CN105242489B - 一种自动调焦装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械自动化设备领域，公开了一种自动调焦装置，包括安装底面、设置在安装底面上的滑轨、调焦环和驱动机构，驱动机构包括调焦环驱动机构、第一驱动机构和第二驱动机构，调焦环驱动机构带动调焦环旋转，第一驱动机构驱动调焦环沿平行于安装底面方向移动，第二驱动机构驱动调焦环沿垂直于安装底面方向移动，第一驱动机构和第二驱动机构之间设有第一连接件，第二驱动机构与调焦环之间设有第二连接件；本发明中的调焦环采用聚醚醚酮树脂材料制成，有效避免了调焦过程中调焦环对待测摄像头的划伤或磕碰伤，通过驱动机构和传感器保证更高的位置精度和调焦精度，同时，通过自动化设备提高工作效率和缩短调焦时间。

Description

一种自动调焦装置及方法

技术领域

本发明涉及机械自动化设备领域，尤其涉及一种自动调焦装置及方法。

背景技术

目前，随着电子科技的发展，各种电子产品，如手机、笔记本电脑上的摄像头的需求量越来越多，对图像技术的依赖度越来越高，相机的像素值也越来越高，因此对摄像头拍摄图像的清晰度也要求更为严格，相应地对摄像头的产品质量也提出了更高的要求。

每个摄像头的光学镜头都有确定的焦距，也就是存在一个最佳的成像面。由于摄像头加工工艺和搬运等各种原因，摄像头的感光器可能会偏离这个最佳成像面，造成摄像头成像不佳，因此需要对摄像头进行焦距调节。

现有调焦机构在安装时与其它固定轴线的同轴精度难以确定，并且存在装调难度大、调焦误差大的问题，同时，目前调焦机构中使用的调焦环有些采用不锈钢材质，由于不锈钢硬度较高，极容易造成摄像头模组表面划伤或磕碰伤等缺陷，造成一定的经济损失，还有些调焦环采用塑料材质，由于塑料耐热性差且易于老化或变形，需要频繁进行更换，不利于提高生产效率和节约成本。

综上所述，有必要设计一种自动调焦装置及方法采用新型材料制成的调焦环避免对摄像头模组的划伤和磕碰伤等缺陷的产生，此外，通过驱动机构和传感器保证更高的位置精度和调焦精度，同时，通过自动化设备提高工作效率和缩短调焦时间。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种自动调焦装置及方法，采用聚醚醚酮树脂材料制成的调焦环避免对待测摄像头的划伤和磕碰伤等缺陷的产生，此外，通过驱动机构和传感器保证更高的位置精度和调焦精度，同时，自动化设备的使用也大大提高了工作效率，缩短了调焦时间。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种自动调焦装置，包括安装底面、设置在安装底面上的滑轨、调焦环和驱动机构，

所述驱动机构包括调焦环驱动机构、第一驱动机构和第二驱动机构，所述调焦环驱动机构带动所述调焦环旋转，所述第一驱动机构驱动所述调焦环沿平行于安装底面方向移动，所述第二驱动机构驱动所述调焦环沿垂直于安装底面方向移动，所述第一驱动机构安装在所述滑轨上，所述第一驱动机构能够沿所述滑轨往复滑动，所述第一驱动机构和所述第二驱动机构之间设有第一连接件，所述第一连接件将所述第二驱动机构固定在所述第一驱动机构上方，所述第二驱动机构与所述调焦环之间设有第二连接件，所述第二连接件将所述调焦环固定在所述第二驱动机构上方。

优选地，所述调焦装置还包括同步带和同步轮，所述同步带一端绕过所述调焦环驱动机构，所述同步带另一端绕过所述同步轮，所述调焦环驱动机构驱动所述同步带和所述同步轮转动。

