CN103713375B - 一种用于定焦镜头对焦的自动调节治具及其调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于定焦镜头对焦的自动调节治具及其调节方法，该调节治具包括一机座、一旋转装置、一驱动装置和一控制装置，该控制装置具有一用于获取镜头的图像锐利度信息的电子输入接口和一输出转动方向和转动步长信号的电子输出接口，该电子输出接口连接于驱动装置，该驱动装置和旋转装置安装于机座上，该旋转装置上设有一用于与镜头连接的机械旋转接口，该驱动装置连接于旋转装置以驱动其依据转动方向和转动步长信号而旋转定焦镜头。这样，全过程无需人工参与，减轻了作业人员的工作量，大大提高生产效率，降低人为成本，以及避免因作业人员视觉疲劳导致的良率问题，有效提高良率。

Description

一种用于定焦镜头对焦的自动调节治具及其调节方法

技术领域

本发明涉及镜头自动对焦领域技术，尤其是指一种用于定焦镜头对焦的自动调节治具及其调节方法。

背景技术

目前市场上已有监控相机和运动相机，这些相机使用的是固定焦距的镜头，在出货时已经对好焦并且将镜头涂胶固定好。定焦镜头对焦时，大部分厂商目前使用人工作业，由作业人员对准条纹图纸后将监视器上的图像调整到最清晰。由于是主观判断清晰度，不但精度难以控制，而且工人长时间注视监视器易产生视觉疲劳，长时间拧转镜头易产生手指关节僵硬，进而使得生产效率和良率不稳定。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种用于定焦镜头对焦的自动调节治具，取代传统人工作业，实现自动对焦，有效提高生产效率和良率，减轻工人劳动量，降低人力成本。

本发明的另一目的是提供一种实现定焦镜头自动对焦的调节方法，实现自动化作业，取代传统人工作业。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种自动对焦定焦镜头的调节治具，包括一机座、一旋转装置、一驱动装置和一控制装置，该控制装置具有一用于获取镜头的图像锐利度信息的电子输入接口和一输出转动方向和转动步长信号的电子输出接口，该电子输出接口连接于驱动装置，该驱动装置和旋转装置安装于机座上，该旋转装置上设有一用于与镜头连接的机械旋转接口，该驱动装置连接于旋转装置以驱动其依据转动方向和转动步长信号而旋转定焦镜头至指定位置。

优选的，所述机座包括一底座、一定板、一动板和两支撑架，该定板固定于底座，旋转装置和驱动装置固装于该定板；两支撑架间距设置且固定于定板侧旁的底座，于两支撑架上水平设有导杆，所述动板与定板彼此平行设置，且在自动对焦过程中相对导杆移动而调节与定板的距离，所述动板上设有用于安装定焦镜头及其主板的安装部，于安装部上设有通讯接口，所述控制装置的电子输入接口通过该通讯接口与镜头的主板相接。

优选的，所述旋转装置包括一抓握头和套固于抓握头外的第一齿轮，所述驱动装置系步进电机，该步进电机的主轴上连接有第二齿轮，该第二齿轮与第一齿轮啮合而带动第一齿轮同步旋转。

优选的，所述步进电机连接驱动芯片，该控制装置通过驱动芯片与步进电机相连。

优选的，所述抓握头具有一环状的连接部和由连接部外扩形成的喇叭部，所述机械旋转接口形成于连接部内，所述第一齿轮固接于喇叭部外。

优选的，所述抓握头外安装有调节件、弹簧和传动环，该传动环的两端连接驱动气缸，传动环的中心套于调节件外，调节件套于抓握头的连接部外，该弹簧抵接于抓握头的喇叭部和调节件之间。

优选的，所述控制装置是微控制器。

一种自动对焦定焦镜头的调节方法，包括以下步骤：

（1）由镜头主板上的图像传感器获取此刻状态下的一帧图像；

（2）所获取的图像由镜头主板上的图像处理器处理后得到图像锐利度信息；

（3）由控制装置的电子输入接口连接图像处理器并获取图像处理器输出的图像锐利度信息，对图像锐利度值分析计算得到镜头下一步的旋转方向和角度，进而由控制装置的电子输出接口输出转动方向和转动步长信号给驱动芯片；

