CN115826323A - 一种检测相机的自动调焦系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种检测相机的自动调焦系统，其包括：微调升降旋转机构；相机支架，其顶部与微调升降旋转机构相连，其底部与检测相机相连；调焦轴座，其与升降支座的底部相连，调焦轴座内设有轴承，轴承内设有调节转轴，调节转轴内设有容纳相机的空间，且调节转轴的内表面与相机不接触；圆弧齿同步轮，其顶部与调焦转轴的底部相连，圆弧齿同步轮通过传送带与驱动机构相连；调焦环，其通过浮动传动机构与圆弧齿同步轮相连；调焦卡环，其设置于调焦环的内侧，调焦卡环卡入调焦环与镜头的焦圈之间的空隙以适于调焦卡环锁紧焦圈。本发明自动调节检测相机的焦距和物距，能够调节至最合适匹配焦距和物距，大大提高光学检测的效率和正确率。

Description

一种检测相机的自动调焦系统

技术领域

本发明涉及视觉检测设备技术领域，具体而言，涉及一种检测相机的自动调焦系统。

背景技术

在现有的液晶面板制造过程中需要通过检测相机对其进行光学检测，在检测过程中，经常需要调整检测相机的焦距来更清晰的检测液晶面板，现有技术中，调焦通常是通过操作人员手动调节相机镜头来完成，操作人员往往是通过经验先粗调一个数值，然后再慢慢微调达到的所需要的焦距，不过这样的调节方法不仅大大降低了检测的效率，且并不能达到最合适的焦距，导致液晶面板的光学检测失败，影响液晶面板在后续的使用。

发明内容

为解决上述缺陷，本发明提供了一种检测相机的自动调焦系统，本发明用于自动调节检测相机的焦距和物距，能够调节至最合适匹配焦距和物距，大大提高光学检测的效率和正确率。

一种检测相机的自动调焦系统，其包括：升降支座；微调升降旋转机构，其设置于所述升降支座上；相机支架，所述相机支架的顶部与微调升降旋转机构相连，所述相机支架的底部与检测相机相连，检测相机与镜头相连；调焦轴座，其与升降支座的底部相连，调焦轴座内设有轴承，轴承内设有调节转轴，调节转轴内设有容纳镜头的空间，且调节转轴的内表面与镜头不接触；圆弧齿同步轮，其顶部与调焦转轴的底部相连，圆弧齿同步轮通过传送带与驱动机构相连；调焦环，其通过浮动传动机构与圆弧齿同步轮相连；调焦卡环，其设置于调焦环的内侧，调焦卡环卡入调焦环与镜头的焦圈之间的空隙以适于调焦卡环锁紧焦圈。

于本发明的一种实施方式中，所述微调升降旋转机构包括手动旋转滑台、电动升降滑台，电动升降滑台设置于升降支座上，电动升降滑台的滚珠丝杠与伺服电机的输出轴相连，手动旋转滑台设置于电动升降滑台上，手动旋转滑台与相机支架的顶部相连。

于本发明的一种实施方式中，所述电动升降滑台的一侧设置有升降位置传感器。

于本发明的一种实施方式中，所述调焦转轴上侧设置有转轴端盖，转轴端盖上安装有感应片，调焦轴座上设置有调焦角度传感器。

于本发明的一种实施方式中，所述浮动传动机构包括传动环，传动环的顶部均匀设置有多个凸起部，相邻两凸起部之间形成第一凹槽，凸起部的中部设置有朝向调焦环开口的第二凹槽，凸起部的顶部外表面上均匀设置有第一固定部，传动环的底部外表面上均匀设置有第二固定部。

