CN108279469A - 一种自动调焦装置 - Google Patents

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韩捷飞
李丽丽
蔡栋
邹诚
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Abstract

本发明公开了一种自动调焦装置，包括用于固定所述拍摄镜头的固定板、安装于固定板上的驱动机构、连接所述驱动机构和拍摄镜头上调焦环的减速齿轮机构以及与所述驱动机构连接的控制器，所述减速齿轮机构包括套设于所述拍摄镜头上且与调焦环连接的第一传动齿轮、与驱动机构的驱动轴连接的第二传动齿轮以及分别与所述第一传动齿轮和第二传动齿轮齿合的第三传动齿轮。驱动机构与调焦环通过减速齿轮机构连接，其中驱动轴与第二传动齿轮连接，带动其转动，同时第三传动齿轮分别与第一传动齿轮和第二传动齿轮齿合，从而第二传动齿轮转动的同时带动第一传动齿轮同步转动，由于第一传动齿轮与调焦环连接，从而实现驱动机构带动调焦环慢速转动进行自动调焦。

Description

一种自动调焦装置
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。
背景技术
随着经济的快速发展，人们对能源的需求量急速增长，而陆地资源逐渐枯竭，已经无法满足需求。海洋约占全球面积的70.8％，也是一个巨大的资源库，因此世界各国加快了对海洋的探索和开发，水下智能监测技术也越来越受重视。目前已经出现了多种水下探测装置，其中拍摄镜头是其中最重要的部件之一，而每个摄像镜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，然而由于加工工艺和搬运等各种原因，摄像镜头的感光器可能会偏离这个最佳成像面，造成成像不佳，因此需要对摄像镜头进行焦距调节。现有调焦机构通常体积大、操作繁琐，控制精度低，成本高，且针对水下拍摄镜头的调焦机构更是少见。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的问题，提供了一种结构简单、操作方便、精度高，成本低的自动调焦装置。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种自动调焦装置，包括用于固定所述拍摄镜头的固定板、安装于所述固定板上的驱动机构、连接所述驱动机构和拍摄镜头上调焦环的减速齿轮机构以及与所述驱动机构连接的控制器，所述减速齿轮机构包括套设于所述拍摄镜头上且与调焦环连接的第一传动齿轮、与驱动机构的驱动轴连接的第二传动齿轮以及分别与所述第一传动齿轮和第二传动齿轮齿合的第三传动齿轮。
进一步的，所述第一传动齿轮套设于所述拍摄镜头上，且与拍摄镜头的卡环连接，所述卡环上设有与第一传动齿轮上的定位槽相适配的凸台，所述卡环与所述调焦环通过紧定螺钉进行周向固定。
进一步的，所述固定板沿长度方向设有定位凸台，所述拍摄镜头位于所述定位凸台的其中一侧，所述驱动机构、第二传动齿轮和第三传动齿轮位于所述定位凸台的另一侧。
进一步的，所述固定板上与驱动机构对应的一侧沿长度方向分别设有第一支架和第二支架，所述驱动机构安装于第一支架上，所述第二传动齿轮和第三传动齿轮安装于所述第一支架和第二支架上。
进一步的，所述第三传动齿轮为双层齿轮，包括同轴设置的小齿轮和大齿轮，所述小齿轮与第一传动齿轮齿合，所述大齿轮与第二传动齿轮齿合。
进一步的，所述双层齿轮的齿轮轴的两端分别安装在第一支架和第二支架上，由黄铜轴承支承。
进一步的，所述驱动机构的驱动轴与第二传动齿轮同轴安装。
进一步的，所述第一支架上设有大于所述驱动轴尺寸的轴孔，所述驱动轴穿过所述轴孔后与第二传动齿轮连接。
进一步的，所述驱动轴的截面呈D型结构，第二传动齿轮的齿轮轴上设有与所述D型结构相适配的D形孔，所述驱动轴与所述D形孔紧配。
进一步的，所述第一支架和第二支架分别呈L型，所述水平边固定在所述固定架上，所述驱动机构固定在第一支架的竖直边上，所述第二传动齿轮和第三传动齿轮安装于第一支架和第二支架的竖直边上。
本发明提供的自动调焦装置，包括用于固定所述拍摄镜头的固定板、安装于所述固定板上的驱动机构、连接所述驱动机构和拍摄镜头的调焦环的减速齿轮机构以及与所述驱动机构连接的控制器，所述减速齿轮机构包括套设于所述拍摄镜头上且与调焦环连接的第一传动齿轮、与驱动机构的驱动轴连接的第二传动齿轮以及分别与所述第一传动齿轮和第二传动齿轮齿合的第三传动齿轮。驱动机构与调焦环通过减速齿轮机构连接，其中驱动轴与第二传动齿轮连接，带动其转动，同时第三传动齿轮分别与第一传动齿轮和第二传动齿轮齿合，从而第二传动齿轮转动的同时带动第一传动齿轮同步转动，由于第一传动齿轮与调焦环连接，从而通过控制器即可实现驱动机构带动调焦环慢速转动进行自动调焦，本发明结构简单、操作方便、精度高，成本低。
