專利名稱：自動對焦機(jī)構(gòu)及光學(xué)影像采集設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種對焦機(jī)構(gòu)，尤指一種自動對焦機(jī)構(gòu)。
技術(shù)背景目前光學(xué)影像采集設(shè)備的對焦方式大多采用成像平面(焦平面)固定，使用鏡頭內(nèi)鏡片的位移來實現(xiàn)影像的對焦。在這種對焦方式中鏡頭內(nèi)的鏡片沿光軸水平移動來改變鏡片于成像平面的距離實現(xiàn)對焦，成像平面在機(jī)身內(nèi)相對位置始終固定不變，其成像平面不參與影像的對焦，只實現(xiàn)成像。該對焦方式需要在包含多片鏡片的鏡頭內(nèi)實現(xiàn)鏡片的聯(lián)動位移，使得鏡頭的設(shè)計制作工藝極其的復(fù)雜，對于國內(nèi)光學(xué)影像設(shè)備的設(shè)計和生產(chǎn)帶來極大的發(fā)展阻力。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，而提供一種自動對焦機(jī)構(gòu)及光學(xué)影像采集設(shè)備，實現(xiàn)了利用焦平面位移來改變鏡片與成像平面的距離實現(xiàn)影像的對焦，具有結(jié)構(gòu)簡單、通用性強(qiáng)、簡化鏡頭結(jié)構(gòu)的優(yōu)點。實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是本實用新型的一種自動對焦機(jī)構(gòu)，包括一成像平面；—傳動組件，所述成像平面與所述傳動組件傳動連接；一對焦處理器，所述對焦處理器與所述成像平面和所述傳動組件保持電連接。上述成像平面通過一框架架設(shè)于所述傳動組件上。上述傳動組件包括一底座、分別架設(shè)于所述底座兩側(cè)的絲桿與導(dǎo)桿以及一固定于所述底座的驅(qū)動器，所述框架的第一端通過所述絲桿與所述驅(qū)動器保持傳動連接，所述框架的第二端滑設(shè)于所述導(dǎo)桿上。上述成像平面為CXD圖像傳感器或CMOS圖像傳感器。一種設(shè)置有如上述自動對焦機(jī)構(gòu)的光學(xué)影像采集設(shè)備。上述對焦機(jī)構(gòu)的成像平面垂直于鏡頭的光軸。此時，光學(xué)影像采集設(shè)備的自動對焦機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)可趨于最簡化。上述成像平面和鏡頭之間固設(shè)有一反光鏡，通過所述反光鏡將通過所述鏡頭的光線反射在所述成像平面上，所述傳動組件驅(qū)動所述成像平面沿所述反射光線方向移動對焦。此時，可根據(jù)光學(xué)影像采集設(shè)備本身的結(jié)構(gòu)決定反光鏡與傳動組件的位置，并使實現(xiàn)光學(xué)影像采集設(shè)備的厚度趨于最小化。本實用新型由于采用了以上技術(shù)方案，使其具有以下有益效果是實現(xiàn)了通過改變成像平面位置來改變鏡片與成像平面之間的距離從而達(dá)到影像的對焦；穿設(shè)于框架通孔中的導(dǎo)桿保證了驅(qū)動器傳動時框架不會發(fā)生水平位移，保證了框架的沿軸運(yùn)動，避免了成像平面偏移而可能產(chǎn)生的對焦誤差；而對焦處理器的采用實現(xiàn)了合焦位置的快速精確判斷，同時實現(xiàn)了對焦的自動化，具有結(jié)構(gòu)簡單、通用性強(qiáng)、簡化鏡頭結(jié)構(gòu)的優(yōu)點。

圖I為本實用新型實施例I和實施例2的自動對焦機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型實施例2的光學(xué)影像采集設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型實施例3的自動對焦機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型實施例I的自動對焦方法的對焦過程示意圖；圖5為本實用新型實施例3的自動對焦方法的對焦過程示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。實施例I :請參閱圖1，本實用新型的一種成像平面自動對焦機(jī)構(gòu)，緊固于光學(xué)影像采集設(shè)備的機(jī)殼內(nèi)，光學(xué)影像采集設(shè)備可以是相機(jī)、攝像機(jī)、監(jiān)視器等，包括成像平面I采用CCD圖像傳感器或CMOS圖像傳感器，通過一框架7的第一連接端71和第二連接端72架設(shè)于傳動組件上，并與傳動組件傳動連接。第一連接端71為一內(nèi)壁形成傳動螺紋的軸套，第二連接端72形成有一通孔。