專利名稱：一種光學(xué)對(duì)焦及自動(dòng)對(duì)焦的機(jī)械系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種光學(xué)對(duì)焦及自動(dòng)對(duì)焦的機(jī)械系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及高像素的微型對(duì)焦系統(tǒng)，更具體來說是一種用于 高像素手機(jī)鏡頭的光學(xué)對(duì)焦及自動(dòng)對(duì)焦的機(jī)械系統(tǒng)。背景技術(shù)：
目前市場(chǎng)上銷售的照相手機(jī)用數(shù)碼鏡頭，主要是3 0萬、13 0 萬像素的鏡頭，比較高檔的照相手機(jī)，配置有2 0 0萬甚至3 0 0萬 像素的數(shù)碼鏡頭，這類鏡頭由于沒有對(duì)焦功能，為了保證不同距離景 物的拍攝影像不能有太大的差異，在光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，就不能滿足拍 攝像質(zhì)的明亮度和對(duì)比度。對(duì)于拍攝近距離的景物，由于沒有對(duì)焦系 統(tǒng)和變焦系統(tǒng)，景物影像就會(huì)模糊不清。但是，現(xiàn)在市場(chǎng)上流行的照 相手機(jī)用的定焦鏡頭拍照手機(jī)，對(duì)于拍攝較近或較遠(yuǎn)的物體，由于其 沒有變焦功能，物體就會(huì)顯得模糊而像面分辨不清楚，所拍攝的相片 像質(zhì)無論是整體的清晰度、明亮度還是像面的對(duì)比度再加上拍攝距離 的限制，效果都不是很理想。照相手機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)是數(shù)碼鏡頭由低像 質(zhì)到高像質(zhì)，由定焦數(shù)碼鏡頭到對(duì)焦數(shù)碼鏡頭，由對(duì)焦鏡頭到光學(xué)變 焦數(shù)碼鏡頭，而現(xiàn)有的照相手機(jī)都沒有此項(xiàng)功能。
為解決上述所存在的問題，本實(shí)用新型作出有益的改進(jìn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)不足，而提供一種結(jié)構(gòu)小 巧、可實(shí)現(xiàn)光學(xué)對(duì)焦及自動(dòng)對(duì)焦的機(jī)械系統(tǒng)。
為了解決上述存在的技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用下列技術(shù)方案-一種光學(xué)對(duì)焦及自動(dòng)對(duì)焦機(jī)械系統(tǒng)，包括有起支撐定位作用的固 定筒凸輪筒和第一、二、三群框以及外殼和馬達(dá)組，該馬達(dá)組包括有 調(diào)焦馬達(dá)和變焦馬達(dá)，其特征在于所述第一、二群框設(shè)置在固定筒 里，所述的凸輪筒套在固定筒上，所述第一、二群框由凸輪筒和固定 筒限位并導(dǎo)向，所述第三群框的一端設(shè)在固定筒里，另一端定伸出固 定筒與調(diào)焦馬達(dá)連接并由調(diào)焦馬達(dá)帶動(dòng)上、下移動(dòng)，所述的變焦馬達(dá) 帶動(dòng)凸輪筒轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪筒的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)第一、二群框作相對(duì)的上、下移 動(dòng)；
如上所述的一種光學(xué)對(duì)焦及自動(dòng)對(duì)焦機(jī)械系統(tǒng)，其特征在于所 述的第一、二群框的框下沿分別設(shè)有第一、第二導(dǎo)軸組，在所述的凸 輪筒內(nèi)表面開有第一、第二變焦曲線槽組，在固定筒的筒壁上開有第 一、第二直線槽組，所述第一群框的第一導(dǎo)軸組穿過固定筒上的第一 直線槽組進(jìn)入凸輪筒上相對(duì)應(yīng)的第一變焦曲線槽組里，所述第二群框 的第二導(dǎo)軸組穿過固定筒上的第二直線槽組進(jìn)入凸輪筒上相對(duì)應(yīng)的 第二變焦曲線槽里；