具体地，所述同步轮中心位置设有通孔，所述调焦环安装在所述同步轮的通孔上。

优选地，所述滑轨上设有滑槽，所述第一驱动机构在所述滑槽内往复滑动。

优选地，所述第一驱动机构上设有第一传感器，所述第一传感器用于监测所述调焦环沿平行于安装底面方向的移动，所述第二驱动机构上设有第二传感器，所述第二传感器用于监测所述调焦环沿垂直于安装底面方向的移动。

具体地，所述同步轮与所述调焦环之间采用可拆卸连接。

详细地，所述调焦环驱动机构为电机，所述电机能够正转和反转。

详细地，所述第一驱动机构为三轴气缸，所述第一传感器安装在所述三轴气缸槽内，所述第二驱动机构为无杆气缸。

进一步地，所述调焦环采用聚醚醚酮树脂材料制成。

同时，本发明还提供了一种自动调焦方法，利用上述所述的自动调焦装置对待测摄像头进行调焦，该方法包括以下步骤：

S1、第一驱动机构带动调焦环沿平行于安装底面方向移动，调焦环移动至待测摄像头正上方；

S2、第二驱动机构带动调焦环沿垂直于安装底面方向移动，使调焦环卡住待测摄像头；

S3、调焦环驱动机构带动调焦环旋转，对待测摄像头进行调焦，直至调焦完成；

S4、第二驱动机构带动调焦环沿垂直于安装底面方向远离待测摄像头；

S5、第一驱动机构带动调焦环沿平行于安装底面方向远离待测摄像头。

本发明的一种自动调焦装置及方法，具有如下有益效果：

1.本发明的一种自动调焦装置中调焦环采用聚醚醚酮树脂材料加工而成，该材料机械性能优异、耐磨性好能够长期使用节约成本，另外，聚醚醚酮树脂具有出众的滑动特性，适用于严格要求低摩擦系数的工作情况，本装置用于对待测摄像头进行调焦，在调焦过程中需要将调焦环与待测摄像头的花瓣紧密接触，因此对调焦环材质要有严格的要求，不得划伤或损伤待测摄像头，本装置采用聚醚醚酮树脂材料制成的调焦环能够很好的保护待测摄像头，避免调焦过程中划伤待测摄像头或者由于长时间使用导致调焦环磨损。

2.本发明的一种自动调焦装置中采用调焦环驱动机构、第一驱动机构和第二驱动机构和传感器共同监测调焦环的移动，自动化程度高，调焦精确度高。

3.本发明的一种自动调焦装置中同步轮和调焦环之间采用可拆卸连接，具有结构简单、连接可靠、装拆方便等优点。

4.本发明的一种自动调焦装置及方法具有调焦过程稳定、工作效率高、调焦时间短等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本发明一种自动调焦装置的实施例结构示意图一；

图2是本发明一种自动调焦装置的实施例结构示意图二；

图中：1-调焦环，2-调焦环驱动机构，3-同步带，4-同步轮，5-第一驱动机构，6-第二驱动机构，7-滑轨。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在一个实施例中，如图1和图2所示，本发明提供了一种自动调焦装置，该装置包括安装底面、设置在安装底面上的滑轨7、调焦环1和驱动机构，所述驱动机构包括调焦环驱动机构2、第一驱动机构5和第二驱动机构6，所述调焦环驱动机构2带动所述调焦环1旋转，所述第一驱动机构5驱动所述调焦环1沿平行于安装底面方向移动，所述第二驱动机构6驱动所述调焦环1沿垂直于安装底面方向移动，所述第一驱动机构5安装在所述滑轨7上，所述滑轨7上设有滑槽，所述第一驱动机构5在所述滑槽内往复滑动，所述第一驱动机构5和所述第二驱动机构6之间设有第一连接件，所述第一连接件将所述第二驱动机构6固定在所述第一驱动机构5上方，所述第二驱动机构6与所述调焦环1之间设有第二连接件，所述第二连接件将所述调焦环1固定在所述第二驱动机构6上方。