附图说明
图1是本发明一具体实施例中自动调焦装置的结构示意图；
图2是本发明一具体实施例中减速齿轮机构的工作示意图；
图3是本发明一具体实施例中卡环的结构示意图；
图4是本发明一具体实施例中固定板的结构示意图。
图中所示：10、固定板；110、定位凸台；20、驱动机构；210、驱动轴；30、控制器；40、第一传动齿轮；50、第二传动齿轮；60、第三传动齿轮；610、小齿轮；620、大齿轮；630、黄铜轴承；70、紧定螺钉；710、固定螺钉；720、紧定螺钉；80、第一支架；90、第二支架；200、拍摄镜头；201、卡环。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细描述：
如图1-2所示，本发明一种自动调焦装置，包括用于固定所述拍摄镜头200的固定板10、安装于所述固定板10上的驱动机构20、连接所述驱动机构20和拍摄镜头200上调焦环的减速齿轮机构以及与所述驱动机构20连接的控制器30，所述减速齿轮机构包括套设于所述拍摄镜头200上且与调焦环连接的第一传动齿轮40、与驱动机构20的驱动轴210连接的第二传动齿轮50以及分别与所述第一传动齿轮40和第二传动齿轮50齿合的第三传动齿轮60。具体的，本实施例中，驱动机构20采用直流电机，其体积小，重量轻，价格低，当然也可以采用其他轻便的驱动设备，驱动机构20与调焦环通过减速齿轮机构连接，其中驱动轴210与第二传动齿轮50连接，带动其转动，同时第三传动齿轮60分别与第一传动齿轮40和第二传动齿轮50齿合，从而第二传动齿轮50转动的同时带动第一传动齿轮40同步转动，由于第一传动齿轮40与调焦环连接，从而通过控制器即可实现驱动机构20带动调焦环慢速转动进行自动调焦，由于直流电机的转速较快，且不能调速，因此通过设置减速齿轮机构一方面将驱动机构20的驱动力传递给调焦环，另一方面起到减速的作用，保证调焦精度，本发明结构简单、操作方便、精度高，成本低。此外需要说明的是，由于调焦环的转动范围是300°，所以要有限位开关，该限位开关与控制器30连接，通过控制驱动机构20的开闭来控制调焦环的停转。
优选的，所述第一传动齿轮40套设于所述拍摄镜头200上，且与拍摄镜头200的卡环201连接，所述卡环201上设有与第一传动齿轮40上的定位槽相适配的凸台202，从而实现大扭矩传递，并通过固定螺钉710实现两者的固定。如图3所示，所述卡环201与所述调焦环通过紧定螺钉720进行周向固定，即通过卡环201将第一传动齿轮40的驱动力传递给调焦环，进行调焦。
如图4所示，所述固定板10沿长度方向设有定位凸台110，所述拍摄镜头200位于所述定位凸台110的其中一侧，所述驱动机构20、第二传动齿轮50和第三传动齿轮60位于所述定位凸台110的另一侧。通过定位凸台110控制第一传动齿轮40和第三传动齿轮60的中心距离。
优选的，所述固定板10上与驱动机构20对应的一侧沿长度方向分别设有第一支架80和第二支架90，所述驱动机构20安装于第一支架80上，所述第二传动齿轮50和第三传动齿轮60安装于所述第一支架80和第二支架90上。具体的，如图2所示，驱动机构20固定在第一支架80远离第二支架90的一侧，第二传动齿轮50和第三传动齿轮60安装于第一支架80和第二支架90之间，第一支架80上开设有驱动轴210的轴孔以及第二传动齿轮50的轴孔，保证第二传动齿轮50和第三传动齿轮60传动的中心距，以及两轴线的平行度，保证了传动的稳定性。在安装时，拍摄镜头200、第一支架80和第二支架90都沿着定位凸台110安装，从而控制第一传动齿轮40和第三传动齿轮60的中心距离。
优选的，所述第三传动齿轮60为双层齿轮，包括同轴设置的小齿轮610和大齿轮620，所述小齿轮610与第一传动齿轮40齿合，所述大齿轮620与第二传动齿轮50齿合。本实施例中，假设直流电机的转速为5r/min，第一传动齿轮40的齿数是80，第二传动齿轮50的齿数为12，第三传动齿轮60的小齿轮610的齿数为16，大齿轮620的齿数为30，则第一传动齿轮40的转速n＝5*12/30*16/80＝0.4r/min。
优选的，所述双层齿轮的齿轮轴的两端分别安装在第一支架80和第二支架90上，由黄铜轴承630支承。具体的，双层齿轮与齿轮轴紧配，由于转速低，所以采用黄铜轴承630支承，且黄铜轴承630与第一支架80和第二支架90通过配合关系实现连接。
