CN208386764U - 一种带自动测距对焦功能的成像装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带自动测距对焦功能的成像装置，包括驱动装置、成像装置、第一安装座、位移传感器、第二安装座机PLC控制模块。驱动装置包括伺服电机、伺服驱动器、丝杆组件及升降板，所述伺服电机在所述伺服驱动器控制下驱动所述丝杆组件，所述升降板在所述丝杆组件驱动下升降；成像装置包括相机及与相机相连的镜头；第一安装座可调高低地连接在升降板上，相机安装在第一安装座中；位移传感器用于检测其距待检测物表面的距离并通过电压信号表达；第二安装座可调高低地连接在升降板上，位移传感器固定在第二安装座中，位移传感器的测量点与镜头的中心点重合；PLC控制模块根据电压信号发送校正脉冲给伺服驱动器，完成自动测距对焦。

Description

一种带自动测距对焦功能的成像装置

技术领域

本实用新型涉及成像装置，具体涉及一种带自动测距对焦功能的成像装置。

背景技术

机器视觉是人工智能正在快速发展的一个分支，简单来说，机器视觉即是用机器代替人眼来做测量与判断。而成像装置即是机器视觉中的重要一环，其用于获取待检测物的图像信号并传送给专用的图像处理系统，经图像处理系统分析而判别出是否存在瑕疵。

传统的成像装置通常大多通过调节镜头与相机之间的距离实现对焦，如授权公告日为2018年01月26日、授权公告号为CN206930878U的《一种自动对焦装置及相机》，其结构过于复杂，成本较高，不利于推广。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、并能实现自动测距对焦功能的成像装置。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种带自动测距对焦功能的成像装置，包括：

驱动装置，所述驱动装置包括伺服电机、伺服驱动器、丝杆组件及升降板，所述伺服电机在所述伺服驱动器控制下驱动所述丝杆组件，所述升降板在所述丝杆组件驱动下升降；

成像装置，所述成像装置包括相机及与所述相机相连的镜头；

第一安装座，所述第一安装座可调高低地连接在所述升降板上，所述相机安装在所述第一安装座中；

位移传感器，其包括激光脉冲发生电路及接收电路，所述激光脉冲发生电路用于发射脉冲至待检测物表面，所述接收电路用于接收经所述待检测物表面所反射的光强信号并转化为电压信号；

第二安装座，所述第二安装座可调高低地连接在所述升降板上，所述位移传感器固定在所述第二安装座中，所述位移传感器的测量点与所述镜头的中心点重合；

PLC控制模块，所述PLC控制模块根据所述电压信号发送校正脉冲给所述伺服驱动器，以进行升降板高度的调整，完成自动测距对焦。

进一步地，所述第一安装座包括上下调节座及相机安装板；所述上下调节座由一竖板及一水平板组成L型，其竖板上设有两竖直条形孔，以实现其在所述升降板上的上下调节及固定；所述相机安装板上加工有两道对称的弧形孔，以实现其在所述水平板上的旋转调节及固定；所述相机安装在所述相机安装板中。

进一步地，所述第二安装座包括导轨、滑台及安装框；所述导轨竖直安装在所述升降板上；所述滑台滑动安装在所述导轨上，并设有锁止螺栓；所述安装框安装在所述滑台上；所述位移传感器安装在所述安装框中。

进一步地，所述激光脉冲发生电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第二电容、NPN型三极管、PNP型三极管、二极管及半导体激光器；所述第一电阻及第一电容串联后连接所述NPN型三极管的基极，所述第二电阻的一端连接所述NPN型三极管的基极，所述第二电阻的另一端接地，所述NPN型三极管的发射极接地，所述NPN型三极管的集电极与所述PNP型三极管的基极相连，所述第三电阻并联在所述PNP型三极管的基极与发射极上，所述第四电阻连接所述PNP型三极管的发射极，所述PNP型三极管的集电极与所述NPN型三极管的基极相连，所述PNP型三极管的发射极依次串联所述第二电容及半导体激光器后接地，所述二极管及第五电阻并联在所述半导体激光器的两端。

