CN201141934Y - 一种能自动调整镜头焦距的电脑制版设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种能自动调整镜头焦距的电脑制版设备。包括光学扫描平台和滚筒，在光学扫描平台上设有成像用光源、成像镜头，其特征是所述光学扫描平台上设有与控制模块电连接的距离检测装置，所述距离检测装置与镜头相连，所述镜头设置在导轨上，所述镜头与控制镜头移动的电机相连，所述电机与控制模块电连接。本实用新型结构简单合理，消除了温度和机构磨损对成像焦距的影响，提高了设备的成像质量。

Description

一种能自动调整镜头焦距的电脑制版设备

技术领域：

本实用新型涉及一种能高精度输出激光图形的电脑制版设备，特别是电脑制版设备中的自动调焦装置。

背景技术：

中国专利ZL03202784.2公开了一种自动调焦和温度补偿的激光照排设备的结构。为了补偿由于温度变化而引起的成像镜头的焦距变化，该专利通过采用测量照排机内部的环境温度，然后查找某一温度所对应的焦距，用调整装置将镜头的焦距调整至该位置。这种装置存在以下缺点：1.精度低，性能不稳定。由于该装置本质上是一个开环控制***，从自动控制理论可知，开环控制***具有精度低，性能不稳定的缺点，如果由于干扰等原因使控制***产生了移动误差，那么这个误差将永远留在***内部，随着调整次数的增加，这些误差会积累起来，直到超过误差的允许值，此时***就不能正常工作，必须用人工重新对***进行调整，使镜头的焦距回到工作范围内才行；2.温度测量不够准确。由于滚筒需要旋转，因此无法直接测量滚筒的温度，只能用照排机内部的环境温度来代替，这只能是滚筒温度的近似值，不能反映滚筒的真实温度，所以控制上必定存在误差；3.控制能力差。对于非温度引起的误差，如磨损等原因产生的误差不能进行补偿。

发明内容：

本实用新型主要解决了上述装置精度低，性能不稳定，温度测量不够准确控制存在误差，以及控制能力差的问题，提供了一种采用闭环的调焦控制方法，能够使光学***的焦距精确而稳定，不受设备的工作温度和磨损的影响的自动调焦的电脑制版设备。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种能自动调整镜头焦距的电脑制版设备，所述电脑制版设备包括光学扫描平台和滚筒，在光学扫描平台上设有成像用光源、成像镜头，其特征在于：所述光学扫描平台上设有与控制模块电连接的距离检测装置，所述距离检测装置与镜头相连，所述镜头设置在导轨上，所述镜头与控制镜头移动的电机相连，所述电机与控制模块电连接。上面所述的滚筒两端通过轴承安装在机架上，滚筒的一个轴端和滚筒驱动装置相连，机架上还固定有扫描平台导轨，光学扫描平台设置于扫描平台导轨上，所述扫描平台导轨的中心线与滚筒的中心线相互平行，以确保成像时镜头的移动方向。

本实用新型的控制模块可以是单独的，也可以和制版设备的其它电路组合在一起，该电路除了测量距离和驱动调焦电机的功能外，它还可以包含与上位机通讯的功能，显示的功能，故障报警的功能和数据存贮的功能等。

每次制版前，首先测量镜头和滚筒成像面间的距离，然后与设定值进行比较，如这个距离与设定值存在偏差，不论这个偏差是什么原因(包括温度、磨损等)造成的，只要测量值和设定值存在偏差，控制电路都能够驱动调焦电机，将镜头移动到设计位置，从而确保制版设备始终保持在精确对焦的状态，稳定地运转。

作为上述方案的一种优选方案，在光学扫描平台上固定有一个小电机，在电机转轴上连接有螺杆，螺杆上设有螺母，该螺母与镜头相固定，同时，光学扫描平台上还固定有控制镜头移动方向的导轨，镜头设置在该导轨的滑块上。上述螺杆、螺母和导轨构成了镜头移动机构，本实用新型也可以采用凸轮机构，还可以是连杆机构。在所述的镜头移动机构上还可以设有间隙消除机构。

作为上述方案的一种优选方案，所述距离检测装置通过刚性构件与镜头相固定或直接固定在镜头的外壳上。

作为上述方案的一种优选方案，所述镜头的光轴与距离检测装置处于同一高度，镜头到滚筒的距离与设计值相等。

作为上述方案的一种优选方案，所述光源可以是各种激光器，包括气体激光器、固体激光器和半导体激光器。

作为上述方案的一种优选方案，所述光源为一个或者若干个。所述光源还包含光电调制装置，光路控制和整形用的光学镜片等。

作为上述方案的一种优选方案，在电机转轴和螺杆之间设有减速装置。所示的减速装置可以为减速箱。

作为上述方案的一种优选方案，所述镜头移动机构的导轨与滚筒的成像面垂直，且与镜头的光学轴平行。

本实用新型的优点是：1.本实用新型的自动调焦装置，由于采用了能够直接测量距离的距离检测装置，因此，能够精确地对镜头进行定位，也能够实现无级调焦；2.本实用新型的自动调焦装置，由于采用距离检测装置，因此，能够剔除多种误差，包因括温度变化引起的热胀冷缩造成的焦距变化，调焦***磨损引起误差，以及调焦用的步进电机失步引起的误差，且这些误差永远不会积累起来；3.本实用新型的自动调焦装置，其控制电路可以借助于通讯的方式用上位机进行控制，调整使用非常方便。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的一种结构示意图；

