一種自動(dòng)變焦機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本裝置涉及透鏡組機(jī)構(gòu)變焦領(lǐng)域，尤其是涉及用來(lái)控制透鏡組焦距的一種自動(dòng)變焦機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種自動(dòng)變焦機(jī)構(gòu)，采用步進(jìn)電機(jī)搭配絲桿、滑塊的傳動(dòng)方式，可以簡(jiǎn)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(dòng)控制器、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、固定機(jī)構(gòu)，所述控制驅(qū)動(dòng)板接收端與上位機(jī)雙向連接，控制驅(qū)動(dòng)板控制端與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)接收端連接，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出端與固定機(jī)構(gòu)連接。
【專利說(shuō)明】一種自動(dòng)變焦機(jī)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本裝置涉及透鏡組機(jī)構(gòu)變焦領(lǐng)域，尤其是涉及用來(lái)控制透鏡組焦距的一種自動(dòng)變焦機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的變焦機(jī)構(gòu)多應(yīng)用于攝像頭、建議數(shù)碼相機(jī)、具有拍照或者錄像功能的移動(dòng)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(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單，體積盡可能小，但是現(xiàn)在多采用電機(jī)配合多級(jí)齒輪傳動(dòng)的方式，存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大的缺點(diǎn)。
[0003]2004年5月25日公告的美國(guó)專利第67414000號(hào)揭示了一種兩群式變焦鏡頭的變焦機(jī)構(gòu)，其具有兩個(gè)透鏡框、連接兩透鏡框的彈簧機(jī)一凸輪筒。其中一透鏡框上設(shè)有驅(qū)動(dòng)桿及眼廣州方向延伸的長(zhǎng)槽，另一透鏡框上設(shè)有與長(zhǎng)槽配合的凸起，凸輪筒上設(shè)有驅(qū)動(dòng)桿相對(duì)于定位齒。變焦時(shí)，調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)桿與定位齒的配合位置以轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)有該驅(qū)動(dòng)桿的透鏡框，該透鏡框與彈簧一起帶動(dòng)另一透鏡框一同繞光軸轉(zhuǎn)動(dòng)，該兩透鏡框上還分別設(shè)有凸輪跟隨件，與凸輪筒內(nèi)的相應(yīng)凸輪軌道配合，故，該透鏡框轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)沿光軸移動(dòng)，以改變兩透鏡單元間的距離。但由于該變焦機(jī)構(gòu)通過(guò)設(shè)有長(zhǎng)槽以及驅(qū)動(dòng)桿的透鏡框與設(shè)有定位齒的凸輪筒之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而移動(dòng)兩透鏡單元，因而其變焦過(guò)程仍較復(fù)雜，體積亦相對(duì)較大，故該變焦鏡頭的變焦機(jī)構(gòu)仍難以應(yīng)用在內(nèi)置有成像模組的較薄電子裝置內(nèi)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種自動(dòng)變焦機(jī)構(gòu)，采用步進(jìn)電機(jī)搭配絲桿、滑塊的傳動(dòng)方式，可以簡(jiǎn)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(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0006]一種自動(dòng)變焦機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)控制器、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、固定機(jī)構(gòu)，所述控制驅(qū)動(dòng)板接收端與上位機(jī)雙向連接，控制驅(qū)動(dòng)板控制端與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)接收端連接，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出端與固定機(jī)構(gòu)連接。
[0007]所述驅(qū)動(dòng)控制器包括處理器、驅(qū)動(dòng)芯片、串口芯片，所述上位機(jī)通過(guò)串口芯片與處理器雙向通訊連接，處理器輸出端與驅(qū)動(dòng)芯片輸入端連接，驅(qū)動(dòng)芯片輸出端與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)接收端連接，驅(qū)動(dòng)芯片輸出端是驅(qū)動(dòng)控制器控制端。
[0008]所述固定機(jī)構(gòu)包括外框架、光源、透鏡組、平鏡，所述外框架形狀為中空?qǐng)A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(shè)置缺口，用于第一滑塊在絲桿上滑動(dòng)；傳動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)、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(dòng)芯片輸出端控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，絲桿與步進(jìn)電機(jī)輸出軸固定連接，并隨步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；第一滑塊與絲桿螺紋連接，透鏡通過(guò)第二滑塊與滑桿連接，第一滑塊帶動(dòng)透鏡夾具在滑桿上移動(dòng)，滑桿固定于外框架與右端蓋之間。
