一種自動變焦機構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本裝置涉及透鏡組機構(gòu)變焦領域，尤其是涉及用來控制透鏡組焦距的一種自動變焦機構(gòu)。本實用新型所要解決的技術(shù)問題是：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種自動變焦機構(gòu)，采用步進電機搭配絲桿、滑塊的傳動方式，可以簡化變焦結(jié)構(gòu)，盡量減小鏡頭體積，滿足多種使用環(huán)境。本裝置包括驅(qū)動控制器、傳動機構(gòu)、固定機構(gòu)，所述控制驅(qū)動板接收端與上位機雙向連接，控制驅(qū)動板控制端與傳動機構(gòu)接收端連接，傳動機構(gòu)輸出端與固定機構(gòu)連接。
【專利說明】一種自動變焦機構(gòu)
【技術(shù)領域】
[0001]本裝置涉及透鏡組機構(gòu)變焦領域，尤其是涉及用來控制透鏡組焦距的一種自動變焦機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的變焦機構(gòu)多應用于攝像頭、建議數(shù)碼相機、具有拍照或者錄像功能的移動電話等電子裝置中，這些內(nèi)置成像模組的電子裝置因其自身厚度的限制，要求其中變焦機構(gòu)的結(jié)構(gòu)盡可能簡單，體積盡可能小，但是現(xiàn)在多采用電機配合多級齒輪傳動的方式，存在結(jié)構(gòu)復雜，體積大的缺點。
[0003]2004年5月25日公告的美國專利第67414000號揭示了一種兩群式變焦鏡頭的變焦機構(gòu)，其具有兩個透鏡框、連接兩透鏡框的彈簧機一凸輪筒。其中一透鏡框上設有驅(qū)動桿及眼廣州方向延伸的長槽，另一透鏡框上設有與長槽配合的凸起，凸輪筒上設有驅(qū)動桿相對于定位齒。變焦時，調(diào)節(jié)驅(qū)動桿與定位齒的配合位置以轉(zhuǎn)動設有該驅(qū)動桿的透鏡框，該透鏡框與彈簧一起帶動另一透鏡框一同繞光軸轉(zhuǎn)動，該兩透鏡框上還分別設有凸輪跟隨件，與凸輪筒內(nèi)的相應凸輪軌道配合，故，該透鏡框轉(zhuǎn)動的同時沿光軸移動，以改變兩透鏡單元間的距離。但由于該變焦機構(gòu)通過設有長槽以及驅(qū)動桿的透鏡框與設有定位齒的凸輪筒之間的相對運動而移動兩透鏡單元，因而其變焦過程仍較復雜，體積亦相對較大，故該變焦鏡頭的變焦機構(gòu)仍難以應用在內(nèi)置有成像模組的較薄電子裝置內(nèi)。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是:針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種自動變焦機構(gòu)，采用步進電機搭配絲桿、滑塊的傳動方式，可以簡化變焦結(jié)構(gòu)，盡量減小鏡頭體積，滿足多種使用環(huán)境。
[0005]本實用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0006]一種自動變焦機構(gòu)包括驅(qū)動控制器、傳動機構(gòu)、固定機構(gòu)，所述控制驅(qū)動板接收端與上位機雙向連接，控制驅(qū)動板控制端與傳動機構(gòu)接收端連接，傳動機構(gòu)輸出端與固定機構(gòu)連接。
[0007]所述驅(qū)動控制器包括處理器、驅(qū)動芯片、串口芯片，所述上位機通過串口芯片與處理器雙向通訊連接，處理器輸出端與驅(qū)動芯片輸入端連接，驅(qū)動芯片輸出端與傳動機構(gòu)接收端連接，驅(qū)動芯片輸出端是驅(qū)動控制器控制端。
[0008]所述固定機構(gòu)包括外框架、光源、透鏡組、平鏡，所述外框架形狀為中空圓柱體，夕卜框架左端為固定光源的左端蓋，外框架右端為固定平鏡的右端蓋，外框架凸起部分設置缺口，用于第一滑塊在絲桿上滑動；傳動機構(gòu)固定于外框架凸起部分，透鏡組固定于外框架中部。
[0009]所述傳動機構(gòu)包括步進電機、絲桿、滑桿、第一滑塊、第二滑塊、透鏡1、透鏡I夾具，所述驅(qū)動芯片輸出端控制步進電機轉(zhuǎn)動，絲桿與步進電機輸出軸固定連接，并隨步進電機轉(zhuǎn)動；第一滑塊與絲桿螺紋連接，透鏡通過第二滑塊與滑桿連接，第一滑塊帶動透鏡夾具在滑桿上移動，滑桿固定于外框架與右端蓋之間。
[0010]所述固定機構(gòu)還包括透鏡組夾具，所述透鏡組夾具是中空端面，所述透鏡組夾具固定透鏡組。
[0011]所述傳動機構(gòu)還包括透鏡夾具，所述透鏡夾具是中空端面，所述透鏡夾具固定透鏡。