傳動組件包括一底座5、分別架設(shè)于底座5兩側(cè)的絲桿4與導(dǎo)桿6以及一固定于底座5的驅(qū)動器3，驅(qū)動器3采用電機(jī)，框架7的第一端71通過絲桿4與驅(qū)動器3保持傳動連接，框架7的第二端72滑設(shè)于導(dǎo)桿6上。絲桿4穿設(shè)于底座5第一端51和框架7的第一連接端71內(nèi)，且絲桿4外螺紋與第一連接端71內(nèi)壁的傳動螺紋嚙合；導(dǎo)桿6穿設(shè)于底座5第二端52和與框架7的第二連接端72內(nèi)，使得框架7與導(dǎo)桿6滑動連接。一對焦處理器2，對焦處理器2與成像平面I和驅(qū)動器3保持電連接。請參閱圖4，一種設(shè)置有該自動對焦機(jī)構(gòu)的照相機(jī)，其中對焦機(jī)構(gòu)的成像平面I垂直于鏡頭9的光軸。在選定目標(biāo)物體8后，對目標(biāo)物體8進(jìn)行自動對焦時，通過驅(qū)動一成像平面I的移動來實現(xiàn)對焦首先，目標(biāo)物體8的實時光信號通過鏡頭9后直接投射在成像平面I上，成像平面I接收鏡頭9光軸上目標(biāo)物體8的實時光信號并將光信號轉(zhuǎn)換為電信號發(fā)送至一對焦處理器2 ;然后，對焦處理器2接收電信號，并根據(jù)預(yù)置算法計算出目標(biāo)物體8的合焦位置；之后，對焦處理器2向驅(qū)動器3發(fā)送傳動指令，驅(qū)動器3啟動，傳動絲桿4，驅(qū)動成像平面I沿光軸的方向移動至合焦位置，完成對焦。實施例2 請參閱圖1，本實用新型的一種成像平面自動對焦機(jī)構(gòu)，緊固于光學(xué)影像采集設(shè)備的機(jī)殼內(nèi)，光學(xué)影像采集設(shè)備可以是相機(jī)、攝像機(jī)、監(jiān)視器等，包括成像平面I采用CCD圖像傳感器或CMOS圖像傳感器，通過一框架7的第一連接端71和第二連接端72架設(shè)于傳動組件上，并與傳動組件傳動連接。第一連接端71為一內(nèi)壁形成傳動螺紋的軸套，第二連接端72為一通孔。[0032]傳動組件包括一底座5、分別架設(shè)于底座5兩側(cè)的絲桿4與導(dǎo)桿6以及一固定于底座5的驅(qū)動器3，驅(qū)動器3采用步進(jìn)馬達(dá)，框架7的第一端71通過絲桿4與驅(qū)動器3保持傳動連接，框架7的第二端72滑設(shè)于導(dǎo)桿6上。絲桿4穿設(shè)于底座5第一端51和框架7的第一連接端71內(nèi)，且絲桿4外螺紋與第一連接端71內(nèi)壁的傳動螺紋嚙合；導(dǎo)桿6穿設(shè)于底座5第二端52和與框架7的第二連接端72內(nèi)，使得框架7與導(dǎo)桿6滑動連接。一對焦處理器2，對焦處理器2與成像平面I和傳動組件保持電連接。請參閱圖2，一種設(shè)置有該自動對焦機(jī)構(gòu)的光學(xué)影像采集設(shè)備，其中對焦機(jī)構(gòu)的成像平面I平行于鏡頭9的光軸。成像平面I和鏡頭6之間固設(shè)有一與光軸成四十五度夾角的反光鏡10，使得通過鏡頭9的光線在反光鏡10的作用下折轉(zhuǎn)九十度后完整投射在成像平面I上，并通過傳動組件驅(qū)動成像平面I沿反射光線方向移動對焦。在選定目標(biāo)物體8后，對目標(biāo)物體8進(jìn)行自動對焦時，通過驅(qū)動一成像平面I的移動來實現(xiàn)對焦首先，目標(biāo)物體8的實時光信號通過鏡頭9后經(jīng)過一與光軸成四十五度夾角的反光鏡10折轉(zhuǎn)九十度后完整地反射至成像平面I上，成像平面I接收鏡頭9光軸上目標(biāo)物體8的實時光信號并將光信號轉(zhuǎn)換為電信號發(fā)送至一對焦處理器2 ;然后，對焦處理器2接收電信號，并根據(jù)預(yù)置算法計算出目標(biāo)物體8的合焦位置；之后，對焦處理器2向驅(qū)動器3發(fā)送傳動指令，驅(qū)動器3啟動，傳動絲桿4，驅(qū)動成像平面I沿成像平面沿反射光線方向傳動至合焦位置，完成對焦。在該實施例中，不同于實施例I中成像平面I沿光軸方向移動對焦，經(jīng)過反光鏡10的反射，成像平面I可以沿照相機(jī)的長度方向移動來進(jìn)行對焦，這樣可以實現(xiàn)照相機(jī)的厚度趨于最小化。且，在本實施例中成像平面I是沿垂直于光軸的方向移動，也可以根據(jù)光學(xué)影像采集設(shè)備本身的形狀來調(diào)整反光鏡10與成像平面I的角度，使成像平面I沿其他軌跡移動來實現(xiàn)對焦。實施例3 請參閱圖3，本實用新型的一種成像平面自動對焦機(jī)構(gòu)，緊固于光學(xué)影像采集設(shè)備的機(jī)殼內(nèi)，光學(xué)影像采集設(shè)備可以是相機(jī)、攝像機(jī)、監(jiān)視器等，包括成像平面I采用CXD圖像傳感器或CMOS圖像傳感器，通過一框架7的第一連接端71和第二連接端72架設(shè)于傳動組件上，并與傳動組件傳動連接。第一連接端71為一內(nèi)壁形成傳動螺紋的軸套，第二連接端72為一通孔。