[0010]所述固定機(jī)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(dòng)機(jī)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(shí)用新型的有益效果是:
[0014]I)采用步進(jìn)電機(jī)作為動(dòng)力源，通過(guò)絲桿、第一滑塊1、透鏡I夾具、第二滑塊2和滑桿組成的機(jī)構(gòu)帶動(dòng)透鏡移動(dòng)實(shí)現(xiàn)變焦，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，定位快速準(zhǔn)確。
[0015]2)本實(shí)用新型采用步進(jìn)電機(jī)配合絲桿、滑塊的傳動(dòng)方式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定位可靠，可以廣泛應(yīng)用于各種視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]本實(shí)用新型將通過(guò)例子并參照附圖的方式說(shuō)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(shí)施方式】
[0020]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0021]一:工作原理:
[0022]I)驅(qū)動(dòng)控制器中的串口芯片接收上位機(jī)信號(hào)，采用全雙工方式與上位機(jī)通信；處理器分析處理得到的上位機(jī)信號(hào)，并控制驅(qū)動(dòng)芯片工作；
[0023]2)步進(jìn)電機(jī)被驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)。絲桿與步進(jìn)電機(jī)連接，并隨之同步轉(zhuǎn)動(dòng)。第一滑塊I通過(guò)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(guò)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(guò)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(dòng)控制器根據(jù)上位機(jī)命令控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，絲桿帶動(dòng)第一滑塊I滑動(dòng)，第一滑塊I帶動(dòng)透鏡夾具通過(guò)第二滑塊2在滑桿上水平移動(dòng)，從而使得透鏡水平移動(dòng)。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(dòng)控制器根據(jù)上位機(jī)信息分析透鏡相對(duì)透鏡組需要水平移動(dòng)的距離，根據(jù)絲桿和第一滑塊I的結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算出步進(jìn)電機(jī)需要轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)和方向。通過(guò)控制處理器向驅(qū)動(dòng)芯片發(fā)送的脈沖數(shù)量和方向信號(hào)，即可精確控制透鏡I水平移動(dòng)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(dòng)控制器、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、固定機(jī)構(gòu)，所述控制驅(qū)動(dòng)板接收端與上位機(jī)雙向連接，控制驅(qū)動(dòng)板控制端與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)接收端連接，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出端與固定機(jī)構(gòu)連接。
[0028]21)固定機(jī)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?qǐng)A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(shè)置缺口，用于第一滑塊在絲桿上滑動(dòng)；傳動(dòng)機(jī)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(dǎo)電材料。
[0031]透鏡組的結(jié)構(gòu)為圓形光學(xué)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(chǔ)上，固定機(jī)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?qǐng)A柱體。
[0034]透鏡組通過(guò)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(dòng)機(jī)構(gòu)
[0036]包括步進(jìn)電機(jī)、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(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，絲桿與步進(jìn)電機(jī)輸出軸固定連接，并隨步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；第一滑塊與絲桿螺紋連接，透鏡通過(guò)第二滑塊與滑桿連接，第一滑塊帶動(dòng)透鏡夾具在滑桿上移動(dòng)，滑桿右端與外框架右端蓋固定連接。
[0037]所述傳動(dòng)機(jī)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(xué)鏡片。
[0038]透鏡固定于透鏡夾具內(nèi)，通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)滑塊I在滑桿上左右移動(dòng)。
[0039]實(shí)施例一:自動(dòng)變焦機(jī)構(gòu)的實(shí)施方法可以如下:
