一種用于攝像頭生產(chǎn)的自動聚焦的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于攝像頭生產(chǎn)的自動聚焦機。本實用新型按國際專利分類表(IPC)劃分屬于測量、測試的【技術領域】。一種用于攝像頭生產(chǎn)的自動聚焦機，目的是彌補目前人工手動聚焦的不足。其特點是：由主控機、模組彈簧卡、鏡頭夾、步進電機連接皮帶傳動裝置、光學系統(tǒng)、機架、視頻線和控制線構成。鏡頭夾和模組卡都非常容易更換，加上模組彈簧卡可以直線滑動以配合各種焦距的鏡頭，通過更換合適尺寸的鏡頭夾和模組卡就可以配合各種各樣的攝像頭模組；光學系統(tǒng)逆向看清攝像頭模組圖像傳感器的像素點確認焦點；主控機用自動聚焦原理控制步進電機連接皮帶傳動裝置實現(xiàn)自動聚焦。本實用新型主要是用于生產(chǎn)攝像頭模組時自動聚焦。
【專利說明】一種用于攝像頭生產(chǎn)的自動聚焦機

【技術領域】
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[0001]本實用新型涉及一種用于攝像頭生產(chǎn)的自動聚焦機，按國際專利分類表(IPC)劃分屬于測量、測試的【技術領域】。

【背景技術】
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[0002]目前，自動聚焦原理只用在變焦鏡頭和成像電路板都已知并且固定組合的產(chǎn)品，例如攝像機、照相機、手機和安防變焦攝像機。與此不同，安防攝像頭和消費類攝像頭都是用固定焦距的鏡頭與成像電路板組成攝像頭模組，調準焦點后再裝進相應的外殼形成產(chǎn)品。不同的固定焦距鏡頭和不同的成像電路板就組成各種各樣的攝像頭模組，目前這些各種各樣的攝像頭模組生產(chǎn)時焦點都是由人工手動聚焦，即用攝像頭模組觀看一個聚焦用的標靶然后把攝像頭模組的圖像信號送到視頻顯示器，人手來回旋轉擰動攝像頭模組的鏡頭以對準焦點，直到肉眼認為視頻顯示器的圖像清晰為止。
[0003]由于人工手動聚焦憑肉眼觀察，需要主觀判斷，經(jīng)常一個攝像頭模組不能一次聚焦完成，要反復多次來回尋找反復比較才能確定焦點，因此聚焦速度慢。人工手動聚焦的另一個缺點是有可能主觀判斷錯誤，導致有些攝像頭模組聚焦不準，產(chǎn)品一致性不好、品質差。人工手動聚焦的第三個缺點是聚焦用的標靶與攝像頭模組的距離是鏡頭焦距的1500倍，一個鏡頭焦距為25毫米的攝像頭模組與標靶的距離是37.5米，占用生產(chǎn)場所大量的空間。
[0004]如果把自動聚焦的原理運用在攝像頭模組的生產(chǎn)聚焦操作上，就能解決上述問題。一個機械結構如何對由各種不同焦距的鏡頭和各種不同尺寸的成像電路板所組成各種各樣的攝像頭模組進行快速、準確的聚焦，同時無需使用標靶，這兩點是解決問題的技術關鍵。迄今為止沒有技術文章或報導記載這樣一種能用在生產(chǎn)攝像頭模組時自動聚焦的機械結構。


