CN207133492U

CN207133492U - 对焦装置及相机

Info

Publication number: CN207133492U
Application number: CN201720892375.2U
Authority: CN
Inventors: 赖明钟
Original assignee: XIAMEN MAIKEMASHI ELECTRONIC INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: XIAMEN MAIKEMASHI ELECTRONIC INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2017-07-21
Filing date: 2017-07-21
Publication date: 2018-03-23
Anticipated expiration: 2027-07-21

Abstract

本实用新型涉及一种对焦装置及相机，其中，自动对焦装置，包括控制单元和分别与所述控制单元连接的测距模块和光学镜头：测距模块，与控制单元连接，以将检测到的相机与拍摄物的距离参数传递给所述控制单元；所述的控制单元与所述的测距模块直接通讯连接并为其供电；所述光学镜头，根据接收到的所述物距调整焦距。本实用新型利用控制单元直接与测距模块通讯并由控制单元的工作电压直接为测距模块供电，无需额外的供电和通讯，提高了自动对焦装置的集成度，而且利用测距模块直接感测镜头与物体的距离，然后依此进行对焦控制，无需图像算法接入，对焦速度高，可以满足高速检测场合需求。

Description

对焦装置及相机

技术领域

本实用新型涉及工业相机领域，尤其涉及一种对焦装置及相机。

背景技术

在工业智能控制应用中，智能图像识别技术已经得到广泛使用，但在很多行业中，如物流等，被检测物的物距是随机的，导致普通的工业镜头很难对全景深成像，导致近处或者远处的成像比较模糊，极大的限制了工业视觉的引用。传统方法使用图像算法和变焦镜头的方法，速度较慢，成本较高。

距离传感器与液体镜头配合方式集成度较低，能实现自动变焦的目的，如中国专利CN103760660A公开了本实用新型涉及一种光学变焦、自动对焦镜头，包括测距模块，数据处理模块，液态镜头驱动电路和镜头，所述镜头包括镜筒，第一液态镜头和第二液态镜头；所述测距模块，数据处理模块，液态镜头驱动电路和镜头依次电连接，第一液态镜头和第二液态镜头固定于镜筒内部，测距模块测量待测对象与镜头的距离并输出代表二者距离的距离电压信号，数据处理模块根据距离电压信号输出物距值，并根据物距值得到驱动电路的输入值，驱动电路根据输入值调节输出到液态镜头上的控制电压，进而调节液态镜头中第一液态镜头和第二液态镜头的焦距。

虽然上述专利能实现测距并自动变焦，但是当将该设计应用于工业相机时，会导致结构复杂，实施成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种直接测距模块由控制单元供电并直接通讯以提高集成度的自动对焦装置。

本实用新型的目的是提供一种将测距模块紧邻地设置在镜头一侧，能有效保证测距准确度和对焦效果的相机。

为实现上述目的，本实用新型公开了一种自动对焦装置，包括控制单元和分别与所述控制单元连接的测距模块和光学镜头：

测距模块，与控制单元连接，以将检测到的相机与拍摄物的距离参数传递给所述控制单元；

所述控制单元，将基于所述距离参数得到的光学镜头的物距输出至所述光学镜头，所述的控制单元与所述的测距模块直接通讯连接并为其供电；

所述光学镜头，根据接收到的所述物距调整焦距。

所述的控制单元包括单片机，所述的测距模块包括距离传感芯片，所述的距离传感芯片与所述的单片机总线通讯。

所述的测距模块还包括用以转变适配距离传感芯片工作电压的电源芯片和用以转变总线通讯信号电压的电平转换芯片。

所述的距离传感芯片与单片机IIC总线通讯所述的控制单元与所述的测距模块直接通讯连接并为其供电。

一种具有所述的自动对焦装置的相机，所述的测距模块固定设置在相机的壳体上且所述的测距模块的测距方向与所述的光学镜头的光轴平行，所述的测距模块安装于所述光学镜头一侧。