图2是本实用新型的一种结构框图。

1-滚筒  2-光源  3-电机  4-镜头  5-导轨  6-刚性构件7-螺杆  8-螺母  9-距离检测装置  10-控制模块11-光学扫描平台  12-传动机构  13-步进电机  14-单片机15-模数转换电路  16a、16b-扫描平台导轨

具体实施方式：

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的说明。

实施例1：

根据图1所示，电脑制版设备包括光学扫描平台11和滚筒1，所述滚筒两端通过轴承安装在机架上，滚筒的一个轴端和滚筒驱动装置相连，机架上还固定有扫描平台导轨，光学扫描平台设置于扫描平台导轨上，所述扫描平台导轨16a、16b的中心线于滚筒的中心线相互平行。在光学扫描平台上设有成像用光源2和成像镜头4，所述光源可以设置一个或多个，可以是各种激光器，包括气体激光器、固体激光器和半导体激光器；除激光器外，光源还包含光电调制装置，光路控制和整形用的光学镜片等。在平台上还设置有导轨5，所述镜头滑动连接于导轨上，该导轨与滚筒的成像面垂直，且与镜头的光学轴平行。在镜头旁边设置有驱动镜头移动的电机3，该电机转轴上连接有螺杆7，螺杆上设有螺母8，该螺母与镜头相固定，所述螺杆、螺母和导轨共同组成了镜头移动机构，在镜头移动机构上还可以设置减速装置和消除间隙装置。平台上还设置有控制模块10，该控制模块为以单片机为核心的控制电路，所述电机与控制模块电连接。在镜头上设有一距离检测装置9，该距离检测装置通过刚性构件6与镜头4相固定。所述距离检测装置电连接到控制模块上。

实施例2：

本实用新型还可以采用另一种方式，所述光学扫描平台11上设置与上个实施例一样，其中电机与镜头之间不是采用螺杆和螺母所组成的镜头移动机构，而是是采用连杆机构构成镜头移动机构。

当然本实用新型的镜头移动机构还可以采用其他可以用驱动镜头轴向移动的机构，如齿轮加齿条的结构，也可以采用凸轮机构等。

如图2所示，电路开始工作后，在单片机14的控制下，首先用距离检测装置9(工业用的传感器)测量镜头4和滚筒1表面的距离，产生4～20mA或1～5V的标准电信号，然后用模数转换电路15将这个测量信号转换为数字量，单片机14根据机械***的传动比等参数将这个数字量换算成步进电机的步进脉冲数，驱动步进电机13转动相应的角度，在传动机构12的带动下，镜头4便可移动到所需的位置。

Claims (9)

1.一种能自动调整镜头焦距的电脑制版设备，所述电脑制版设备包括光学扫描平台和滚筒，在光学扫描平台上设有成像用光源、成像镜头，其特征在于：所述光学扫描平台(1)上设有与控制模块(10)电连接的距离检测装置(9)，所述距离检测装置与镜头(4)相连，所述镜头设置在导轨(5)上，所述镜头(4)与控制镜头移动的电机(3)相连，所述电机与控制模块(10)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种能自动调整镜头焦距的电脑制版设备，其特征是在电机(3)转轴上连接有螺杆(7)，螺杆上设有螺母(8)，该螺母与镜头(4)相固定。

3.根据权利要求1所述的一种能自动调整镜头焦距的电脑制版设备，其特征是所述距离检测装置(9)通过刚性构件(6)与镜头(4)相固定。

4.根据权利要求1所述的一种能自动调整镜头焦距的电脑制版设备，其特征是所述距离检测装置(9)与镜头(4)的光轴处于同一高度。

5.根据权利要求1所述的一种能自动调整镜头焦距的电脑制版设备，其特征是所述镜头(4)的移动方向与成像表面垂直或成一定的角度。

6.根据权利要求1所述的一种能自动调整镜头焦距的电脑制版设备，其特征是所述光源(2)是激光器，包括气体激光器、固体激光器和半导体激光器。

7.根据权利要求5所述的一种能自动调整镜头焦距的电脑制版设备，其特征是所述光源(2)为若干个。

8.根据权利要求1所述的一种能自动调整镜头焦距的电脑制版设备，其特征是在电机上设有减速装置。

9.根据权利要求1所述的一种能自动调整镜头焦距的电脑制版设备，其特征是所述距离检测装置(9)是将距离转换为电信号的装置，包括光电式的，电磁式的，电容式的，接触式的和非接触式的。

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