【發(fā)明內容】

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[0005]本實用新型的目的在于彌補人工手動聚焦的不足，提供一種能在生產(chǎn)攝像頭模組時自動聚焦的機械結構。
[0006]為了達到上述發(fā)明目的，本實用新型采用以下技術方案:由主控機、模組彈簧卡、鏡頭夾、步進電機連接皮帶傳動裝置、光學系統(tǒng)、機架、視頻線、控制線共同構成。對攝像頭模組聚焦時，先用鏡頭夾夾住攝像頭模組的鏡頭，再用模組彈簧卡把攝像頭模組的成像電路板卡住，如圖8，這樣就使攝像頭模組的成像電路板固定不動而攝像頭模組的鏡頭相對于固定不動的成像電路板可以旋轉。光學系統(tǒng)射出平行光的軸心與攝像頭模組鏡頭的軸心一致，平行光穿透攝像頭模組的鏡頭到達攝像頭模組的圖像傳感器，反射回來的光線穿過分光鏡到達成像單元，如圖9，這樣就可以在光學系統(tǒng)的成像單元得到攝像頭模組圖像傳感器像素點的圖像，根據(jù)聚焦原理，能逆向看清楚攝像頭模組圖像傳感器的像素點，就等于攝像頭模組對無窮遠的焦點已對準。把光學系統(tǒng)成像單元得到的圖像信號通過視頻線傳送到主控機，主控機根據(jù)自動聚焦的原理通過控制線發(fā)出信號控制步進電機連接皮帶傳動裝置帶動攝像頭模組的鏡頭自動旋轉直到看清攝像頭模組圖像傳感器的像素點就自動停止，自動聚焦完成。
[0007]弓形彈簧開口尺寸14mm，如圖10，弓形彈簧材料直徑1.5mm，產(chǎn)生的彈力剛好使鏡頭夾夾住鏡頭令步進電機連接皮帶傳動裝置帶動鏡頭旋轉，同時旋轉到極限位置時鏡頭夾與鏡頭的接觸面會自動打滑，不會扭壞攝像頭模組的任何部件。模組彈簧卡的直線軸承在彈簧軸上可以直線滑動以配合各種焦距的鏡頭。模組彈簧卡可以松開模組，旋轉90度平放，不阻擋攝像頭模組在鏡頭夾上的裝卸，非常方便使用。
[0008]本實用新型的有益效果是:
[0009]本實用新型徹底推翻目前人工手動聚焦的攝像頭生產(chǎn)模式。
[0010]第一，本實用新型實現(xiàn)對攝像頭模組自動聚焦，聚焦一次完成，節(jié)省聚焦時間，提高生產(chǎn)效率。本實用新型自動聚焦可以在20秒內完成，比人工手動聚焦的40至60秒快一到兩倍。
[0011]第二，本實用新型自動聚焦的攝像頭模組焦點一致性高，保證攝像頭模組的生產(chǎn)品質。
[0012]第三，本實用新型是采用光學系統(tǒng)發(fā)出平行光逆向觀看攝像頭模組的圖像傳感器而不是由攝像頭模組觀看標靶，是使用光學系統(tǒng)成像單元得到的圖像信號而不是通過攝像頭模組觀察得到的圖像信號，這樣做不需要標靶，避免人工手動聚焦使用的標靶占用大量的生產(chǎn)場所空間。
[0013]人工手動聚焦操作速度慢、產(chǎn)品質量不穩(wěn)定、占用大量生產(chǎn)空間；本實用新型操作速度快、產(chǎn)品質量穩(wěn)定、節(jié)省生產(chǎn)空間。