[0012]所述透鏡組、透鏡、平鏡中心在同一條外框架軸線上。
[0013]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型的有益效果是:
[0014]I)采用步進電機作為動力源，通過絲桿、第一滑塊1、透鏡I夾具、第二滑塊2和滑桿組成的機構(gòu)帶動透鏡移動實現(xiàn)變焦，結(jié)構(gòu)簡單可靠，定位快速準確。
[0015]2)本實用新型采用步進電機配合絲桿、滑塊的傳動方式，結(jié)構(gòu)簡單，定位可靠，可以廣泛應用于各種視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]本實用新型將通過例子并參照附圖的方式說明，其中:
[0017]圖1是沿著外框架主軸線剖視圖。
[0018]圖2是圖1從A-A線的右剖面圖。
[0019]圖3是圖1去除外框架拆分圖。
【具體實施方式】
[0020]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0021]一:工作原理:
[0022]I)驅(qū)動控制器中的串口芯片接收上位機信號，采用全雙工方式與上位機通信；處理器分析處理得到的上位機信號，并控制驅(qū)動芯片工作；
[0023]2)步進電機被驅(qū)動芯片驅(qū)動。絲桿與步進電機連接，并隨之同步轉(zhuǎn)動。第一滑塊I通過螺紋與絲桿連接。透鏡夾具與第一滑塊嵌套并緊密連接，并通過第二滑塊2與滑桿連接。第一透鏡固定在透鏡夾具上。透鏡組通過透鏡組夾具固定在外框架上。平鏡固定在外框架右端蓋上。
[0024]3)驅(qū)動控制器根據(jù)上位機命令控制步進電機轉(zhuǎn)動，步進電機帶動絲桿轉(zhuǎn)動，絲桿帶動第一滑塊I滑動，第一滑塊I帶動透鏡夾具通過第二滑塊2在滑桿上水平移動，從而使得透鏡水平移動。由于透鏡組與外框架固定，從而使得透鏡和透鏡組之間的水平距離產(chǎn)生變化。
[0025]4)驅(qū)動控制器根據(jù)上位機信息分析透鏡相對透鏡組需要水平移動的距離，根據(jù)絲桿和第一滑塊I的結(jié)構(gòu)參數(shù)計算出步進電機需要轉(zhuǎn)動的圈數(shù)和方向。通過控制處理器向驅(qū)動芯片發(fā)送的脈沖數(shù)量和方向信號，即可精確控制透鏡I水平移動的距離和方向。
[0026]二:本裝置結(jié)構(gòu):
[0027]如圖1、圖2、圖3所示，包括驅(qū)動控制器、傳動機構(gòu)、固定機構(gòu)，所述控制驅(qū)動板接收端與上位機雙向連接，控制驅(qū)動板控制端與傳動機構(gòu)接收端連接，傳動機構(gòu)輸出端與固定機構(gòu)連接。
[0028]21)固定機構(gòu)
[0029]包括外框架、光源、透鏡組、平鏡，所述外框架形狀為中空圓柱體，外框架左端為固定光源的左端蓋，外框架右端為固定平鏡的右端蓋，外框架凸起部分設置缺口，用于第一滑塊在絲桿上滑動；傳動機構(gòu)固定于外框架凸起部分，透鏡組固定于外框架中部。
[0030]外框架是塑料材質(zhì)，或者其他不導電材料。
[0031]透鏡組的結(jié)構(gòu)為圓形光學鏡片。
[0032]光源、透鏡組、透鏡、平鏡的中心在同一條軸線上。
[0033]在上述基礎上，固定機構(gòu)還包括透鏡組夾具，所述透鏡組夾具是中空端面，所述透鏡組夾具固定透鏡組，滑桿固定于外框架中段與右端蓋之間。透鏡組夾具的結(jié)構(gòu)為中空圓柱體。
[0034]透鏡組通過透鏡組夾具固定于外框架上，滑桿左端固定于外框架中段，用螺釘連接，位置關(guān)系見圖1。
[0035]22)傳動機構(gòu)
[0036]包括步進電機、絲桿、滑桿、第一滑塊、第二滑塊、透鏡1、透鏡夾具，所述處理器控制端控制步進電機轉(zhuǎn)動，絲桿與步進電機輸出軸固定連接，并隨步進電機轉(zhuǎn)動；第一滑塊與絲桿螺紋連接，透鏡通過第二滑塊與滑桿連接，第一滑塊帶動透鏡夾具在滑桿上移動，滑桿右端與外框架右端蓋固定連接。
[0037]所述傳動機構(gòu)還包括透鏡夾具，所述透鏡夾具是中空端面，所述透鏡夾具固定透鏡。透鏡夾具的結(jié)構(gòu)圓形光學鏡片。
[0038]透鏡固定于透鏡夾具內(nèi)，通過電機帶動滑塊I在滑桿上左右移動。
[0039]實施例一:自動變焦機構(gòu)的實施方法可以如下:
[0040]處理器采用STC12C2052AD，驅(qū)動芯片采用L298，串口芯片采用MAX490ESA。處理器通過串口芯片接收上位機發(fā)送的信號，經(jīng)分析處理后控制驅(qū)動芯片工作。步進電機采用0T-SM08L-015A，被驅(qū)動芯片驅(qū)動。絲桿被步進電機帶動，與步進電機同步轉(zhuǎn)動。滑塊I位于絲桿上，通過螺紋與絲桿連接，從而將絲桿的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝KI的水平移動。
[0041]透鏡固定在透鏡夾具上，透鏡夾具嵌套在第一滑塊I上并與之緊密連接，同時通過滑塊2與滑桿連接。第一滑塊I水平移動會帶動透鏡夾具通過第二滑塊2在滑桿上水平運動，從而帶動透鏡水平運動。透鏡組通過透鏡組夾具固定在外框架上。光源固定在外框架左端蓋上，從而使得透鏡組和光源之間保持固定不變的距離。當步進電機轉(zhuǎn)動，帶動絲桿隨之轉(zhuǎn)動，使得第一滑塊I帶動透鏡夾具和透鏡在滑桿上水平移動，從而改變透鏡和透鏡組之間的距離，起到改變光路焦距的作用。
[0042]采用步進電機作為動力源，采用絲桿和第一滑塊1、第二滑塊2和滑桿的傳動結(jié)構(gòu)。當處理器接收到上位機信息后，分析完畢得到透鏡I需要移動的距離，根據(jù)絲桿和滑塊I的結(jié)構(gòu)參數(shù)，即可計算出步進電機需要轉(zhuǎn)的圈數(shù)。步進電機具有固定的步距角，處理器通過驅(qū)動芯片向步進電機發(fā)送方向信號和一組脈沖，步進電機就相應轉(zhuǎn)動一個步距角。通過控制處理器向驅(qū)動芯片發(fā)送的脈沖數(shù)量和方向信號，即可控制步進電機的轉(zhuǎn)動圈數(shù)和方向，從而起到控制透鏡I移動距離和方向的作用。[0043]本說明書中公開的所有特征，除了互相排斥的特征以外，均可以以任何方式組合。
[0044]本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。
【權(quán)利要求】
1.一種自動變焦機構(gòu)，其特征在于包括驅(qū)動控制器、傳動機構(gòu)、固定機構(gòu)，所述控制驅(qū)動板接收端與上位機雙向連接，控制驅(qū)動板控制端與傳動機構(gòu)接收端連接，傳動機構(gòu)輸出端與固定機構(gòu)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動變焦機構(gòu)，其特征在于所述驅(qū)動控制器包括處理器、驅(qū)動芯片、串口芯片，所述上位機通過串口芯片與處理器雙向通訊連接，處理器輸出端與驅(qū)動芯片輸入端連接，驅(qū)動芯片輸出端與傳動機構(gòu)接收端連接，驅(qū)動芯片輸出端是驅(qū)動控制器控制端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動變焦機構(gòu)，其特征在于所述固定機構(gòu)包括外框架、光源、透鏡組、平鏡，所述外框架形狀為中空圓柱體，外框架左端為固定光源的左端蓋，外框架右端為固定平鏡的右端蓋，外框架凸起部分設置缺口，用于第一滑塊在絲桿上滑動；傳動機構(gòu)固定于外框架凸起部分，透鏡組固定于外框架中部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種自動變焦機構(gòu)，其特征在于所述傳動機構(gòu)包括步進電機、絲桿、滑桿、第一滑塊、第二滑塊、透鏡、透鏡夾具，所述驅(qū)動芯片輸出端控制步進電機轉(zhuǎn)動，絲桿與步進電機輸出軸固定連接，并隨步進電機轉(zhuǎn)動；第一滑塊與絲桿螺紋連接，透鏡通過第二滑塊與滑桿連接，第一滑塊帶動透鏡夾具在滑桿上移動，滑桿固定于外框架與右端蓋之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種自動變焦機構(gòu)，其特征在于所述固定機構(gòu)還包括透鏡組夾具，所述透鏡組夾具是中空端面，所述透鏡組夾具固定透鏡組。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動變焦機構(gòu)，其特征在于所述傳動機構(gòu)還包括透鏡夾具，所述透鏡夾具是中空端面，所述透鏡夾具固定透鏡。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種自動變焦機構(gòu)，其特征在于所述透鏡組、透鏡、平鏡中心在同一條外框架軸線上。
【文檔編號】G02B7/09GK203535295SQ201320677301
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】張冰, 晁攀攀, 李萍 申請人:四川九洲電器集團有限責任公司