所述调焦装置还包括同步带3和同步轮4，所述同步带3一端绕过所述调焦环驱动机构2，所述同步带3另一端绕过所述同步轮4，所述调焦环驱动机构2驱动所述同步带3和所述同步轮4转动，所述同步轮4中心位置设有通孔，所述调焦环1安装在所述同步轮4的通孔上，其中，所述同步轮4的通孔呈锥形通孔，该锥形通孔的大开口朝上，所述同步轮4与所述调焦环1之间采用可拆卸连接，不仅装拆方便而且连接可靠。

所述第一驱动机构5上设有第一传感器，所述第一传感器用于监测所述调焦环1沿平行于安装底面方向的移动，所述第二驱动机构6上设有第二传感器，所述第二传感器用于监测所述调焦环1沿垂直于安装底面方向的移动，本装置采用自动化控制，调焦时间短且调焦精度高。

本实施例中，所述调焦环驱动机构2为电机，所述电机能够正转和反转，所述第一驱动机构5为三轴气缸，所述第一传感器安装在所述三轴气缸槽内，所述第二驱动机构6为无杆气缸，所述调焦环1采用聚醚醚酮树脂材料制成，聚醚醚酮树脂具有出众的滑动特性，本装置在调焦过程中调焦环与待测摄像头的花瓣紧密接触，因此要求调焦环与待测摄像头的花瓣之间具有低摩擦系数，防止划伤或损伤待测摄像头。

本发明实施例中的自动调焦装置具体工作过程如下：首先，三轴气缸开启并将调焦环1沿平行于安装底面方向移动至待测摄像头正上方，三轴气缸关闭，其次，无杆气缸开启并将调焦环1沿垂直于安装底面方向移动至与待测摄像头紧密接触，此时调焦环1与待测摄像头的花瓣卡合，无杆气缸关闭，然后，电机开启，通过电机的正转和反转驱动同步带3和同步轮4转动，本实施例中调焦环1固定安装在同步轮4上，从而实现同步轮4带动调焦环1旋转，对待测摄像头进行调焦，直至调焦完成，电机关闭，再次，无杆气缸第二次开启并带动调焦环1沿垂直于安装底面方向远离待测摄像头，无杆气缸关闭，最后，三轴气缸第二次开启并带动调焦环1沿平行于安装底面方向远离待测摄像头，三轴气缸关闭，自动调焦过程结束。

相应地，本发明还提供了一种自动调焦方法，采用上述所述的自动调焦装置对待测摄像头进行调焦，所述方法包括以下步骤：

S1、第一驱动机构5开启，第一驱动机构5带动调焦环1沿平行于安装底面方向移动，调焦环1移动至待测摄像头正上方后，第一驱动机构5关闭；

S2、第二驱动机构6开启，第二驱动机构6带动调焦环1沿垂直于安装底面方向移动，使调焦环1与待测摄像头的花瓣卡合后，第二驱动机构6关闭；

S3、调焦环驱动机构2开启，调焦环驱动机构2带动调焦环1旋转，对待测摄像头进行调焦，直至调焦完成，调焦环驱动机构2关闭；

S4、第二驱动机构6再次开启，第二驱动机构6带动调焦环1沿垂直于安装底面方向远离待测摄像头，第二驱动机构6关闭；

S5、第一驱动机构5再次开启，第一驱动机构5带动调焦环1沿平行于安装底面方向远离待测摄像头，第一驱动机构5关闭。

本发明的一种自动调焦装置及方法，具有如下有益效果：

1.本发明的一种自动调焦装置中调焦环采用聚醚醚酮树脂材料加工而成，该材料机械性能优异、耐磨性好能够长期使用节约成本，另外，聚醚醚酮树脂具有出众的滑动特性，适用于严格要求低摩擦系数的工作情况，本装置用于对待测摄像头进行调焦，在调焦过程中需要将调焦环与待测摄像头的花瓣紧密接触，因此对调焦环材质要有严格的要求，不得划伤或损伤待测摄像头，本装置采用聚醚醚酮树脂材料制成的调焦环能够很好的保护待测摄像头，避免调焦过程中划伤待测摄像头或者由于长时间使用导致调焦环磨损。