于本发明的一种实施方式中，所述传动环上设置有至少两个限位部件，限位部件包括沿着传动环的圆周方向依次设置的正限位部、正缓冲部、反限位部和反缓冲部；正限位部包括一个定位销、两个等高销轴、一个限位半环，定位销的顶部安装于圆弧齿同步轮上，定位销的下端设置于第一凹槽内，两个等高销轴的底部与调焦环连接，两个等高销轴的顶部分别设置于相邻的两个第二凹槽内，限位半环的两端分别与等高销轴的顶端相连，限位半环设置于第二固定部的上侧，限位半环的中部设置有与定位销尺寸相匹配的凸起以对定位销定位；正缓冲部包括第一压缩弹簧和第二压缩弹簧，第一压缩弹簧和第二压缩弹簧分别设置于相邻的第一凹槽与第二凹槽内，第一压缩弹簧靠近正限位部设置，第一压缩弹簧的套筒顶部与圆弧齿同步轮相连，第一压缩弹簧的弹簧部的底部与第一凹槽的底部相连；第二压缩弹簧的套筒底部与调焦环连接，第二压缩弹簧的弹簧部的顶部与第二凹槽的顶部相连；反限位部包括一个定位销、两个等高销轴、一个限位半环，定位销的底部安装于调焦环，定位销的上端设置于第二凹槽内，两个等高销轴的顶部与圆弧齿同步轮连接，两个等高销轴的底部分布设置于相邻的两个第一凹槽内，限位半环的两端分别与等高销轴的底端相连，限位半环设置于第二固定部的下侧，限位半环的中部设置有与定位销尺寸相匹配的凸起以对定位销定位；反缓冲部包括第二压缩弹簧和第一压缩弹簧，第一压缩弹簧和第二压缩弹簧分别设置于相邻的第一凹槽与第二凹槽内，第二压缩弹簧靠近反限位部设置，第二压缩弹簧的套筒底部与调焦环连接，第二压缩弹簧的弹簧部的顶部与第二凹槽的顶部相连；第一压缩弹簧的套筒顶部与圆弧齿同步轮相连，第一压缩弹簧的弹簧部的底部与第一凹槽的底部相连。

于本发明的一种实施方式中，所述调焦环内表面呈锥形。

于本发明的一种实施方式中，所述调焦卡环上侧均匀分布有多个楔形板，所述楔形板的倾斜角度与所述调焦环内的倾斜角度相匹配。

于本发明的一种实施方式中，所述楔形板内侧附有橡胶垫。

于本发明的一种实施方式中，所述升降支座设置于粗调升降机构上。

综上所述，本发明提供一种检测相机的自动调焦系统，本发明的有益效果是：

本发明适用于不同的镜头，将非自动调焦的相机改进成为自动调焦的相机。本发明通过粗调和细调相结合的方式获得最匹配的物距，利用镜头的景深表定位测试距离的粗调位置，通过粗调升降机构带动升降支座升降，然后升降支座带动相机与镜头升降，进而实现镜头物距的粗调。通过微调升降旋转机构实现镜头物距的微调。本发明通过步进电机来控制圆弧齿同步轮的运动，圆弧齿同步轮通过浮动传动机构带动调焦环运动，调焦环带动镜头的焦圈运动，达到自动调节检测相机焦距的目的。并且在调节过程中，通过检测相机的控制机构不断反馈，从而能够做到焦距的最合适匹配，大大提高光学检测的效率和正确率。

进一步地，将调焦卡环和镜头之间由刚性链接改为柔性链接，减少了相机镜头损坏的几率。

进一步地，本发明通过浮动传动机构避免了镜头与调焦结构不同心造成的调焦误差，提高定位精度。

进一步地，本发明设置有调焦角度传感器，当检测相机旋转至最大角度时，立刻停止自动调焦系统，防止检测相机的损坏。

附图说明

图1为本发明的一实施例提供的检测相机的自动调焦系统的立体结构示意图。

图2为本发明的一实施例提供的检测相机的自动调焦系统的主视图。

图3为图2中A-A剖视图。

图4为浮动传动机构的主视图。

图5为传动环的立体结构示意图。

图6为调焦环的仰视图。

图7为图6中B-B剖视图。

图8为调焦卡环的立体结构示意图。

其中，11、丝杠；12、手轮；21、升降支座；22、电动升降滑台；221、伺服电机；23、手动旋转滑台；24、相机支架；31、升降位置传感器；32、调焦角度传感器；41、检测相机；42、镜头；43、转接环；51、调焦轴座；52、轴承；53、调焦转轴；541、第一圆弧齿同步轮；542、第二圆弧齿同步轮；543、传送带；544、步进电机；55、传动环；551、第一凹槽；552、第二凹槽；553、第一固定部；554、第二固定部；561、第一定位销；562、第一限位半环；563、第一等高销轴；564、第一压缩弹簧；565、第二压缩弹簧；566、第二定位销；567、第二限位半环；568、第二等高销轴；57、调焦环；571、锥形孔；58、调焦卡环；581、楔形板；59、转轴端盖；6、相机护罩。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