优选的，所述驱动机构20的驱动轴与第二传动齿轮50同轴安装，保证传动一致性。
优选的，所述第一支架80上设有大于所述驱动轴210尺寸的轴孔，具体的，驱动轴210上设有一大于驱动轴210的圆形凸台，第一支架80上的轴孔的尺寸与该圆形凸台的尺寸适配，驱动轴210相对该圆形凸台和轴孔转动，所述驱动轴210穿过所述轴孔后与第二传动齿轮50连接。优选的，所述驱动轴210的截面呈D型结构，第二传动齿轮50的齿轮轴上设有与所述D型结构相适配的D形孔，所述驱动轴210与所述D形孔紧配，实现大转矩的传递；由于主要传递周向方向的力，沿轴向方向上没有力，所以采用紧配即可满足轴向固定。
优选的，所述第一支架80和第二支架90分别呈L型，所述水平边固定在所述固定架10上，所述驱动机构20固定在第一支架80的竖直边上，所述第二传动齿轮50和第三传动齿轮60安装于第一支架80和第二支架90的竖直边上。
综上所述，本发明提供的自动调焦装置，包括用于固定所述拍摄镜头200的固定板10、安装于所述固定板10上的驱动机构20、连接所述驱动机构20和拍摄镜头200的调焦环的减速齿轮机构以及与所述驱动机构20连接的控制器30，所述减速齿轮机构包括套设于所述拍摄镜头200上且与调焦环连接的第一传动齿轮40、与驱动机构20的驱动轴210连接的第二传动齿轮50以及分别与所述第一传动齿轮40和第二传动齿轮50齿合的第三传动齿轮60。驱动机构20与调焦环通过减速齿轮机构连接，其中驱动轴210与第二传动齿轮50连接，带动其转动，同时第三传动齿轮60分别与第一传动齿轮40和第二传动齿轮50齿合，从而第二传动齿轮50转动的同时带动第一传动齿轮40同步转动，由于第一传动齿轮40与调焦环连接，从而通过控制器即可实现驱动机构20带动调焦环慢速转动进行自动调焦，由于直流电机的转速较快，且不能调速，因此通过设置减速齿轮机构一方面将驱动机构20的驱动力传递给调焦环，另一方面起到减速的作用，保证调焦精度，本发明结构简单、操作方便、精度高，成本低。
虽然说明书中对本发明的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本发明的保护范围。在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种自动调焦装置，其特征在于，包括用于固定所述拍摄镜头的固定板、安装于所述固定板上的驱动机构、连接所述驱动机构和拍摄镜头上调焦环的减速齿轮机构以及与所述驱动机构连接的控制器，所述减速齿轮机构包括套设于所述拍摄镜头上且与调焦环连接的第一传动齿轮、与驱动机构的驱动轴连接的第二传动齿轮以及分别与所述第一传动齿轮和第二传动齿轮齿合的第三传动齿轮。
2.根据权利要求1所述的自动调焦装置，其特征在于，所述第一传动齿轮套设于所述拍摄镜头上，且与拍摄镜头的卡环连接，所述卡环上设有与第一传动齿轮上的定位槽相适配的凸台，所述卡环与所述调焦环通过紧定螺钉进行周向固定。
3.根据权利要求1所述的自动调焦装置，其特征在于，所述固定板沿长度方向设有定位凸台，所述拍摄镜头位于所述定位凸台的其中一侧，所述驱动机构、第二传动齿轮和第三传动齿轮位于所述定位凸台的另一侧。
4.根据权利要求3所述的自动调焦装置，其特征在于，所述固定板上与驱动机构对应的一侧沿长度方向分别设有第一支架和第二支架，所述驱动机构安装于第一支架上，所述第二传动齿轮和第三传动齿轮安装于所述第一支架和第二支架上。
5.根据权利要求4所述的自动调焦装置，其特征在于，所述第三传动齿轮为双层齿轮，包括同轴设置的小齿轮和大齿轮，所述小齿轮与第一传动齿轮齿合，所述大齿轮与第二传动齿轮齿合。
6.根据权利要求5所述的自动调焦装置，其特征在于，所述双层齿轮的齿轮轴的两端分别安装在第一支架和第二支架上，由黄铜轴承支承。
7.根据权利要求4所述的自动调焦装置，其特征在于，所述驱动机构的驱动轴与第二传动齿轮同轴安装。
8.根据权利要求4所述的自动调焦装置，其特征在于，所述第一支架上设有大于所述驱动轴尺寸的轴孔，所述驱动轴穿过所述轴孔后与第二传动齿轮连接。
9.根据权利要求8所述的自动调焦装置，其特征在于，所述驱动轴的截面呈D型结构，第二传动齿轮的齿轮轴上设有与所述D型结构相适配的D形孔，所述驱动轴与所述D形孔紧配。
10.根据权利要求4所述的自动调焦装置，其特征在于，所述第一支架和第二支架分别呈L型，所述水平边固定在所述固定架上，所述驱动机构固定在第一支架的竖直边上，所述第二传动齿轮和第三传动齿轮安装于第一支架和第二支架的竖直边上。
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