CN111679442B - 光学调校系统和调焦装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光学调校系统和调焦装置，光学调校系统包括调焦装置、检测装置和承载装置。检测装置位于调焦装置的一侧，检测装置用于检测相机模块。承载装置承载相机模块且可移动地设置于调焦装置与检测装置的下方。调焦装置包括驱动组件、转动座和调焦件。转动座包括轴向上相对的顶端与底端和位于顶端与底端间的容置空间。驱动组件与转动座连接且靠近其底端。调焦件设置在转动座的顶端，调焦件的外表面为平整面，调焦件具有固定穿孔，固定穿孔位在外表面上并且与容置空间连通。容置空间容置相机模块，固定穿孔固定相机模块的镜头，驱动组件带动转动座转动，同时带动调焦件连动，调焦件带动镜头转动，使镜头与相机模块的传感器远离或靠近。

Description

光学调校系统和调焦装置

技术领域

本申请涉及光学镜头调校的技术领域，尤其涉及一种能够实现极近距离对焦的光学调校系统和调焦装置。

背景技术

具有镜头的光学模块在出厂前需要预先进行焦距调整的制程。现有的焦距调整的制程是利用图像检测器将图案投射到光学模块的镜头，并通过镜头收光后由镜头下方的光学传感器产生影像数据，而镜头通过螺纹与光学模块的壳体螺合，调焦机构具有板状的调焦件，调焦件通过设置在其中心的调焦孔使镜头旋转而且通过螺纹的结构使镜头接近或远离光学传感器，直到图像检测器的图案清晰地成像在光学传感器上，使得光学传感器产生成像品质良好的影像数据。

但是现有的调焦机构的整体或至少一部分是设置在镜头的上方，也就是位于镜头与图像检测器之间，只有调焦件向下握持镜头旋转，因此图像检测器与镜头间的距离由于调焦机构的存在而无法太接近。对于必须进行极近距离对焦的镜头而言，例如图像检测器与镜头的距离在1毫米以下的情况，由于图像检测器会与调焦机构产生干涉，因此现有的调焦机构无法实现焦距调整的制程。

发明内容

本申请实施例提供一种光学调校系统和调焦装置，解决目前现有调焦机构会干涉图像检测器而无法实现极近距离对焦的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

提供了一种调焦装置，其包括驱动组件、转动座和调焦件。转动座包括在其轴向上相对的顶端与底端以及位于所述顶端与所述底端之间的容置空间。驱动组件与转动座连接且靠近转动座的底端。调焦件设置在转动座的顶端，调焦件的外表面为平整面，调焦件具有固定穿孔，固定穿孔位在外表面上并且与容置空间连通。容置空间用于容置相机模块，固定穿孔用于固定相机模块的镜头，驱动组件带动转动座转动，转动座带动调焦件连动，调焦件用于带动镜头转动，使镜头与相机模块的传感器远离或靠近。

提供一种光学调校系统，其包括：前述的调焦装置、检测装置和承载装置。检测装置位于所述调焦装置的一侧，检测装置用于检测相机模块。承载装置可移动地设置于调焦装置与检测装置的下方，并且用于承载相机模块。

本申请的调焦装置通过将调焦件设置在转动座的顶端，而驱动组件设置在靠近转动座的底端，而相机模块能够容置在转动座的顶端与底端的容置空间中。当调焦装置在实施焦距调整的制程时，驱动组件用于连接转动座的机构会相对靠近转动座的底端而低於转动座的顶端，因此图像检测器可以移动到极接近由调焦件固定的镜头也不会与调焦装置的驱动组件及转动座产生干涉，从而实现极近距离调焦的制程。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本申请一实施例的光学调校系统的立体图，相机模块移动至位置校正器；