所述的测距模块与所述光学镜头的距离为10mm-13mm。

所述的测距模块与所述光学镜头的距离为11mm。

所述的光学镜头对应侧的壳体内部设置有载板，所述的控制单元以及与所述的光学镜头对应的图像传感器固定在所述的载板上。

所述的测距模块还包括四位端子连接器，所述的四位电源线接线端子与控制单元的电源端、接地端、数据线端和时钟信号线端端通过导线对应连接。

所述的光学镜头为液体镜头。

本实用新型利用控制单元直接与测距模块通讯并由控制单元的工作电压直接为测距模块供电，无需额外的供电和通讯，提高了自动对焦装置的集成度，而且利用测距模块直接感测镜头与物体的距离，然后依此进行对焦控制，无需图像算法接入，对焦速度高，可以满足高速检测场合需求。

附图说明

图1所示为本实用新型的相机的内部结构侧视图；

图2所示为本实用新型的相机拆除镜头后结构示意图；

图3所示为本实用新型的相机的内部结构示意图；

图4所示为电源芯片的电路设置示意图；

图5所示为电平转换芯片的电路设置示意图；

图6所示为距离传感芯片的电路设置示意图。

附图标记说明

1、相机连接线 2、接口模块 3、处理器模块 4.电源及显示通讯模块 5、壳体 6、图像采集及控制模块 7、光学镜头 8、距离传感器光孔 9、图像传感器 10、液体镜头电源及通信连接座子 11、集成光源控制连接座子 12、测距模块

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

图1所示为本实用新型的相机的内部结构侧视图；图2所示为本实用新型的相机拆除镜头后结构示意图；图3所示为本实用新型的相机的内部结构示意图；图4所示为电源芯片的电路设置示意图；图5所示为电平转换芯片的电路设置示意图；图6所示为距离传感芯片的电路设置示意图。

如图1-6所示，本实用新型的自动对焦装置，包括控制单元和分别与所述控制单元连接的测距模块12和光学镜头7，如液体镜头，

测距模块12，与控制单元连接，以将检测到的相机与拍摄物的距离参数传递给所述控制单元；

所述控制单元，将基于所述距离参数得到的光学镜头7的物距输出至所述光学镜头7；

所述光学镜头7，根据接收到的所述物距调整焦距。

其中，所述的控制单元与所述的测距模块直接通讯连接并为其供电。

其中，所述的控制单元包括单片机，所述的测距模块12包括距离传感芯片，所述的距离传感芯片与所述的单片机总线通讯，如IIC总线通讯。其中，对于不同单片机工作电压和信号电平的不同，为提高适应性，所述的测距模块还包括用以转变距离传感芯片工作电压的电源芯片和用以转变总线通讯信号电压的电平转换芯片。

作为具体实施例，测距模块包括距离传感芯片GY-VL53L0X，电源芯片MIC5318YD5，电平转换芯片TXS0102DCTR，电容C1～C5、电阻R1～R11。距离传感芯片GY-VL53L0X基于成功的FlightSenseTM技术，距离传感芯片GY-VL53L0X集成940纳米VCSEL光源、SPAD光子检测器和先进微控制器(管理整个测距功能)的测距智能传感器，配合先进的红外滤波器，距离传感芯片GY-VL53L0X具有良好的环境光抗干扰性能，将环境光的影响降至最低。在终端产品应用中，嵌入式微控制器和数字算法可以最大限度降低主机处理负荷和系统功耗。

电源芯片MIC5318YD5及电容C3、C4、C5、R10、R11用以将单片机的工作电压3.8V转换为距离传感芯片GY-VL53L0X所需要的工作电压2.8V，电平转换芯片TXS0102DCTR及C1、C2、R5～R9把单片机发出来的3.3V的SDA、SCL转换为距离传感芯片GY-VL53L0X的工作通讯信号2.8V的SDA和SCL；距离传感器GY-VL53L0X及上拉R1～R4配置工作状态。各芯片的具体周边电路连接与现有技术类似，在此不再展开描述。

工作的时候单片机通过IIC总线经过电平转换后与距离传感芯片直接通讯并读取距离传感器的测量的距离数据，计算得到对应的物距，通过查寄存器中的表找出对应的液体镜头适配距离的参数，通过串口把对应的参数传递到液体镜头的控制器中，实现快速的对焦拍照。

