CN203535295U - 一种自动变焦机构 - Google Patents
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Abstract
本装置涉及透镜组机构变焦领域，尤其是涉及用来控制透镜组焦距的一种自动变焦机构。本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种自动变焦机构，采用步进电机搭配丝杆、滑块的传动方式，可以简化变焦结构，尽量减小镜头体积，满足多种使用环境。本装置包括驱动控制器、传动机构、固定机构，所述控制驱动板接收端与上位机双向连接，控制驱动板控制端与传动机构接收端连接，传动机构输出端与固定机构连接。
Description
技术领域
本装置涉及透镜组机构变焦领域，尤其是涉及用来控制透镜组焦距的一种自动变焦机构。
背景技术
目前的变焦机构多应用于摄像头、建议数码相机、具有拍照或者录像功能的移动电话等电子装置中，这些内置成像模组的电子装置因其自身厚度的限制，要求其中变焦机构的结构尽可能简单，体积尽可能小，但是现在多采用电机配合多级齿轮传动的方式，存在结构复杂，体积大的缺点。
2004年5月25日公告的美国专利第67414000号揭示了一种两群式变焦镜头的变焦机构，其具有两个透镜框、连接两透镜框的弹簧机一凸轮筒。其中一透镜框上设有驱动杆及眼广州方向延伸的长槽，另一透镜框上设有与长槽配合的凸起，凸轮筒上设有驱动杆相对于定位齿。变焦时，调节驱动杆与定位齿的配合位置以转动设有该驱动杆的透镜框，该透镜框与弹簧一起带动另一透镜框一同绕光轴转动，该两透镜框上还分别设有凸轮跟随件，与凸轮筒内的相应凸轮轨道配合，故，该透镜框转动的同时沿光轴移动，以改变两透镜单元间的距离。但由于该变焦机构通过设有长槽以及驱动杆的透镜框与设有定位齿的凸轮筒之间的相对运动而移动两透镜单元，因而其变焦过程仍较复杂，体积亦相对较大，故该变焦镜头的变焦机构仍难以应用在内置有成像模组的较薄电子装置内。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种自动变焦机构，采用步进电机搭配丝杆、滑块的传动方式，可以简化变焦结构，尽量减小镜头体积，满足多种使用环境。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种自动变焦机构包括驱动控制器、传动机构、固定机构，所述控制驱动板接收端与上位机双向连接，控制驱动板控制端与传动机构接收端连接，传动机构输出端与固定机构连接。
所述驱动控制器包括处理器、驱动芯片、串口芯片，所述上位机通过串口芯片与处理器双向通讯连接，处理器输出端与驱动芯片输入端连接，驱动芯片输出端与传动机构接收端连接，驱动芯片输出端是驱动控制器控制端。
所述固定机构包括外框架、光源、透镜组、平镜，所述外框架形状为中空圆柱体，外框架左端为固定光源的左端盖，外框架右端为固定平镜的右端盖，外框架凸起部分设置缺口，用于第一滑块在丝杆上滑动；传动机构固定于外框架凸起部分，透镜组固定于外框架中部。
所述传动机构包括步进电机、丝杆、滑杆、第一滑块、第二滑块、透镜1、透镜1夹具，所述驱动芯片输出端控制步进电机转动，丝杆与步进电机输出轴固定连接，并随步进电机转动；第一滑块与丝杆螺纹连接，透镜通过第二滑块与滑杆连接，第一滑块带动透镜夹具在滑杆上移动，滑杆固定于外框架与右端盖之间。
所述固定机构还包括透镜组夹具，所述透镜组夹具是中空端面，所述透镜组夹具固定透镜组。
所述传动机构还包括透镜夹具，所述透镜夹具是中空端面，所述透镜夹具固定透镜。
所述透镜组、透镜、平镜中心在同一条外框架轴线上。 
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是:
1） 采用步进电机作为动力源，通过丝杆、第一滑块1、透镜1夹具、第二滑块2和滑杆组成的机构带动透镜移动实现变焦，结构简单可靠，定位快速准确。
2） 本实用新型采用步进电机配合丝杆、滑块的传动方式，结构简单，定位可靠，可以广泛应用于各种视频监控系统。
附图说明
本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是沿着外框架主轴线剖视图。
图2是图1从A-A线的右剖面图。
图3是图1去除外框架拆分图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
一：工作原理：
1）驱动控制器中的串口芯片接收上位机信号，采用全双工方式与上位机通信；处理器分析处理得到的上位机信号，并控制驱动芯片工作；
2）步进电机被驱动芯片驱动。丝杆与步进电机连接，并随之同步转动。第一滑块1通过螺纹与丝杆连接。透镜夹具与第一滑块嵌套并紧密连接，并通过第二滑块2与滑杆连接。第一透镜固定在透镜夹具上。透镜组通过透镜组夹具固定在外框架上。平镜固定在外框架右端盖上。
3）驱动控制器根据上位机命令控制步进电机转动，步进电机带动丝杆转动，丝杆带动第一滑块1滑动，第一滑块1带动透镜夹具通过第二滑块2在滑杆上水平移动，从而使得透镜水平移动。由于透镜组与外框架固定，从而使得透镜和透镜组之间的水平距离产生变化。