图2是图1的光学调校系统的俯视图；

图3是沿图2的A-A线的剖视图；

图4是本申请一实施例的调焦装置的立体图；

图5是图4的调焦装置的立体分解图；

图6是图4的调焦装置的剖视图；

图7是本申请一实施例的光学调校系统的另一立体图，相机模块移动至调焦装置；

图8是图7的光学调校系统的俯视图；

图9是沿图8的B-B线的剖视图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1、图2和图3，其是本申请一实施例的光学调校系统的立体图(相机模块移动至位置校正器)、图1的光学调校系统的俯视图和沿图2的A-A线的剖视图。如图所示，本实施例的光学调校系统1000包括调焦装置100、检测装置300和承载装置200。检测装置300位于调焦装置100的一侧，检测装置300用于检测相机模块。承载装置200可移动地设置于调焦装置100与检测装置300的下方，并且用于承载相机模块。在一些实施例中，光学调校系统1000具有框架F、第一轨道R1、第二轨道R2与第三轨道R3，框架F具有底板B，第一轨道R1设置在底板B的中央，第一轨道沿R1沿底板B延伸，第二轨道R2靠近第一轨道R1的末端，第二轨道R2从底板B直立延伸，第三轨道R3设置在底板B的边缘处，第三轨道R3与第一轨道R1平行且高于第一轨道R1，第二轨道R2垂直于第一轨道R1与第三轨道R3。承载装置200可移动地设置在第一轨道R1，调焦装置100可移动地设置在第二轨道R2，且检测装置300可移动地设置在第三轨道R3。

在一些实施例中，光学调校系统1000还包括第一驱动机构400、第二驱动机构500和第三驱动机构600。承载装置200设置在第一轨道R1并与第一驱动机构400连接，而且承载装置200由第一驱动机构400驱动而沿著第一轨道R1朝第一方向水平移动，调焦装置100设置在第二轨道R2并与第二驱动机构500连接，且调焦装置100由第二驱动机构500驱动而沿著第二轨道R2朝第二方向升降移动，检测装置300设置在第三轨道R3并与第三驱动机构600连接，而且检测装置300由第三驱动机构600驱动而沿著第三轨道R3朝第一方向移动。在一实施例中，第一驱动机构400包括两个驱动单元410、420，驱动单元410使承载装置200沿第一轨道R1朝第一方向移动，驱动单元420使承载装置200沿第三方向水平移动，第一方向、第二方向与第三方向可以是彼此正交。驱动单元410、420可以是伺服电机、汽缸或其组合。在一实施例中，第二驱动机构500可以是伺服电机。在一实施例中，第三驱动机构600包括两个驱动单元610、620，其中一个驱动单元610使检测装置300沿第二轨道R2朝第一方向移动，另一个驱动单元620使检测装置300沿著检测装置300的直立轨道沿第二方向移动。驱动单元610、620可以是伺服电机、汽缸或其组合。在一实施例中，驱动单元610是伺服电机，而驱动单元620是汽缸，但不限于此。

相机模块包括镜头和光学传感器，镜头通过螺纹的结构与壳体旋转组接，光学传感器设置在镜头下方，镜头通过螺纹的结构能够在壳体中移动而接近或远离光学传感器。在本实施例中，相机模块由承载装置200承载，而沿第一轨道R1移动。在本实施例中，承载装置200可以是可移载的治具。

检测装置300包括图像检测器310与位置校正器320，图像检测器310与位置校正器320可以沿著第三轨道R3移动，且图像检测器310与位置校正器320可以受驱动单元620驱动而沿第二方向升降。如图1及图2所示，承载装置200承载著相机模块沿第一轨道R1移动至检测装置300的位置校正器320，位置校正器320用于对镜头在水平方向的相对位置与镜头的角度进行校正。例如位置校正器320可具有校正用摄像模块，摄像模块可拍摄承载装置200上的相机模块并对拍摄得到的影像进行分析，以进行镜头位置与镜头角度的校正。在对相机模块的镜头和传感器的相对位置完成校正后，接著承载装置200承载著相机模块沿第一轨道R1移动至用于焦距调校的位置，且相应地，检测装置300的图像检测器310沿第三轨道R3移动至对应位置后，受驱动单元620驱动而沿第二方向下降，并使用调焦装置100进行焦距调校的制程。以下先详细说明调焦装置100的结构。