（4）由该驱动装置的驱动芯片接收转动方向及步长信息后，驱动驱动装置以相应的方向和步长旋转；

（5）由驱动装置带动旋转装置旋转，由旋转装置的机械旋转接口抓握定焦镜头，带动定焦镜头旋转到指定位置；

（6）不断重复第（1）至第（5）步骤，直至镜头所拍摄的当前画面的图像锐利度达到最佳，完成自动对焦的过程。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，首先，通过控制装置的电子输入接口与相机类产品镜头主板上的图像处理器相连，可以获得精确的图像锐利度值，通过旋转装置的机械旋转接口与待对焦定焦镜头精密接触，就可以依照控制装置对图像锐利度值的分析计算来精确控制定焦镜头的旋转方向和角度，不断重复“接收锐利度值---计算镜头旋转方向和步长---驱动旋转装置旋转---带动定焦镜头旋转”，最终使当前画面的图像锐利度达到最佳，精确完成自动对焦的过程。再者，由于使用了高计算速度的控制装置，能快速完成定焦镜头的自动对焦。还有，全过程无需人工参与，减轻了作业人员的工作量，大大提高生产效率，降低人为成本，以及避免因作业人员视觉疲劳导致的良率问题，有效提高良率。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明之实施例的组装立体示意图；

图2是图1的自动对焦镜头组装状态下的示意图；

图3是图2的俯视图

图4是图3中A-A的截面图；

图5是图3中B-B的截面图；

图6是本发明之实施例的系统框图。

附图标识说明：

10、机座11、底座

12、定板13、动板

131、导孔132、安装部

133、通讯接口14、支撑架

15、导杆20、控制装置

21、电子输入接口22、电子输出接口

30、驱动装置31、第二齿轮

40、旋转装置

41、抓握头411、连接部

412、喇叭部413、机械旋转接口

414、调节件415、弹簧

416、传动环417、驱动气缸

42、第一齿轮50、相机类产品镜头主板

51、定焦镜头52、图像传感器

53、图像处理器。

具体实施方式

请参照图1至图6所示，其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构，该自动对焦定焦镜头的调节治具可以对相机类定焦镜头51自动对焦。其包括有一机座10、一控制装置20、一驱动装置30和一旋转装置40，其中：

如图1所示，所述机座10包括一底座11、一定板12、一动板13和两支撑架14，该定板12固定于底座11，旋转装置40和驱动装置30固装于该定板12。两支撑架14间距设置且固定于定板12侧旁的底座11，于两支撑架14上水平设有导杆15，所述动板13与定板12彼此平行设置，且在自动对焦过程中相对导杆15移动而调节与定板12的距离。所述动板13上设有用于安装定焦镜头及其主板的安装部132，于安装部132上设有通讯接口133，用于控制装置20及镜头主板50相接。

如图6所示，所述控制装置20是微控制器，该控制装置20具有一用于获取镜头的图像锐利度信息的电子输入接口21和一输出转动方向和转动步长信号的电子输出接口22。由电子输入接口21连接通讯接口133，与相机类带定焦镜头的主板50的图像处理器53相连，并获取图像处理器53输出的图像锐利度信息，对图像锐利度值分析计算得到镜头的旋转方向和角度，进而由控制装置20的电子输出接口22输出转动方向和转动步长信号给驱动装置30的驱动芯片。

如图4、6所示，所述驱动装置30由控制装置20触发而运转。该驱动装置30系步进电机，驱动芯片连接于控制装置20和驱动装置30之间，由该驱动芯片接收转动方向及步长信息后，驱动所述驱动装置30以相应的方向和步长旋转。

如图2所示，所述旋转装置40由驱动装置30带动而旋转。该旋转装置40包括一抓握头41和套固于抓握头41外的第一齿轮42，由于所述驱动装置30系步进电机，该步进电机的主轴上连接有第二齿轮31，该第二齿轮31与第一齿轮42啮合而带动第一齿轮42同步旋转。

如图4所示，该旋转装置40的抓握头41具有一圆环的连接部411和由连接部411外扩形成的喇叭部412，该连接部411内具有一用于套设于定焦镜头51上的机械旋转接口413，所述第一齿轮42固接于喇叭部412外。当第一齿轮42由第二齿轮31带动转动时，使整个抓握头41转动，由旋转装置40的机械旋转接口413抓握定焦镜头51，带动定焦镜头51旋转到指定位置。

此外，所述抓握头41外安装有调节件414、弹簧415和传动环416，该传动环416的两端连接驱动气缸417，传动环416的中心套于调节件414外，调节件414套于抓握头41的连接部411外，该弹簧415抵接于抓握头41的喇叭部412和调节件414之间，从而可以通过驱动气缸417来调节抓握头41的伸缩，以放入定焦镜头并实现紧抓握，在完成自动对焦后松开抓握。