如上所述的一種光學(xué)對(duì)焦及自動(dòng)對(duì)焦機(jī)械系統(tǒng)，其特征在于所 述的第三群框設(shè)有一個(gè)定位孔和一個(gè)螺紋孔，定位孔由軸定位在固定 筒上，螺紋孔和調(diào)焦馬達(dá)上的螺桿相配合；
如上所述的一種光學(xué)對(duì)焦及自動(dòng)對(duì)焦機(jī)械系統(tǒng)，其特征在于所 述的凸輪筒的外部下端設(shè)有齒圈，所述的變焦馬達(dá)還設(shè)有起傳動(dòng)變速 作用的齒輪組，使設(shè)在變焦馬達(dá)軸上的馬達(dá)齒輪通過中間的傳動(dòng)齒輪
作用下，由驅(qū)動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)凸輪筒上的齒圈，使凸輪筒轉(zhuǎn)動(dòng)并由此帶動(dòng) 第一、二群框作相對(duì)的上、下移動(dòng)；
如上所述的一種光學(xué)對(duì)焦及自動(dòng)對(duì)焦機(jī)械系統(tǒng)，其特征在于所 述凸輪筒的第一、第二變焦曲線槽組各自包括有三個(gè)均勻分布的變焦 曲線槽，第一、二群框的第一、第二導(dǎo)軸組，也各自包括有三個(gè)均勻 分布的導(dǎo)軸，各個(gè)導(dǎo)軸進(jìn)入相對(duì)應(yīng)的變焦曲線槽里；
如上所述的一種光學(xué)對(duì)焦及自動(dòng)對(duì)焦機(jī)械系統(tǒng)，其特征在于所 述的固定筒凸輪筒第一、二、三群框和馬達(dá)組組成的自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)和 光學(xué)變焦系統(tǒng)，該系統(tǒng)滿足以下條件對(duì)焦距離(AF)為7cm至無限 遠(yuǎn)；變焦范圍(f)^2.8。14.4mm;
如上所述的一種光學(xué)對(duì)焦及自動(dòng)對(duì)焦機(jī)械系統(tǒng)，其特征在于變 焦馬達(dá)上的齒輪組的材質(zhì)為塑膠。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)-
由于本實(shí)用新型采用固定筒、凸輪筒和第一、二、三群框以及馬
達(dá)組組成，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)和光學(xué)變焦系統(tǒng)，優(yōu)點(diǎn)如下
1) 解決高像素微型手機(jī)鏡頭光學(xué)變焦及自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；
2) 凸輪筒采用特殊的凸輪機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)鏡頭光學(xué)變焦動(dòng)作的精準(zhǔn)性 的問題以及重復(fù)精度高、精度可靠、尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)；
3) 解決鏡頭調(diào)焦的問題，7cm至無限遠(yuǎn)距離景物可對(duì)焦拍攝；
4) 解決鏡頭重復(fù)的光學(xué)變焦及自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)精度的可靠性；
5) 解決光學(xué)變焦及自動(dòng)對(duì)焦鏡頭的微型化。
圖3是本實(shí)用新型除去外殼的立體圖； 圖4是本實(shí)用新型第一、二群框的立體圖； 圖5是本實(shí)用新型第一、二群框的爆炸圖； 圖6是本實(shí)用新型凸輪筒和第一群框的切去一角的立體圖； 圖7是本實(shí)用新型凸輪筒和第二群框的切去一角的立體圖； 圖8是本實(shí)用新型齒輪組的俯視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述 一種光學(xué)對(duì)焦及自動(dòng)對(duì)焦機(jī)械系統(tǒng)，包括有起支撐定位作用的固 定筒l、凸輪筒2和第一、二、三群框3、 4、 5以及外殼6和馬達(dá)組 7，該馬達(dá)組7包括有調(diào)焦馬達(dá)71和變焦馬達(dá)72，其均屬于微型高 