请参考图1、2，一种检测相机的自动调焦系统，其包括：粗调升降机构、升降支座21、微调升降旋转机构、相机支架24和调焦旋转机构。

其中，粗调升降机构采用常见的升降结构，于本实施例中，粗调升降机构采用丝杠11，丝杠11与驱动机构相连，于本实施例中，驱动机构采用的手轮12。驱动机构也可以采用电机等驱动装置。

于其他实施例中，粗调升降机构采用直线导轨，升降支座21与直线导轨的滑块相连，直线导轨的一端与电机的端部相连。

升降支座21设置于粗调升降机构上。升降支座21的上部与微调升降旋转机构相连，升降支座21的底部与调焦旋转机构相连。

微调升降旋转机构包括手动旋转滑台23、电动升降滑台22，电动升降滑台22设置于升降支座21上，电动升降滑台22的滚珠丝杠与伺服电机221的输出轴相连。手动旋转滑台23设置于电动升降滑台22上，手动旋转滑台23与相机支架24的顶部相连。

进一步地，电动升降滑台22的一侧设置有升降位置传感器31，用于将电动升降滑台高度信号及时传递给控制器，并且，当电动升降滑台22下降到最低位置时，立刻停止电动升降滑台下降，避免损坏相机及镜头。

相机支架24的顶部与手动旋转滑台相连，相机支架24的底部与检测相机41相连，检测相机41与镜头42相连。电动升降滑台22带动手动旋转滑台升降，手动旋转滑台带动相机支架24旋转，然后相机支架24带动检测相机41运动，进而实现检测相机41的升降和旋转。

接着，调焦旋转机构包括调焦轴座51、圆弧齿同步轮、浮动传动机构、调焦环57和调焦卡环58。

如图2所示，调焦轴座51的上侧设置有相机护罩6，对检测相机起到保护作用。

如图3所示，调焦轴座51与升降支座21的底部相连，调焦轴座51内设有轴承52，轴承52内设有调节转轴，调节转轴内设有容纳镜头42的空间，且调节转轴的内表面与镜头42不接触。

进一步地，调焦转轴53上侧设置有转轴端盖59，转轴端盖59上安装有感应片，调焦轴座51上设置有调焦角度传感器32，及时将调焦角度信号传递给控制器，当镜头42旋转至最大角度时，立刻停止自动调焦系统，防止镜头42的损坏。

进一步地，调焦转轴53的底部与圆弧齿同步轮的顶部相连，圆弧齿同步轮通过传送带543与驱动机构相连。

于本实施例中，调焦转轴53的底部与第一圆弧齿同步轮541的顶部相连，第一圆弧齿同步轮541通过传送带543与第二圆弧齿同步轮542相连，第二圆弧齿同步轮542的内孔与步进电机544的输出轴相连。

调焦环57通过浮动传动机构与圆弧齿同步轮相连。于本实施例中，如图5所示，浮动传动机构包括传动环55，传动环55的顶部均匀设置有多个凸起部，相邻两凸起部之间形成第一凹槽551，凸起部的中部设置有朝向调焦环57开口的第二凹槽552，凸起部的顶部外表面上均匀设置有第一固定部553，传动环55的底部外表面上均匀设置有第二固定部554。

传动环55上设置有至少两个限位部件，于本实施例中，如图4所示，传动环55上设置有两个限位部件。限位部件包括沿着传动环55的圆周方向依次设置的正限位部、正缓冲部、反限位部和反缓冲部。浮动传动机构避免了镜头与调焦结构不同心造成的调焦误差。