4）驱动控制器根据上位机信息分析透镜相对透镜组需要水平移动的距离，根据丝杆和第一滑块1的结构参数计算出步进电机需要转动的圈数和方向。通过控制处理器向驱动芯片发送的脉冲数量和方向信号，即可精确控制透镜1水平移动的距离和方向。
二：本装置结构：
如图1、图2、图3所示，包括驱动控制器、传动机构、固定机构，所述控制驱动板接收端与上位机双向连接，控制驱动板控制端与传动机构接收端连接，传动机构输出端与固定机构连接。
21）固定机构
包括外框架、光源、透镜组、平镜，所述外框架形状为中空圆柱体，外框架左端为固定光源的左端盖，外框架右端为固定平镜的右端盖，外框架凸起部分设置缺口，用于第一滑块在丝杆上滑动；传动机构固定于外框架凸起部分，透镜组固定于外框架中部。
外框架是塑料材质，或者其他不导电材料。
透镜组的结构为圆形光学镜片。
光源、透镜组、透镜、平镜的中心在同一条轴线上。
在上述基础上，固定机构还包括透镜组夹具，所述透镜组夹具是中空端面，所述透镜组夹具固定透镜组，滑杆固定于外框架中段与右端盖之间。透镜组夹具的结构为中空圆柱体。
透镜组通过透镜组夹具固定于外框架上，滑杆左端固定于外框架中段，用螺钉连接，位置关系见图1。
22）传动机构
包括步进电机、丝杆、滑杆、第一滑块、第二滑块、透镜1、透镜夹具，所述处理器控制端控制步进电机转动，丝杆与步进电机输出轴固定连接，并随步进电机转动；第一滑块与丝杆螺纹连接，透镜通过第二滑块与滑杆连接，第一滑块带动透镜夹具在滑杆上移动，滑杆右端与外框架右端盖固定连接。
所述传动机构还包括透镜夹具，所述透镜夹具是中空端面，所述透镜夹具固定透镜。透镜夹具的结构圆形光学镜片。
透镜固定于透镜夹具内，通过电机带动滑块1在滑杆上左右移动。
实施例一：自动变焦机构的实施方法可以如下：
处理器采用STC12C2052AD，驱动芯片采用L298，串口芯片采用MAX490ESA。处理器通过串口芯片接收上位机发送的信号，经分析处理后控制驱动芯片工作。步进电机采用OT-SM08L-015A，被驱动芯片驱动。丝杆被步进电机带动，与步进电机同步转动。滑块1位于丝杆上，通过螺纹与丝杆连接，从而将丝杆的转动转变为滑块1的水平移动。
透镜固定在透镜夹具上，透镜夹具嵌套在第一滑块1上并与之紧密连接，同时通过滑块2与滑杆连接。第一滑块1水平移动会带动透镜夹具通过第二滑块2在滑杆上水平运动，从而带动透镜水平运动。透镜组通过透镜组夹具固定在外框架上。光源固定在外框架左端盖上，从而使得透镜组和光源之间保持固定不变的距离。当步进电机转动，带动丝杆随之转动，使得第一滑块1带动透镜夹具和透镜在滑杆上水平移动，从而改变透镜和透镜组之间的距离，起到改变光路焦距的作用。
采用步进电机作为动力源，采用丝杆和第一滑块1、第二滑块2和滑杆的传动结构。当处理器接收到上位机信息后，分析完毕得到透镜1需要移动的距离，根据丝杆和滑块1的结构参数，即可计算出步进电机需要转的圈数。步进电机具有固定的步距角，处理器通过驱动芯片向步进电机发送方向信号和一组脉冲，步进电机就相应转动一个步距角。通过控制处理器向驱动芯片发送的脉冲数量和方向信号，即可控制步进电机的转动圈数和方向，从而起到控制透镜1移动距离和方向的作用。
本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
Claims (7)
1.一种自动变焦机构，其特征在于包括驱动控制器、传动机构、固定机构，所述控制驱动板接收端与上位机双向连接，控制驱动板控制端与传动机构接收端连接，传动机构输出端与固定机构连接。
2.根据权利要求1所述的一种自动变焦机构，其特征在于所述驱动控制器包括处理器、驱动芯片、串口芯片，所述上位机通过串口芯片与处理器双向通讯连接，处理器输出端与驱动芯片输入端连接，驱动芯片输出端与传动机构接收端连接，驱动芯片输出端是驱动控制器控制端。
3.根据权利要求1所述的一种自动变焦机构，其特征在于所述固定机构包括外框架、光源、透镜组、平镜，所述外框架形状为中空圆柱体，外框架左端为固定光源的左端盖，外框架右端为固定平镜的右端盖，外框架凸起部分设置缺口，用于第一滑块在丝杆上滑动；传动机构固定于外框架凸起部分，透镜组固定于外框架中部。
4.根据权利要求3所述的一种自动变焦机构，其特征在于所述传动机构包括步进电机、丝杆、滑杆、第一滑块、第二滑块、透镜、透镜夹具，所述驱动芯片输出端控制步进电机转动，丝杆与步进电机输出轴固定连接，并随步进电机转动；第一滑块与丝杆螺纹连接，透镜通过第二滑块与滑杆连接，第一滑块带动透镜夹具在滑杆上移动，滑杆固定于外框架与右端盖之间。
5.根据权利要求4所述的一种自动变焦机构，其特征在于所述固定机构还包括透镜组夹具，所述透镜组夹具是中空端面，所述透镜组夹具固定透镜组。
6.根据权利要求1所述的一种自动变焦机构，其特征在于所述传动机构还包括透镜夹具，所述透镜夹具是中空端面，所述透镜夹具固定透镜。
7.根据权利要求4或5所述的一种自动变焦机构，其特征在于所述透镜组、透镜、平镜中心在同一条外框架轴线上。
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