精度步進(jìn)馬達(dá)，傳動(dòng)平穩(wěn)，定位準(zhǔn)確，可重復(fù)精度高，所述第一、二 群框3、 4設(shè)置在固定筒1里，所述的凸輪筒2套在固定筒1上，所 述第一、二群框3、 4由凸輪筒2和固定筒1限位并導(dǎo)向，所述第三 群框5的一端設(shè)在固定筒1里，另一端定伸出固定筒1與調(diào)焦馬達(dá) 71連接并由調(diào)焦馬達(dá)71帶動(dòng)上、下移動(dòng)，所述的變焦馬達(dá)72帶動(dòng) 凸輪筒2轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪筒2的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)第一、二群框3、 4作相對(duì)的上、 下移動(dòng)。
所述的第一、二群框3、 4的框下沿分別設(shè)有第一、第二導(dǎo)軸組 31、 41，在所述的凸輪筒2內(nèi)表面開有第一、第二變焦曲線槽組21、 22，在固定筒1的筒壁上開有第一、第二直線槽組11、 12，所述第 一群框3的第一導(dǎo)軸組31穿過固定筒1上的第一直線槽組11進(jìn)入凸
輪筒2上相對(duì)應(yīng)的第一變焦曲線槽組21里，所述第二群框4的第二 導(dǎo)軸組41穿過固定筒1上的第二直線槽組12進(jìn)入凸輪筒2上相對(duì)應(yīng) 的第二變焦曲線槽22里，第一、第二導(dǎo)軸組31、 41在第一、第二直 線槽組ll、 12里只能上、下移動(dòng)，當(dāng)凸輪筒2左右轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，第一、 第二導(dǎo)軸組31、 41在第一、第二變焦曲線槽組21、 22里隨著變焦曲 線槽的軌跡移動(dòng)，而且在第一、第二直線槽組ll、 12作用下，第一、 二群框3、 4作相對(duì)的上、下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)光學(xué)變焦功能；所述的第三 群框5設(shè)有一個(gè)定位孔51和一個(gè)螺紋孔52，定位孔51由軸8定位 在固定筒1上，螺紋孔52和調(diào)焦馬達(dá)71上的螺桿711相配合，當(dāng)調(diào) 焦馬達(dá)71轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在螺桿711的作用下，第三群框5的定位孔51由 軸8定位在固定筒1上，故第三群框5只能作上、下的移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自 動(dòng)對(duì)焦功能。
所述的凸輪筒2的外部下端設(shè)有齒圈23，所述的變焦馬達(dá)72還 設(shè)有起傳動(dòng)變速作用的齒輪組721，使設(shè)在變焦馬達(dá)72軸上的馬達(dá) 齒輪722通過中間的傳動(dòng)齒輪723作用下，由驅(qū)動(dòng)齒輪724驅(qū)動(dòng)凸輪 筒2上的齒圈23，使凸輪筒2轉(zhuǎn)動(dòng)并由此帶動(dòng)第一、二群框3、 4作 相對(duì)的上、下移動(dòng)，該齒輪組721具有高傳動(dòng)比---傳動(dòng)比高達(dá)24， 低噪音---噪聲低于40Db,高效率---效率達(dá)96%。所述凸輪筒2的第 一、第二變焦線槽組21、 22曲各自包括有三個(gè)均勻分布的變焦曲線 槽，第一、二群框3、 4的第一、第二導(dǎo)軸組31、 41，也各自包括有 三個(gè)均勻分布的導(dǎo)軸，各個(gè)導(dǎo)軸進(jìn)入相對(duì)應(yīng)的變焦曲線槽里，組成一 個(gè)傳動(dòng)平穩(wěn)，定位精準(zhǔn)的曲線導(dǎo)軌系統(tǒng)，在系統(tǒng)多段式光學(xué)變焦時(shí)，
保證了系統(tǒng)的光學(xué)變焦精度。