正限位部包括一个第一定位销561、两个第一等高销轴563、一个第一限位半环562，第一定位销561的顶部安装于第一圆弧齿同步轮541上，第一定位销561的下端设置于第一凹槽551内，两个第一等高销轴563的底部与调焦环57连接，两个第一等高销轴563的顶部分别设置于相邻的两个第二凹槽552内，第一限位半环562的两端分别与第一等高销轴563的顶端相连，第一限位半环562设置于第二固定部554的上侧，第一限位半环562的中部设置有与第一定位销561尺寸相匹配的凸起以对定位销定位。

正缓冲部包括第一压缩弹簧564和第二压缩弹簧565，第一压缩弹簧564和第二压缩弹簧565分别设置于相邻的第一凹槽551与第二凹槽552内，第一压缩弹簧564靠近正限位部设置，第一压缩弹簧564的套筒顶部与圆弧齿同步轮相连，第一压缩弹簧564的弹簧部的底部与第一凹槽551的底部相连；第二压缩弹簧565的套筒底部与调焦环57连接，第二压缩弹簧565的弹簧部的顶部与第二凹槽552的顶部相连。

反限位部包括一个第二定位销566、两个第二等高销轴568、一个第二限位半环567，第二定位销566的底部安装于调焦环57，第二定位销566的上端设置于第二凹槽552内，两个第二等高销轴568的顶部与第一圆弧齿同步轮541连接，两个第二等高销轴568的底部分布设置于相邻的两个第一凹槽551内，第二限位半环567的两端分别与第二等高销轴568的底端相连，第二限位半环567设置于第一固定部553的下侧，第二限位半环567的中部设置有与第二定位销566尺寸相匹配的凸起以对第二定位销566定位。

反缓冲部包括第二压缩弹簧565和第一压缩弹簧564，第一压缩弹簧564和第二压缩弹簧565分别设置于相邻的第一凹槽551与第二凹槽552内，第二压缩弹簧565靠近反限位部设置，第二压缩弹簧565的套筒底部与调焦环57连接，第二压缩弹簧565的弹簧部的顶部与第二凹槽552的顶部相连；第一压缩弹簧564的套筒顶部与圆弧齿同步轮相连，第一压缩弹簧564的弹簧部的底部与第一凹槽551的底部相连。

如图6、7所示，调焦环57内设置有锥形孔571。调焦卡环58可设置于调焦环57的内侧。如图8所示，调焦卡环58上侧均匀分布有多个楔形板581，楔形板581的倾斜角度与调焦环57内的倾斜角度相匹配。调焦卡环58卡入调焦环57与镜头42的焦圈之间的空隙以适于调焦卡环58锁紧焦圈。

进一步优选地，楔形板581内侧附有橡胶垫。将调焦卡环58和镜头之间由刚性链接改为柔性链接，减少了镜头损坏的几率。

检测相机41与镜头42相连位置的外围设置有转接环43，转接环43的外径大于调节转轴的内径，当转接环43接触到转轴端盖59，检测相机41下降就不能再继续下降，起到机械限位作用。

本实施例的工作过程：

先将调焦卡环58卡入调焦环57与镜头42的焦圈之间的空隙以锁紧焦圈。利用镜头42的景深表定位测试距离的粗调位置，通过粗调升降机构带动升降支座21升降，然后升降支座带动相机与镜头42升降，进而实现镜头42物距的粗调。通过微调升降旋转机构实现镜头42物距的微调。通过步进电机544来控制第一圆弧齿同步轮541的运动，第一圆弧齿同步轮541通过浮动传动机构带动调焦环57运动，调焦环带动镜头42的焦圈运动，实现自动调节检测相机41焦距。

以上仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种检测相机的自动调焦系统，其特征在于，其包括：

升降支座，

微调升降旋转机构，其设置于所述升降支座上；

相机支架，所述相机支架的顶部与微调升降旋转机构相连，所述相机支架的底部与检测相机相连，所述检测相机与镜头相连；

调焦轴座，其与升降支座的底部相连，调焦轴座内设有轴承，轴承内设有调节转轴，调节转轴内设有容纳镜头的空间，且调节转轴的内表面与镜头不接触；

圆弧齿同步轮，其顶部与调焦转轴的底部相连，圆弧齿同步轮通过传送带与驱动机构相连；

调焦环，其通过浮动传动机构与所述圆弧齿同步轮相连；

调焦卡环，其设置于调焦环的内侧，所述调焦卡环卡入调焦环与镜头的焦圈之间的空隙以适于调焦卡环锁紧焦圈。

2.根据权利要求1所述的检测相机的自动调焦系统，其特征在于，所述微调升降旋转机构包括手动旋转滑台、电动升降滑台，所述电动升降滑台设置于升降支座上，所述电动升降滑台的滚珠丝杠与伺服电机的输出轴相连，所述手动旋转滑台设置于电动升降滑台上，所述手动旋转滑台与所述相机支架的顶部相连。