进一步地，所述接收电路包括第六电阻、第七电阻、第三电容、APD以及运算放大器，所述APD的一端串联所述第六电阻后接入驱动电源，所述APD的另一端接入所述运算放大器的反相输入端，所述第三电容的一端与所述第六电阻及APD的连接端连接，所述第三电容的另一端接地，所述第七电阻并联在所述运算放大器的反相输入端与信号输出端上，所述运算放大器的同相输入端接地。

采用上述技术方案后，本实用新型与背景技术相比，具有如下优点：本实用新型不改变镜头与相机的固定关系，而是通过位移传感器测量其距离待测物表面的距离，从而控制升降板的升降以调整镜头与被测物表面的距离，实现自动对焦，具有结构简单，稳定性高的特点。

附图说明

图1为本实用新型结构图；

图2为本实用新型系统框图；

图3为本实用新型镜头与位移传感器的位置关系示意图；

图4为本实用新型激光脉冲发生电路图；

图5为本实用新型接收电路图。

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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型中需要说明的是，术语“上”“下”“左”“右”“竖直”“水平”“内”“外”等均为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示本实用新型的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例

请参考图1及图2所示，本实用新型公开了一种带自动测距对焦功能的成像装置，其包括驱动装置、成像装置、第一安装座、位移传感器4、第二安装座以及PLC控制模块(图1中未示出)。

所述驱动装置包括伺服电机11、伺服驱动器(图1中未示出)、丝杆组件12及升降板13。所述伺服电机11在所述伺服驱动器控制下驱动所述丝杆组件12，所述升降板13在所述丝杆组件12驱动下升降。

所述成像装置包括相机21及与所述相机21相连的镜头22。

所述第一安装座包括上下调节座31及相机安装板32。所述上下调节座31由一竖板及一水平板组成L型，其竖板上设有两竖直条形孔311，以实现其在所述升降板13上的上下调节及固定。所述相机安装板32上加工有两道对称的弧形孔321，以实现其在所述水平板上的旋转调节及固定。所述相机21安装在所述相机安装板32中。为了便于微调相机21的旋转角度，所述第一安装座3还包括旋转调节板33，所述旋转调节板33连接在所述水平板上，所述旋转调节板33的两侧加工均加工有一螺纹孔331，螺栓旋接在所述螺纹孔331上并旋出以抵接在所述相机安装板32上，通过调整两个螺栓的伸出长度，即可微调相机的旋转度。

所述第二安装座包括导轨51、滑台52及安装框53。所述导轨51竖直安装在所述升降板13上；所述滑台52滑动安装在所述导轨上，并设有锁止螺栓521；所述安装框53安装在所述滑台52上；所述位移传感器4安装在所述安装框中。请参考图3所示，所述位移传感器4的测量点与所述镜头22的中心点重合。

所述位移传感器4其包括激光脉冲发生电路及接收电路，所述激光脉冲发生电路用于发射脉冲至待检测物表面，所述接收电路用于接收经所述待检测物表面所反射的光强信号并转化为电压信号。

当所述待测物表面与所述位移传感器4的距离不同时，所述接收电路接收的光强信号不同，因此，所转换的电压信号也不同，所述PLC控制模块根据所述电压信号即可判断距离远近并发送对应的校正脉冲给所述伺服驱动器，所伺服驱动器控制伺服电机11运行，即驱动丝杆组件12以升降所述升降板13，完成自动测距对焦。

请参考图4所示，所述激光脉冲发生电路包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一电容C1、第二电容C2、NPN型三极管Q1、PNP型三极管Q2、二极管D1及半导体激光器LD。所述第一电阻R1及第一电容C1串联后连接所述NPN型三极管Q1的基极，所述第二电阻R2的一端连接所述NPN型三极管Q1的基极，所述第二电阻R2的另一端接地，所述NPN型三极管Q1的发射极接地，所述NPN型三极管Q1的集电极与所述PNP型三极管Q2的基极相连，所述第三电阻R3并联在所述PNP型三极管Q2的基极及集电极上，所述第四电阻R4连接所述PNP型三极管Q2的发射极，所述PNP型三极管Q2的集电极与所述NPN型三极管Q1的基极相连，所述PNP型三极管Q2的发射极依次串联所述第二电容C2及半导体激光器LD后接地。所述二极管D1及第五电阻R5并联在所述半导体激光器的两端以抑制所述半导体激光器LD的反向脉冲。