2.本发明的一种自动调焦装置中采用调焦环驱动机构、第一驱动机构和第二驱动机构和传感器共同监测调焦环的移动，自动化程度高，调焦精确度高。

3.本发明的一种自动调焦装置中同步轮和调焦环之间采用可拆卸连接，具有结构简单、连接可靠、装拆方便等优点。

4.本发明的一种自动调焦装置及方法具有调焦过程稳定、工作效率高、调焦时间短等优点。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种自动调焦装置，包括安装底面和设置在安装底面上的滑轨(7)，其特征在于，包括同步带(3)、同步轮(4)、调焦环(1)和驱动机构，

所述同步带(3)一端绕过所述调焦环驱动机构(2)，所述同步带(3)另一端绕过所述同步轮(4)，所述驱动机构包括调焦环驱动机构(2)、第一驱动机构(5)和第二驱动机构(6)，所述调焦环驱动机构(2)带动所述调焦环(1)、同步带(3)和同步轮(4)旋转，所述第一驱动机构(5)驱动所述调焦环(1)沿平行于安装底面方向移动，所述第一驱动机构(5)上设有第一传感器，所述第一传感器用于监测所述调焦环(1)沿平行于安装底面方向的移动，所述第二驱动机构(6)驱动所述调焦环(1)沿垂直于安装底面方向移动，所述第二驱动机构(6)上设有第二传感器，所述第二传感器用于监测所述调焦环(1)沿垂直于安装底面方向的移动，

所述第一驱动机构(5)安装在所述滑轨(7)上，所述第一驱动机构(5)能够沿所述滑轨(7)往复滑动，

所述第一驱动机构(5)和所述第二驱动机构(6)之间设有第一连接件，所述第一连接件将所述第二驱动机构(6)固定在所述第一驱动机构(5)上方，

所述第二驱动机构(6)与所述调焦环(1)之间设有第二连接件，所述第二连接件将所述调焦环(1)固定在所述第二驱动机构(6)上方，

所述同步轮(4)中心位置设有通孔，所述调焦环(1)安装在所述同步轮(4)的通孔上，所述调焦环(1)采用聚醚醚酮树脂材料制成。

2.根据权利要求1所述的自动调焦装置，其特征在于，所述滑轨(7)上设有滑槽，所述第一驱动机构(5)在所述滑槽内往复滑动。

3.根据权利要求1所述的自动调焦装置，其特征在于，所述同步轮(4)与所述调焦环(1)之间采用可拆卸连接。

4.根据权利要求1或3所述的自动调焦装置，其特征在于，所述调焦环驱动机构(2)为电机，所述电机能够正转和反转。

5.根据权利要求1所述的自动调焦装置，其特征在于，所述第一驱动机构(5)为三轴气缸，所述第一传感器安装在所述三轴气缸槽内，所述第二驱动机构(6)为无杆气缸。

6.一种自动调焦方法，其特征在于，利用权利要求1-5中任意一项所述的自动调焦装置对待测摄像头进行调焦，该方法包括以下步骤：

S1、第一驱动机构(5)带动调焦环(1)沿平行于安装底面方向移动，调焦环(1)移动至待测摄像头正上方；

S2、第二驱动机构(6)带动调焦环(1)沿垂直于安装底面方向移动，使调焦环(1)卡住待测摄像头；

S3、调焦环驱动机构(2)带动调焦环(1)旋转，对待测摄像头进行调焦，直至调焦完成；

S4、第二驱动机构(6)带动调焦环(1)沿垂直于安装底面方向远离待测摄像头；

S5、第一驱动机构(5)带动调焦环(1)沿平行于安装底面方向远离待测摄像头。