傳動組件包括一底座5、分別架設(shè)于底座5兩側(cè)及中部的導(dǎo)桿6和磁軌31以及一驅(qū)動器3，驅(qū)動器3采用直線電機(jī)，直線電機(jī)套設(shè)于磁軌31外且與磁軌31磁性連接，框架7與直線電機(jī)緊固連接，且框架7的底部兩端滑設(shè)于導(dǎo)桿6上。一對焦處理器2，對焦處理器2與成像平面I和傳動組件保持電連接。請參閱圖3、圖5,在選定目標(biāo)物體8后,對目標(biāo)物體8進(jìn)行自動對焦時,通過驅(qū)動一成像平面I的移動來實現(xiàn)對焦首先，目標(biāo)物體8的實時光信號通過鏡頭9后直接投射在成像平面I上，成像平面I接收鏡頭9光軸上目標(biāo)物體8的實時光信號并將光信號轉(zhuǎn)換為電信號發(fā)送至一對焦處理器2 ;然后，對焦處理器2接收電信號，并根據(jù)預(yù)置算法計算出目標(biāo)物體8的合焦位置；之后，對焦處理器2向驅(qū)動器3發(fā)送傳動指令，驅(qū)動器3為一直線電機(jī)，該直線電機(jī)沿磁軌31、移動，同時帶動成像平面I沿光軸的方向移動至合焦位置，完成對焦。由于直線電機(jī)的采用，使本實施例中的成像平面自動對焦機(jī)構(gòu)對焦速度快、精度高且結(jié)構(gòu)簡單。以上結(jié)合附圖實施例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員 可根據(jù)上述說明對本實用新型做出種種變化例。因而，實施例中的某些細(xì)節(jié)不應(yīng)構(gòu)成對本實用新型的限定，本實用新型將以所附權(quán)利要求書界定的范圍作為本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種自動對焦機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括 一成像平面； 一傳動組件，所述成像平面與所述傳動組件傳動連接； 一對焦處理器，所述對焦處理器與所述成像平面和所述傳動組件保持電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自動對焦機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述成像平面通過一框架架設(shè)于所述傳動組件上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動對焦機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述傳動組件包括一底座、分別架設(shè)于所述底座兩側(cè)的絲桿與導(dǎo)桿以及一固定于所述底座的驅(qū)動器，所述框架的第一端通過所述絲桿與所述驅(qū)動器保持傳動連接，所述框架的第二端滑設(shè)于所述導(dǎo)桿上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自動對焦機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述成像平面為CCD圖像傳感器或CMOS圖像傳感器。
5.一種設(shè)置有如權(quán)利要求I 4中任一項所述自動對焦機(jī)構(gòu)的光學(xué)影像采集設(shè)備。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)影像采集設(shè)備，其特征在于，所述對焦機(jī)構(gòu)的成像平面垂直于鏡頭的光軸。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)影像采集設(shè)備，其特征在于， 所述成像平面和鏡頭之間固設(shè)有一反光鏡，通過所述反光鏡將通過所述鏡頭的光線反射在所述成像平面上，并通過所述傳動組件驅(qū)動所述成像平面沿所述反射光線方向移動對焦。
專利摘要本實用新型公開了一種自動對焦機(jī)構(gòu)，包括一成像平面；一傳動組件，所述成像平面與所述傳動組件傳動連接；一對焦處理器，所述對焦處理器與所述成像平面和所述傳動組件保持電連接。由于采用了本實用新型的一種自動對焦機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)了利用焦平面位移來改變鏡片與成像平面的距離實現(xiàn)影像的對焦，具有結(jié)構(gòu)簡單、通用性強(qiáng)、簡化鏡頭結(jié)構(gòu)的優(yōu)點。
文檔編號G03B13/36GK202362566SQ20112037280
公開日2012年8月1日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月31日
發(fā)明者凌大剛, 周文亮 申請人:凌大剛, 周文亮