请参阅图4、图5和图6，其是本申请本申请一实施例的调焦装置的立体图、图4的调焦装置的立体分解图和图4的调焦装置的剖视图。请一并参阅图3，如图所示，本申请调焦装置100包括驱动组件10、转动座20和调焦件30。转动座20与所述驱动组件10连接。转动座20包括在其轴向上相对的顶端20A与底端20B以及位于顶端20A与底端20B之间的容置空间。在一些实施例中，驱动组件10是靠近转动座20的底端20B。调焦件30设置在转动座20的顶端20A，调焦件30的外表面为平整面，调焦件30具有固定穿孔31，固定穿孔31位在外表面上并且与容置空间连通。在一些实施例中，如图5所示，转动座20包括转动环体21，转动环体21呈现圆环状且其内表面具有向内径向延伸的环状的固定凸部22，固定凸部22也是圆环状，调焦件30设置在固定凸部22上，转动环体21的外周面可以设置多个齿，转动环体21的轴向端面上设置轴向延伸的环状突起23。

本实施例的调焦装置100还包括多个导柱40，多个导柱40设置在固定凸部22上，每个导柱40的延伸方向与调焦件30的外表面正交。在本实施例中，导柱40朝转动座20的轴向延伸。调焦件30滑动设置于多个导柱40上，并且可沿着多个导柱40相对于转动座20轴向移动。

调焦件30包括连接环体32和调焦板33，连接环体32呈现圆环状，所述调焦板33设置在连接环体32的轴向端部，例如可通过螺栓使调焦板33固定在连接环体32的轴向端部。连接环体32的另一端具有朝外径向延伸的连接凸部34，连接凸部34的外直径略小于转动座20的环状突起23的内直径，而且从而连接环体32可以安装在环状突起23内且位在固定凸部22上。连接凸部34设置多个通孔，通过使导柱40穿过连接凸部34的通孔，使得连接凸部34能够与导柱40滑动组接。调焦板33的外表面位于转动座20的外侧，固定穿孔31位于调焦板33上。在所述第二方向(高度方向)上，调焦板33的外表面的高度是高于或等于转动座20的顶端20A的高度。

转动座20的容置空间S用于容置相机模块C(参阅图9)，固定穿孔31用于固定相机模块C的镜头L，驱动组件10带动转动座20转动，转动座20带动调焦件30连动，调焦件30用于带动镜头L转动，使镜头L与相机模块C的传感器远离或靠近。在本实施例中，固定穿孔31的形状与镜头L的形状配合，例如镜头L顶端的外周设置多个间隔排列的径向凸部，固定穿孔31的内壁则是设有多个径向凹部，通过固定穿孔31的径向凹部与镜头L的径向凸部卡合而使得调焦板33与镜头L起径向定位和限位的作用。当调焦板33转动时可以带动镜头L转动。

本实施例的调焦装置100还包括环形盖板50，环形盖板50设置在转动座20的顶端20A，并且位在调焦件30的外表面的周围，环形盖板50设置在转动座20的环状突起23的轴向端部且覆盖多个导柱40，多个导柱40远离固定凸部22的一端与环形盖板50连接，连接凸部34位于环形盖板50与固定凸部22之间。环形盖板50的环状开口51的直径是略大于连接环体32的外直径但是小于连接凸部34的外直径，因此当环形盖板50固定在转动座20的环状突起23的轴向端部时，连接凸部34被限制在环形盖板50与固定凸部22之间，而固定在连接环体32的调焦板33则可以通过环形盖板50的环状开口51露出于环形盖板50。本实施例的调焦装置100还包括多个弹性件60，在连接凸部34与导柱40滑动组接后，多个弹性件60分别套设在对应的导柱40上，使得弹性件60的两端分别抵接在连接凸部34和环形盖板50上。本实施例的弹性件60可以是压缩弹簧。而且通过弹性件60的弹力作用在连接凸部34上，使连接凸部34保持抵接在固定凸部22上。在本实施例中，连接环体32的高度适当设置使得调焦板33的位置保持高于环形盖板50。