如图6所示，本发明的自动对焦定焦镜头51的调节方法如下：工作时，由镜头主板上的图像传感器52获取此刻状态下的图像；所获取的图像由镜头的主板上的图像处理器53处理后得到图像锐利度信息；该控制装置20的电子输入接口接收图像处理器53输出的图像锐利度信息，依照控制装置20对图像锐利度值的分析计算来精确控制定焦镜头51的旋转方向和角度，由电子输出接口输出转动方向和转动步长信号给驱动芯片，该驱动装置30的驱动芯片接收到转动方向及步长信息后，驱动该驱动装置30以相应的方向和步长旋转，由驱动装置30带动旋转装置40旋转，由旋转装置40的机械旋转接口413抓握定焦镜头51，带动定焦镜头51旋转到指定位置，如此完成一个自动对焦循环。反复按照上述自动对焦循环动作，直到当前画面的图像锐利度达到最佳，即精确完成了自动对焦的过程。

综上所述，本发明的设计重点在于：首先，通过电子输入接口21与相机类产品镜头主板50上的图像处理器53相连，可以获得精确的图像锐利度值，通过机械旋转接口413与定焦镜头51精密接触，就可以依照控制装置20对图像锐利度值的分析计算来精确控制定焦镜头51的旋转角度，不断重复“接收锐利度值---计算镜头旋转方向和步长---驱动驱动装置30和旋转装置40旋转---带动定焦镜头51旋转”，最终使当前画面的图像锐利度达到最佳，精确完成自动对焦的过程；再者，由于使用了高计算速度的控制装置20，能快速完成定焦镜头51的自动对焦；还有，全过程无需人工参与，减轻了作业人员的工作量，大大提高生产效率，以及避免因作业人员视觉疲劳导致的良率问题。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种用于定焦镜头对焦的自动调节治具，其特征在于：包括一机座、一旋转装置、一驱动装置和一控制装置，该控制装置具有一用于获取镜头的图像锐利度信息的电子输入接口和一输出转动方向和转动步长信号的电子输出接口，该电子输出接口连接于驱动装置，该驱动装置和旋转装置安装于机座上，该旋转装置上设有一用于与镜头连接的机械旋转接口，该驱动装置连接于旋转装置以驱动其依据转动方向和转动步长信号而旋转定焦镜头；

所述机座包括一底座、一定板、一动板和两支撑架，该定板固定于底座，旋转装置和驱动装置固装于该定板；两支撑架间距设置且固定于定板侧旁的底座，于两支撑架上水平设有导杆，所述动板与定板彼此平行设置，且相对导杆移动而调节与定板的距离，所述动板上设有用于安放定焦镜头主板的安装部，于安装部上设有通讯接口，所述控制装置的电子输入接口通过该通讯接口与定焦镜头的主板相接；

所述旋转装置包括一抓握头和套固于抓握头外的第一齿轮，所述驱动装置系步进电机，该步进电机的主轴上连接有第二齿轮，该第二齿轮与第一齿轮啮合而带动第一齿轮同步旋转。

2.根据权利要求1所述的一种用于定焦镜头对焦的自动调节治具，其特征在于：所述步进电机连接驱动芯片，该控制装置通过驱动芯片与步进电机相连。

3.根据权利要求1所述的一种用于定焦镜头对焦的自动调节治具，其特征在于：所述抓握头具有一圆环的连接部和由连接部外扩形成的喇叭部，所述机械旋转接口形成于连接部内，所述第一齿轮固接于喇叭部外。

4.根据权利要求3所述的一种用于定焦镜头对焦的自动调节治具，其特征在于：所述抓握头外安装有调节件、弹簧和传动环，该传动环的两端连接驱动气缸，传动环的中心套于调节件外，调节件套于抓握头的连接部外，该弹簧抵接于抓握头的喇叭部和调节件之间。

5.根据权利要求3所述的一种用于定焦镜头对焦的自动调节治具，其特征在于：所述控制装置是微控制器。

6.一种用于定焦镜头对焦的自动调节方法，其特征在于：使用如权利要求1至5任一项所述用于定焦镜头对焦的自动调节治具，包括以下步骤：

（1）由镜头主板上的图像传感器获取此刻状态下的一帧图像；

（2）所获取的图像由镜头主板上的图像处理器处理后得到图像锐利度信息；

（3）由控制装置的电子输入接口连接图像处理器并获取图像处理器输出的图像锐利度信息，对图像锐利度值分析计算得到镜头下一步的旋转方向和角度，进而由控制装置的电子输出接口输出转动方向和转动步长信号给驱动芯片；

（4）由该驱动装置的驱动芯片接收转动方向及步长信息后，驱动驱动装置以相应的方向和步长旋转；

（5）由驱动装置带动旋转装置旋转，由旋转装置的机械旋转接口抓握定焦镜头，带动定焦镜头旋转到指定位置；

（6）不断重复第（1）至第（5）步骤，直至镜头所拍摄的当前画面的图像锐利度达到最佳，完成自动对焦的过程。