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系统，从自动控制理 论可知，开环控制系统具有精度低，性能不稳定的缺点，如果由于干扰等 原因使控制系统产生了移动误差，那么这个误差将永远留在系统内部，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 系统就不能正常工作，必须用人工重新对系统进行调整，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，能够使光学系统的焦距精确而稳定，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，调焦系统磨损引起误差，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根据机械系统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。