通过弹性件60的弹力作用在调焦件30的连接凸部34，当调焦板33的固定穿孔31并未完全地与镜头L结合时，也就是固定穿孔31的径向凹部没有完全地与镜头L的径向凸部对准结合时，弹性件60的弹力使调焦板33压抵在透镜L上，然后使调焦板33略做转动直到固定穿孔31的径向凹部完全地与镜头L的径向凸部对准，此时弹性件60的弹力使调焦板33复位，从而使固定穿孔31完全地结合于镜头L。

本实施例的调焦装置100还包括还包括限位壳体70与轴承80，限位壳体70设置于所述转动座20的外侧，轴承80设置在限位壳体70与转动座20之间。轴承80的外环体81固定在限位壳体70，轴承80的内环体82与转动座20结合，从而转动座20由轴承80承载而可相对于限位壳体70旋转。

驱动组件10包括驱动轮11、连动带12和驱动器13，驱动轮11设置在转动座20的一侧，连动带12与转动座20的转动环体21和驱动轮11连接，连动带12的内表面可设置多个齿，连动带12的齿与转动环体21的齿咬合，驱动器13与驱动轮11连接，驱动器13使驱动轮11旋转而带动连动带12，连动带12使转动座20转动。转动座20带动调焦件30转动，而可使镜头L转动，进行焦距调校。

请参阅图7、图8和图9，其是本申请一实施例的光学调校系统的另一立体图(相机模块移动至调焦装置)、图7的光学调校系统的俯视图和图7的光学调校系统的俯视图。承载装置200承载相机模块C移动到调焦装置100的下方，调焦装置100沿着第二轨道R2向下移动到工作位置，使调焦装置100的调焦件30夹持相机模块C的镜头L，同时检测装置300沿着第二轨道R2移动而且使图像检测器310升降移动，直到图像检测器310位在调焦装置100的上方，而且与相机模块C的镜头L对应。图像检测器310能够下降到极靠近相机模块C的镜头L，且图像检测器310不会与调焦装置100产生干涉。藉由图像检测器310图案投射至相机模块C，并由镜头L收光后在传感器上成像，调焦装置100根据传感器所产生的影像数据调整镜头L与传感器的相对位置。

综上所述，本申请的调焦装置通过将调焦件设置在转动座的顶端，而驱动组件设置在靠近转动座的底端，而相机模块能够容置在转动座的顶端与底端的容置空间中。当调焦装置在实施焦距调整的制程时，驱动组件用于连接转动座的机构会相对靠近转动座的底端而低於转动座的顶端，且调焦装置的调焦件的外表面会高于调焦装置的其他组件，因此图像检测器可以移动到极接近由调焦件固定的镜头也不会与调焦装置的驱动组件及转动座产生干涉，从而实现极近距离调焦的制程。通过设置本申请的调焦装置可以实现图像检测器与镜头间的距离在1毫米以下的极近距离的调焦制程。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (3)

1.一种调焦装置(100)，其特征在于，包括：

转动座(20)，包括在其轴向上相对的顶端(20A)与底端(20B)以及位于所述顶端(20A)与所述底端(20B)之间的容置空间；

驱动组件(10)，与所述转动座(20)连接且靠近所述底端(20B)；

调焦件(30)，设置于所述转动座(20)的所述顶端(20A)，所述调焦件(30)的外表面为平整面，所述调焦件(30)具有固定穿孔(31)，所述固定穿孔(31)位于所述外表面上并且与所述容置空间连通；

其中所述容置空间用于容置相机模块(C)，所述固定穿孔(31)用于固定所述相机模块(C)的镜头(L)，所述驱动组件(10)带动所述转动座(20)转动，所述转动座(20)带动所述调焦件(30)连动，所述调焦件(30)用于带动所述镜头(L)转动，使所述镜头(L)与所述相机模块(C)的传感器远离或靠近；