所述的固定筒l、凸輪筒2、第一、二、三群框3、 4、 5和馬達(dá) 組7組成的自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)和光學(xué)變焦系統(tǒng)，該系統(tǒng)滿足以下條件對(duì) 焦距離AF為7cm至無限遠(yuǎn)；變焦范圍(f)-2.8wl4.4mm。所述的變焦 馬達(dá)72上的齒輪組721的材質(zhì)為塑膠，塑膠齒輪具有低振動(dòng)的性能， 實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)平穩(wěn)。
本實(shí)用新型經(jīng)過系列的信賴性試驗(yàn)---高溫高濕試驗(yàn)(溫度80°C， 濕度95%-)，溫度循環(huán)試驗(yàn)(-30。C和70。C之間循環(huán)72小時(shí))，振動(dòng)試驗(yàn) (頻率10-50-10Hz，振幅2咖，時(shí)間30分鐘)，跌落試驗(yàn)(l. 5米高處跌 落)，作動(dòng)試驗(yàn)(2萬次的循環(huán)變焦和對(duì)焦)其系統(tǒng)精度不變,外觀無損傷。
光學(xué)變焦及自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)數(shù)位鏡頭與普通數(shù)位鏡頭對(duì)比如下表:
序號(hào)對(duì)比項(xiàng) 巨光學(xué)對(duì)焦系統(tǒng)數(shù)位鏡頭普通數(shù)位鏡頭
1像素300萬像素以上30-200萬像素
2照度像面整體均勻，明亮度高像面整體偏暗
3對(duì)比度像面銳利度高，色彩分明銳利度不好
4變焦3倍光學(xué)變焦無
5對(duì)焦微型步進(jìn)馬達(dá)自動(dòng)對(duì)焦無
6拍攝距7cm至無限遠(yuǎn)0. 7m-2m距離
離
權(quán)利要求1、一種光學(xué)對(duì)焦及自動(dòng)對(duì)焦機(jī)械系統(tǒng)，包括有起支撐定位作用的固定筒(1)、凸輪筒(2)和第一、二、三群框(3)、(4)、(5)以及外殼(6)和馬達(dá)組(7)，該馬達(dá)組(7)包括有調(diào)焦馬達(dá)(71)和變焦馬達(dá)(72)，其特征在于所述第一、二群框(3)、(4)設(shè)置在固定筒(1)里，所述的凸輪筒(2)套在固定筒(1)上，所述第一、二群框(3)、(4)由凸輪筒(2)和固定筒(1)限位并導(dǎo)向，所述第三群框(5)的一端設(shè)在固定筒(1)里，另一端定伸出固定筒(1)與調(diào)焦馬達(dá)(71)連接并由調(diào)焦馬達(dá)(71)帶動(dòng)上、下移動(dòng)，所述的變焦馬達(dá)(72)帶動(dòng)凸輪筒(2)轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪筒(2)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)第一、二群框(3)、(4)作相對(duì)的上、下移動(dòng)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種光學(xué)對(duì)焦及自動(dòng)對(duì)焦機(jī)械系統(tǒng)， 其特征在于所述的第一、二群框(3)、 (4)的框下沿分別設(shè)有第一、 第二導(dǎo)軸組(31)、 (41)，在所述的凸輪筒(2)內(nèi)表面開有第一、第 二變焦曲線槽組(21)、 (22)，在固定筒(1)的筒壁上開有第一、第 二直線槽組(11)、 (12)，所述第一群框(3)的第一導(dǎo)軸組(31)穿 過固定筒(1)上的第一直線槽組(11)進(jìn)入凸輪筒(2)上相對(duì)應(yīng)的 第一變焦曲線槽組(21)里，所述第二群框(4)的第二導(dǎo)軸組(41) 穿過固定筒(1)上的第二直線槽組(12)進(jìn)入凸輪筒(2)上相對(duì)應(yīng) 的第二變焦曲線槽(22)里。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種光學(xué)對(duì)焦及自動(dòng)對(duì)焦機(jī)械系統(tǒng)， 其特征在于所述的第三群框(5)設(shè)有一個(gè)定位孔(51)和一個(gè)螺 紋孔(52)，定位孔(51)由軸(8)定位在固定筒(1)上，螺紋孔 (52)和調(diào)焦馬達(dá)(71)上的螺桿(711)相配合。