顶丝6，蜗轮滚动轴承7，电路板8a、8b，蜗杆滚动轴承9，压圈10，蜗轮11，小轴12，内六角圆柱头螺钉13，圆柱头螺钉14，圆柱销15，蜗杆16，位置二极管对管17～19，滤光镜N个，圆柱头螺钉27，圆柱头螺钉28，三线编码盘29，圆柱销30。
先将电机座3用内六角圆柱头螺钉13固定在仪器的底板上，再将调光电机4用圆柱头螺钉14固定在电机座3上，调光电机4上的电机轴通过圆柱销15与蜗杆16连接，蜗杆16在蜗杆滚动轴承9上转动，为防止蜗杆16轴向串动，把止推压板2固定在电机座3上；将蜗轮11通过圆柱头螺钉27与小轴12固定为一体，并将其一体用圆柱头螺钉28固定在支撑座1上，并在蜗轮滚动轴承7上转动，为防止蜗轮滚动轴承7向左串动，在轴承的左边加上轴承压圈5，并用顶丝6顶紧，当调光电机4通电后，蜗杆16转动，通过蜗杆16蜗轮11啮合，从而带动蜗轮11转动，将三线编码盘29套在小轴12上，并用圆柱销30将三线编码盘29和小轴12固成一体，三线编码盘29随蜗轮11一起转动；如图1所示，在蜗轮11上均匀的开有七个直径相同的圆孔，并将七档透过率不同的滤光镜20、滤光镜21、滤光镜22、滤光镜23、滤光镜24、滤光镜25、滤光镜26装在圆孔内，用七个压圈10将它们固定在蜗轮11上，在支撑座1上固定电路板8a、8b(支撑座1不动)，如图3所示，在电路板8a、8b上加装三组二极管对管17～19，并在三线编码盘29上开有小孔，小孔的数目可以是1～7个，这里以7个为例，此时每一组小孔对应的三位二进制编码为000、001、010、011、100、101、110，分别对应着图3中的I～VII位置处的小孔，每一组小孔都对应一个滤光镜，那么此时滤光镜的个数N也为7，如附图1中的滤光镜20，滤光镜21，滤光镜22，滤光镜23，滤光镜24，滤光镜25，滤光镜26所示；三线编码盘29上的每一组小孔都能与电路板8a、电路板8b上的位置二极管对管17，位置二极管对管18，和位置二极管对管19重合。如图1所示，位置二极管对管17，位置二极管对管18和位置二极管对管19分布在三线编码盘29的两侧，三线编码盘29的一侧是三组位置二极管对管17～19的发射管，三线编码盘29的另一侧是三组位置二极管对管17～19的接收管，三线编码盘29处于发射管和接收管中间。三线编码盘29在旋转过程中，三线编码盘29上的每一组小孔依次与位置二极管对管17、位置二极管对管18、位置二极管对管19重合，重合时位置二极管对管17、位置二极管对管18、位置二极管对管19的发射管发出位置信号，位置二极管17、位置二极管对管18、位置二极管对管19的接收二极管接收到信号以后，反馈给调光电机4的控制系统；蜗轮11转动，当三线编码盘29上的第一组小孔000与位置二极管对管17、位置二极管对管18、位置二极管对管19完全重合时，产生脉冲送给调光电机4，作为第一个滤光镜的位置；蜗轮11带动三线编码盘29继续转动，三线编码盘29上的第二组小孔001与位置二极管对管17、位置二极管对管18、位置二极管对管19完全重合时，产生脉冲送给调光电机4，作为第二个滤光镜的位置；以此类推，就可得出N个滤光镜现在所在的位置。
三线编码滤光镜调光装置中的调光电机4采用的是步进电机；调光电机的频率也可以调整变化，通过调节步进电机的频率利于控制滤光镜的调换时间，从而提高了滤光镜的调光效率；且电动滤光镜调光装置中的蜗轮11和蜗杆16采用大传动比的蜗轮蜗杆传动，这样传动比较平滑，噪声较小。
三线编码滤光镜调光装置应用在CCD电视摄像系统中，CCD电视摄像系统在空中侦察和测量时，被摄景物的入射光，经过光学系统及滤光镜调光装置，最后成像在摄像机CCD靶面上；摄像机输出的视频信号作为被检和被控信号，通过视频放大，直流电平恢复，经积分器输出与CCD靶面照度成比例的直流电平，输出的直流电平与调光基准电压进行比较后，经功率放大控制调光电机4转动，调光电机4带动蜗杆16转动，再通过蜗杆16与蜗轮11的啮合，从而带动了蜗轮11的转动；在蜗轮11上通过N个压圈10将N档透过率各不相同的滤光镜固定在蜗轮11的圆孔上，蜗轮11转动，根据此时进入滤光镜的能量，通过CCD输出的视频信号与调光基准电压进行比较，当输出的直流电平小于调光基准电压时，调光电机4带动蜗轮11继续转动。蜗轮11旋转带动三线编码盘29，在三线编码盘29旋转过程中，三线编码盘29上的每一组小孔依次与位置二极管对管17、位置二极管对管18、位置二极管对管19重合，重合时位置二极管17、位置二极管对管18、位置二极管对管19的发射管发出位置信号，位置二极管17、位置二极管对管18、位置二极管对管19的接收二极管接收到信号以后，反馈给调光电机4的控制系统；蜗轮11带动三线编码盘29转动，当三线编码盘29上的第N组小孔与电路板8a、8b位置二极管对管17、位置二极管对管18、位置二极管对管19完全重合时，产生脉冲送给调光电机4，作为第一组滤光镜的位置；蜗轮11带动三线编码盘29继续转动，三线编码盘29上的下一组小孔与位置二极管对管17、位置二极管对管18、位置二极管对管19完全重合时，产生脉冲送给调光电机4，作为下一组滤光镜的位置；以此类推，就可得出第N组滤光镜现在所在的位置；以此类推，直到输出的视频信号与调光基准电压相等，三线编码盘29停止转动。此时选择到了适合CCD摄像靶面照度的滤光镜。