所述转动座(20)包括转动环体(21)，所述转动环体(21)的内表面具有固定凸部(22)，所述调焦件(30)设置于所述固定凸部(22)上；

所述的调焦装置还包括多个导柱(40)、环形盖板(50)、多个弹性件(60)、限位壳体(70)与轴承(80)；

多个所述导柱(40)设置于所述固定凸部(22)上，每个所述导柱(40)的延伸方向与所述调焦件(30)的所述外表面正交，所述调焦件(30)滑动设置于多个所述导柱(40)上，并且沿着多个所述导柱(40)相对于所述转动座(20)移动；

所述环形盖板(50)设置于所述转动座(20)的所述顶端(20A)，并且位于所述调焦件(30)的所述外表面的周围，所述环形盖板(50)覆盖多个所述导柱(40)，多个所述导柱(40)远离所述固定凸部(22)的一端与所述环形盖板(50)连接，连接凸部(34)位于所述环形盖板(50)与所述固定凸部(22)之间；

多个所述弹性件(60)分别套设于对应的所述导柱(40)上，每一所述弹性件(60)的两端分别抵接于所述连接凸部(34)和所述环形盖板(50)；

所述限位壳体(70)设置于所述转动座(20)的外侧，所述轴承(80)设置于所述限位壳体(70)与所述转动座(20)之间；以及

所述调焦件(30)包括连接环体(32)和调焦板(33)，所述调焦板(33)设置于所述连接环体(32)的一端，所述连接环体(32)的另一端具有朝外延伸并位于所述固定凸部(22)上的连接凸部(34)，所述连接凸部(34)滑动设置于多个所述导柱(40)，所述调焦板(33)的外表面位于所述转动座(20)的外侧，所述固定穿孔(31)位于所述调焦板(33)上。

2.如权利要求1所述的调焦装置，其特征在于，所述驱动组件(10)包括驱动轮(11)、连动带(12)和驱动器(13)，所述驱动轮(11)设置于所述转动座(20)的一侧，所述连动带(12)与所述转动座(20)和所述驱动轮(11)连接，所述驱动器(13)与所述驱动轮(11)连接，所述驱动轮(11)带动所述连动带(12)，所述连动带(12)使所述转动座(20)转动。

3.一种光学调校系统(1000)，其特征在于，包括：

如权利要求1-2中任一项所述的调焦装置(100)；

检测装置(300)，位于所述调焦装置(100)的一侧，所述检测装置(300)用于检测所述相机模块(C)；

承载装置(200)，可移动地设置于所述调焦装置(100)与所述检测装置(300)的下方，并且用于承载所述相机模块(C)；

其中所述检测装置(300)包括图像检测器(310)与位置校正器(320)，所述图像检测器(310)位在所述调焦装置(100)的一侧且靠近所述转动座(20)的所述顶端(20A)，所述图像检测器(310)移动而与所述调焦件(30)的所述固定穿孔(31)所固定的所述镜头(L)对应，用于检测所述相机模块(C)所产生的图像，所述位置校正器(320)位于所述图像检测器(310)的一侧，并且所述位置校正器(320)用于对所述镜头(L)的相对位置进行校正；

所述光学调校系统还包括第一驱动机构(400)、第二驱动机构(500)和第三驱动机构(600)，所述承载装置(200)与所述第一驱动机构(400)连接，所述第一驱动机构(400)带动所述承载装置(200)沿着第一方向移动；所述调焦装置(100)与所述第二驱动机构(500)连接，所述第二驱动机构(500)带动所述调焦装置(100)沿第二方向移动；所述检测装置(300)与所述第三驱动机构(600)连接，所述第三驱动机构(600)带动所述检测装置(300)沿所述第一方向和所述第二方向移动，所述第一方向与所述第二方向正交。

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