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種光學(xué)對(duì)焦及自動(dòng)對(duì)焦機(jī)械系 統(tǒng)，其特征在于所述的凸輪筒(2)的外部下端設(shè)有齒圈(23)，所 述的變焦馬達(dá)(72)還設(shè)有起傳動(dòng)變速作用的齒輪組(721)，使設(shè)在 變焦馬達(dá)(72)軸上的馬達(dá)齒輪(722)通過中間的傳動(dòng)齒輪(723) 作用下，由驅(qū)動(dòng)齒輪(724)驅(qū)動(dòng)凸輪筒(2)上的齒圈(23)，使凸 輪筒(2)轉(zhuǎn)動(dòng)并由此帶動(dòng)第一、二群框(3)、 (4)作相對(duì)的上、下 移動(dòng)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種光學(xué)對(duì)焦及自動(dòng)對(duì)焦機(jī)械系 統(tǒng)，其特征在于所述凸輪筒(2)的第一、第二變焦曲線槽組(21)、(22)各自包括有三個(gè)均勻分布的變焦曲線槽，第一、二群框(3)、 (4)的第一、第二導(dǎo)軸組(31)、 (41)，也各自包括有三個(gè)均勻分布 的導(dǎo)軸，各個(gè)導(dǎo)軸進(jìn)入相對(duì)應(yīng)的變焦曲線槽里。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種光學(xué)對(duì)焦及自動(dòng)對(duì)焦機(jī)械系統(tǒng)， 其特征在于所述的固定筒(1)、凸輪筒(2)、第一、二、三群框(3)、(4)、 (5)和馬達(dá)組(7)組成的自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)和光學(xué)變焦系統(tǒng)，該 系統(tǒng)滿足以下條件:對(duì)焦距離(AF)為7cm至無限遠(yuǎn);變焦范圍(f)二2. 8 。14. 4mm。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種光學(xué)對(duì)焦及自動(dòng)對(duì)焦機(jī)械系統(tǒng)， 其特征在于變焦馬達(dá)(72)上的齒輪組(721)的材質(zhì)為塑膠。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于高像素手機(jī)鏡頭的光學(xué)對(duì)焦及自動(dòng)對(duì)焦的機(jī)械系統(tǒng)。本實(shí)用新型旨在克服現(xiàn)有技術(shù)不足，而提供一種結(jié)構(gòu)小巧、可實(shí)現(xiàn)光學(xué)對(duì)焦及自動(dòng)對(duì)焦的機(jī)械系統(tǒng)。包括有起支撐定位作用的固定筒凸輪筒和第一、二、三群框以及外殼和馬達(dá)組，該馬達(dá)組包括有調(diào)焦馬達(dá)和變焦馬達(dá)，所述第一、二群框設(shè)置在固定筒里，所述的凸輪筒套在固定筒上，所述第一、二群框由凸輪筒和固定筒限位并導(dǎo)向，所述第三群框的一端設(shè)在固定筒里，另一端定伸出固定筒與調(diào)焦馬達(dá)連接并由調(diào)焦馬達(dá)帶動(dòng)上、下移動(dòng)，所述的變焦馬達(dá)帶動(dòng)凸輪筒轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪筒的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)第一、二群框作相對(duì)的上、下移動(dòng)。
文檔編號(hào)G02B7/09GK201000501SQ20072004775
公開日2008年1月2日 申請(qǐng)日期2007年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月20日
發(fā)明者李中杰, 肖明志, 邱盛平, 韋義壯 申請(qǐng)人:中山聯(lián)合光電科技有限公司