3.根据权利要求2所述的检测相机的自动调焦系统，其特征在于，所述电动升降滑台的一侧设置有升降位置传感器。

4.根据权利要求1所述的检测相机的自动调焦系统，其特征在于，所述调焦转轴上侧设置有转轴端盖，所述转轴端盖上安装有感应片，所述调焦轴座上设置有调焦角度传感器。

5.根据权利要求1所述的检测相机的自动调焦系统，其特征在于，所述浮动传动机构包括传动环，所述传动环的顶部均匀设置有多个凸起部，相邻两所述凸起部之间形成第一凹槽，所述凸起部的中部设置有朝向调焦环开口的第二凹槽，所述凸起部的顶部外表面上均匀设置有第一固定部，所述传动环的底部外表面上均匀设置有第二固定部。

6.根据权利要求5所述的检测相机的自动调焦系统，其特征在于，所述传动环上设置有至少两个限位部件，每个限位部件包括沿着传动环的圆周方向依次设置的正限位部、正缓冲部、反限位部和反缓冲部；

正限位部包括一个定位销、两个等高销轴、一个限位半环，定位销的顶部安装于圆弧齿同步轮上，定位销的下端设置于第一凹槽内，两个等高销轴的底部与调焦环连接，两个等高销轴的顶部分别设置于相邻的两个第二凹槽内，限位半环的两端分别与等高销轴的顶端相连，限位半环设置于第二固定部的上侧，限位半环的中部设置有与定位销尺寸相匹配的凸起以对定位销定位；

正缓冲部包括第一压缩弹簧和第二压缩弹簧，第一压缩弹簧和第二压缩弹簧分别设置于相邻的第一凹槽与第二凹槽内，第一压缩弹簧靠近正限位部设置，第一压缩弹簧的套筒顶部与圆弧齿同步轮相连，第一压缩弹簧的弹簧部的底部与第一凹槽的底部相连；第二压缩弹簧的套筒底部与调焦环连接，第二压缩弹簧的弹簧部的顶部与第二凹槽的顶部相连；

反限位部包括一个定位销、两个等高销轴、一个限位半环，定位销的底部安装于调焦环，定位销的上端设置于第二凹槽内，两个等高销轴的顶部与圆弧齿同步轮连接，两个等高销轴的底部分布设置于相邻的两个第一凹槽内，限位半环的两端分别与等高销轴的底端相连，限位半环设置于第二固定部的下侧，限位半环的中部设置有与定位销尺寸相匹配的凸起以对定位销定位；

反缓冲部包括第二压缩弹簧和第一压缩弹簧，第一压缩弹簧和第二压缩弹簧分别设置于相邻的第一凹槽与第二凹槽内，第二压缩弹簧靠近反限位部设置，第二压缩弹簧的套筒底部与调焦环连接，第二压缩弹簧的弹簧部的顶部与第二凹槽的顶部相连；第一压缩弹簧的套筒顶部与圆弧齿同步轮相连，第一压缩弹簧的弹簧部的底部与第一凹槽的底部相连。

7.根据权利要求1所述的检测相机的自动调焦系统，其特征在于，所述调焦环内表面呈锥形。

8.根据权利要求7所述的检测相机的自动调焦系统，其特征在于，所述调焦卡环上侧均匀分布有多个楔形板，所述楔形板的倾斜角度与所述调焦环内的倾斜角度相匹配。

9.根据权利要求1所述的检测相机的自动调焦系统，其特征在于，所述楔形板内侧附有橡胶垫。

10.根据权利要求1所述的检测相机的自动调焦系统，其特征在于，所述升降支座设置于粗调升降机构上。

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