本实用新型同时公开了一种具有所述的自动对焦装置的相机，该相机的包括相机连接线1、接口模块2、处理器模块3、电源及显示通讯模块4、壳体5、图像集采及控制模块6、所述的光学镜头7、图像传感器9、用于液体镜头电源供电及通讯控制的液体镜头电源及通信连接座子10、用于LED灯的供电及控制的集成光源控制连接座子11，以及所述的测距模块12；其中相机连接线1用于连接相机同相机IO板的电源及通讯线；接口模块2，包括与其他系统进行通信的多种接口及其驱动；处理器模块3，包括多级处理器，用以实现图像的采集和视觉分析；电源及显示通讯模块4，包括电源及管理模块，用于为相机中各部分提供合适电源，及VGA显示驱动和串口通讯；壳体5，用于安装和保护构成相机的各种组件；图像集采及控制模块6，包括图像采集模块如用于采图的CMOS图像传感器9，和所述的控制单元以及光源的控制电路，其中，光学镜头7设置侧的壳体5内部设置有载板13，包括所述的控制单元和图像传感器9的图像采集及控制模块6固定在所述的载板13上。载板13临近光学镜头7和测距模块12设置，减少空间复杂性，便于内部线路布置，同时，所述的测距模块12还包括四位端子连接器，通过导线将四位端子连接器与控制单元的电源端VDD、接地端GND、数据线端SDA和时钟信号端SCL端对应连接，四位端子连接器的使用，进一步减少连接的复杂性，简单连接即可实现供电和通讯。

同时，在壳体上设置有一对距离传感器光孔8，所述的测距模块12对应地安装贴合在距离传感器光孔8处的壳体5的内表面，其中，所述的测距模块12的测距方向与所述的光学镜头7的光轴平行，所述的测距模块12的安装位置位于光学镜头7一侧。其中，所述的测距模块12与液体镜头7的距离为10-13mm，优选地所述的测距模块12，即距离传感器光孔8与液体镜头的距离为11mm。

本实用新型的相机，优选为工业相机，集成度高，将测距模块集成到相机内部，同时将测距模块设置在智能相机镜头边上，并控制测距模块与镜头距离小至11mm，测量得到的距离准确度高，对焦效果好。

所述的相机的对焦方法，包括以下步骤，

1)测距模块12检测相机与拍摄物的距离；

2)控制单元直接读取测距模块12的感测距离并计算光学镜头7的物距，

3)根据物距匹配的光学镜头的参数调整焦距。

本实用新型直接读取距离参数并换算成物体的距离，然后通过查表找出对应的液体镜头适配距离的参数，实现快速的对焦拍照无需图像算法接入，对焦速度高，可以满足高速检测场合需求；

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims

1.一种自动对焦装置，其特征在于，包括控制单元和分别与所述控制单元连接的测距模块和光学镜头：

所述光学镜头，根据接收到的所述物距调整焦距。

2.如权利要求1所述的自动对焦装置，其特征在于，所述的控制单元包括单片机，所述的测距模块包括距离传感芯片，所述的距离传感芯片与所述的单片机总线通讯。

3.如权利要求2所述的自动对焦装置，其特征在于，所述的测距模块还包括用以转变适配距离传感芯片工作电压的电源芯片和用以转变总线通讯信号电压的电平转换芯片。

4.如权利要求2所述的自动对焦装置，其特征在于，所述的距离传感芯片与单片机IIC总线通讯所述的控制单元与所述的测距模块直接通讯连接并为其供电。

5.一种具有如权利要求1-4任一项所述的自动对焦装置的相机，所述的测距模块固定设置在相机的壳体上且所述的测距模块的测距方向与所述的光学镜头的光轴平行，所述的测距模块安装于所述光学镜头一侧。

6.如权利要求5所述的相机，其特征在于，所述的测距模块与所述光学镜头的距离为10mm-13mm。

7.如权利要求5所述的相机，其特征在于，所述的测距模块与所述光学镜头的距离为11mm。

8.如权利要求5所述的相机，其特征在于，所述的光学镜头对应侧的壳体内部设置有载板，所述的控制单元以及与所述的光学镜头对应的图像传感器固定在所述的载板上。

9.如权利要求5所述的相机，其特征在于，所述的测距模块还包括四位端子连接器，所述的四位电源线接线端子与控制单元的电源端、接地端、数据线端和时钟信号线端端通过导线对应连接。

10.如权利要求5所述的相机，其特征在于，所述的光学镜头为液体镜头。