[0040]處理器采用STC12C2052AD，驅(qū)動(dòng)芯片采用L298，串口芯片采用MAX490ESA。處理器通過(guò)串口芯片接收上位機(jī)發(fā)送的信號(hào)，經(jīng)分析處理后控制驅(qū)動(dòng)芯片工作。步進(jìn)電機(jī)采用0T-SM08L-015A，被驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)。絲桿被步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)，與步進(jìn)電機(jī)同步轉(zhuǎn)動(dòng)。滑塊I位于絲桿上，通過(guò)螺紋與絲桿連接，從而將絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝KI的水平移動(dòng)。
[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(shí)通過(guò)滑塊2與滑桿連接。第一滑塊I水平移動(dòng)會(huì)帶動(dòng)透鏡夾具通過(guò)第二滑塊2在滑桿上水平運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)透鏡水平運(yùn)動(dòng)。透鏡組通過(guò)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(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)絲桿隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，使得第一滑塊I帶動(dòng)透鏡夾具和透鏡在滑桿上水平移動(dòng)，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(jìn)電機(jī)作為動(dòng)力源，采用絲桿和第一滑塊1、第二滑塊2和滑桿的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。當(dāng)處理器接收到上位機(jī)信息后，分析完畢得到透鏡I需要移動(dòng)的距離，根據(jù)絲桿和滑塊I的結(jié)構(gòu)參數(shù)，即可計(jì)算出步進(jìn)電機(jī)需要轉(zhuǎn)的圈數(shù)。步進(jìn)電機(jī)具有固定的步距角，處理器通過(guò)驅(qū)動(dòng)芯片向步進(jìn)電機(jī)發(fā)送方向信號(hào)和一組脈沖，步進(jìn)電機(jī)就相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)步距角。通過(guò)控制處理器向驅(qū)動(dòng)芯片發(fā)送的脈沖數(shù)量和方向信號(hào)，即可控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)和方向，從而起到控制透鏡I移動(dòng)距離和方向的作用。[0043]本說(shuō)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(shuō)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(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。
【權(quán)利要求】
1.一種自動(dòng)變焦機(jī)構(gòu)，其特征在于包括驅(qū)動(dòng)控制器、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、固定機(jī)構(gòu)，所述控制驅(qū)動(dòng)板接收端與上位機(jī)雙向連接，控制驅(qū)動(dòng)板控制端與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)接收端連接，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出端與固定機(jī)構(gòu)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)變焦機(jī)構(gòu)，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)控制器包括處理器、驅(qū)動(dòng)芯片、串口芯片，所述上位機(jī)通過(guò)串口芯片與處理器雙向通訊連接，處理器輸出端與驅(qū)動(dòng)芯片輸入端連接，驅(qū)動(dòng)芯片輸出端與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)接收端連接，驅(qū)動(dòng)芯片輸出端是驅(qū)動(dòng)控制器控制端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)變焦機(jī)構(gòu)，其特征在于所述固定機(jī)構(gòu)包括外框架、光源、透鏡組、平鏡，所述外框架形狀為中空?qǐng)A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(shè)置缺口，用于第一滑塊在絲桿上滑動(dòng)；傳動(dòng)機(jī)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(dòng)變焦機(jī)構(gòu)，其特征在于所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)、絲桿、滑桿、第一滑塊、第二滑塊、透鏡、透鏡夾具，所述驅(qū)動(dòng)芯片輸出端控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，絲桿與步進(jìn)電機(jī)輸出軸固定連接，并隨步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；第一滑塊與絲桿螺紋連接，透鏡通過(guò)第二滑塊與滑桿連接，第一滑塊帶動(dòng)透鏡夾具在滑桿上移動(dòng)，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(dòng)變焦機(jī)構(gòu)，其特征在于所述固定機(jī)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(dòng)變焦機(jī)構(gòu)，其特征在于所述傳動(dòng)機(jī)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(dòng)變焦機(jī)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(hào)】G02B7/09GK203535295SQ201320677301
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)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(qǐng)人:四川九洲電器集團(tuán)有限責(zé)任公司