【專利附圖】

【附圖說明】
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[0014]圖1是本實用新型的總體結構示意圖；
[0015]圖2是本實用新型的模組彈簧卡示意圖；
[0016]圖3是本實用新型的鏡頭夾示意圖；
[0017]圖4是本實用新型的步進電機連接皮帶傳動裝置示意圖；
[0018]圖5是本實用新型的光學系統(tǒng)示意圖；
[0019]圖6是本實用新型的機架示意圖；
[0020]圖7是攝像頭模組示意圖；
[0021]圖8是攝像頭模組固定在本實用新型模組卡和鏡頭夾的示意圖；
[0022]圖9是本實用新型的光學系統(tǒng)光線穿透攝像頭模組返回成像單元示意圖；
[0023]圖10是本實用新型的弓形彈簧尺寸圖。
[0024]示意圖中的標號說明:1主控機；2模組彈簧卡；2.1壓簧；2.2直線軸承；2.3彈簧軸；2.4軸承連接件；2.5模組卡；3鏡頭夾；3.1弓形彈簧；3.2夾子；3.3鏡頭夾底座；4步進電機連接皮帶傳動裝置；4.1步進電機；4.2旋轉軸承；4.3同步齒輪；4.4 MXL皮帶；5光學系統(tǒng)；5.1物鏡；5.2 LED燈；5.3聚光鏡；5.4分光鏡；5.5成像單兀；6機架；6.1垂直板；7視頻線；8控制線；9攝像頭t旲組；9.1成像電路板；9.2圖像傳感器；9.3鏡頭；【具體實施方式】:
[0025]下面結合附圖，對本實用新型如何解決自動聚焦的技術方案做進一步說明:
[0026]機架6、軸承連接件2.4、模組卡2.5、鏡頭夾底座3.3從五金機箱廠定做，使用
1.5mm厚的鋼板；直線軸承2.2、彈簧軸2.3、步進電機4.1、旋轉軸承4.2、MXL皮帶4.4、視頻線7、控制線8從市面購買；壓簧2.1和弓形彈簧3.1從彈簧廠定做；夾子3.2由線切割加工形成；同步齒輪4.3開塑膠模具注塑形成；光學系統(tǒng)5從光學加工廠定做；主控機I利用自動聚焦原理設計電路板完成。
[0027]如圖1，旋轉軸承4.2的外圈固定在機架6的垂直板6.1的中心，步進電機4.1安裝在垂直板6.1的右邊。如圖4，同步齒輪4.3固定在旋轉軸承4.2的內圈，用MXL皮帶4.4連接步進電機4.1和同步齒輪4.3，形成步進電機連接皮帶傳動裝置4。
[0028]如圖3，夾子3.2卡上弓形彈簧3.1安裝在鏡頭夾底座3.3上，形成鏡頭夾3 ;利用鏡頭夾底座3.3上的4個螺絲孔把鏡頭夾3固定在同步齒輪4.3上，當步進電機4.1通過MXL皮帶4.4帶動同步齒輪4.3旋轉時，就等于帶動鏡頭夾3旋轉。弓形彈簧3.1卡在夾子3.2抓手的正對方，弓形彈簧3.1的中心用螺絲固定在鏡頭夾底座3.3上，使夾子3.2的固定螺絲與弓形彈簧3.1的固定螺絲所形成的直線剛好穿過夾子3.2的圓心，這樣夾子3.2在旋轉時就不會搖擺，圓心的穩(wěn)定的，不會出現(xiàn)偏心。
[0029]如圖1，彈簧軸2.3先緊固在機架6的垂直板6.1的正下方，套上直線軸承2.2和壓簧2.1 ;如圖2，軸承連接件2.4固定在直線軸承2.2上，模組卡2.5固定在軸承連接件
2.4上，形成模組彈簧卡2。
[0030]如圖5，光學系統(tǒng)5由物鏡5.1、LED燈5.2、聚光鏡5.3、分光鏡5.4、成像單元5.5組成。LED燈5.2產(chǎn)生的光線經(jīng)過聚光鏡5.3聚光，照射在分光鏡5.4后形成90°折射照向物鏡5.1，光學系統(tǒng)5安裝在機架6上使透過物鏡5.1的光線軸心與攝像頭模組9的軸心一致，這樣穿透攝像頭模組9的鏡頭9.3到達圖像傳感器9.2的光線反射回來再穿過分光鏡5.4到達成像單元5.5，如圖9。
[0031]安防攝像頭和消費類攝像頭所用固定焦距鏡頭的外徑在1mm至40mm之間，所以夾子3.2的內徑為Φ 1mm至40mm，形成多種規(guī)格的鏡頭夾3。成像電路板9.1尺寸在20mm至200mm之間，所以模組卡2.5的內空尺寸也在20mm至200mm有多種規(guī)格。鏡頭夾3利用鏡頭夾底座3.3上的4個螺絲孔安裝在同步齒輪4.3上，容易更換；模組卡2.5用2個螺絲安裝在在軸承連接件2.4上，也容易更換；再加上模組彈簧卡2的直線軸承2.2在彈簧軸2.3上可以直線滑動以配合各種焦距的鏡頭；這樣，各種各樣的攝像頭模組都可以通過更換合適尺寸的鏡頭夾3和模組卡2.5，使用本實用新型進行自動聚焦。解決了一種機械結構可以配合由各種不同焦距的鏡頭和各種不同尺寸的成像電路板所組成各種各樣的攝像頭模組，同時不用標靶可以自動聚焦。
【權利要求】
1.一種用于攝像頭生產(chǎn)的自動聚焦機，它由主控機〔0、模組彈簧卡口)、鏡頭夾(^)、步進電機連接皮帶傳動裝置(4)、光學系統(tǒng)(5)、機架(6)、視頻線(7)、控制線(8)構成；其特征是:鏡頭夾(3)通過同步齒輪(4.3)和旋轉軸承(4.2)固定在機架(6)的垂直板(6.1)的中心，模組彈簧卡(2)固定在機架(6)的垂直板(6.1)的正下方，模組彈簧卡(2)和鏡頭夾(3)組成的機械結構可以使成像電路板(9.1)固定不動而鏡頭(9.3)可以隨鏡頭夾(3)旋轉。
2.根據(jù)權利要求1所述的攝像頭生產(chǎn)自動聚焦機，其特征是:模組卡(2.5)內空有20皿至200皿多種尺寸，配合成像電路板(9.1)的多種尺寸。
3.根據(jù)權利要求1所述的攝像頭生產(chǎn)自動聚焦機，其特征是:鏡頭夾(3)內徑有①10111111至40111111多種尺寸，配合鏡頭(9.3)的多種直徑。
4.根據(jù)權利要求3所述的攝像頭生產(chǎn)自動聚焦機，其特征是:弓形彈簧(3.1)的開口尺寸 14111111，材料直徑 01.5111111。
5.根據(jù)權利要求3所述的攝像頭生產(chǎn)自動聚焦機，其特征是:弓形彈簧(3.1)卡在夾子(3.2)抓手的正對方，弓形彈簧(3.1)的中心用螺絲固定在鏡頭夾底座(3.3)上，使夾子(3.2)的固定螺絲與弓形彈簧3.1)的固定螺絲所形成的直線剛好穿過夾子(3.2)的圓心。
6.根據(jù)權利要求1所述的攝像頭生產(chǎn)自動聚焦機，其特征是:光學系統(tǒng)(5)射出平行光的軸心與攝像頭模組(9)的鏡頭(9.3)的軸心一致。
【文檔編號】H04N5/232GK204180170SQ201420683170
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月13日 優(yōu)先權日:2014年11月13日
【發(fā)明者】姚國強 申請人:梁翩翩