如此，当TRIGER为低电平时，NPN型三极管Q1及PNP型三极管Q2截止，高电压经第四电阻R4、第二电容C2、二极管D1及第五电阻R5并联电路向电容C2充电，使C2两端的电压达到150V左右；当给TRIGER高电平时，NPN型三极管Q1、PNP型三极管02导通，第二电容C2经NPN型三极管Q1、PNP型三极管02及半导体激光器LD放电，此时，半导体激光器LD在一个很短时间内可通过一个峰值电流大约为20A左右的电流脉冲，使其发出相应峰值功率大约为20w的激光脉冲。

请参考图5所示，所述接收电路包括第六电阻、第七电阻、第三电容、APD以及运算放大器，所述APD的一端串联所述第六电阻后接入驱动电源，所述APD的另一端接入所述运算放大器的反相输入端，所述第三电容的一端与所述第六电阻及APD的连接端连接，所述第三电容的另一端接地，所述第七电阻并联在所述运算放大器的反相输入端与信号输出端上，所述运算放大器的同相输入端接地。

其中，APD采用的型号是C30724,VH为APD的工作电压(160V)。第六电阻R6为限流电阻，用于保护APD，防止电流过大烧坏晶体管，第三电容C3为滤波电容，靠近APD放置，用于滤除高压引起的杂波。由于APD把接收到的光信号转换为电流信号，因此运算放大器OPA356和第七电阻R7完成电流转电压功能，把APD输出的电流信号转换为电压信号U，提供给所述PLC控制模块分析。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种带自动测距对焦功能的成像装置，其特征在于，包括：

驱动装置，所述驱动装置包括伺服电机、伺服驱动器、丝杆组件及升降板，所述伺服电机在所述伺服驱动器控制下驱动所述丝杆组件，所述升降板在所述丝杆组件驱动下升降；

成像装置，所述成像装置包括相机及与所述相机相连的镜头；

第一安装座，所述第一安装座可调高低地连接在所述升降板上，所述相机安装在所述第一安装座中；

位移传感器，其包括激光脉冲发生电路及接收电路；所述激光脉冲发生电路用于发射脉冲至待检测物表面，所述接收电路用于接收经所述待检测物表面所反射的光强信号并转化为电压信号；

第二安装座，所述第二安装座可调高低地连接在所述升降板上，所述位移传感器固定在所述第二安装座中，所述位移传感器的测量点与所述镜头的中心点重合；

PLC控制模块，所述PLC控制模块根据所述电压信号发送校正脉冲给所述伺服驱动器，以进行升降板高度的调整，完成自动测距对焦。

2.如权利要求1所述的一种带自动测距对焦功能的成像装置，其特征在于：所述第一安装座包括上下调节座及相机安装板；所述上下调节座由一竖板及一水平板组成L型，其竖板上设有两竖直条形孔，以实现其在所述升降板上的上下调节及固定；所述相机安装板上加工有两道对称的弧形孔，以实现其在所述水平板上的旋转调节及固定；所述相机安装在所述相机安装板中。

3.如权利要求1所述的一种带自动测距对焦功能的成像装置，其特征在于：所述第二安装座包括导轨、滑台及安装框；所述导轨竖直安装在所述升降板上；所述滑台滑动安装在所述导轨上，并设有锁止螺栓；所述安装框安装在所述滑台上；所述位移传感器安装在所述安装框中。

4.如权利要求1所述的一种带自动测距对焦功能的成像装置，其特征在于：所述激光脉冲发生电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第二电容、NPN型三极管、PNP型三极管、二极管及半导体激光器；所述第一电阻及第一电容串联后连接所述NPN型三极管的基极，所述第二电阻的一端连接所述NPN型三极管的基极，所述第二电阻的另一端接地，所述NPN型三极管的发射极接地，所述NPN型三极管的集电极与所述PNP型三极管的基极相连，所述第三电阻并联在所述PNP型三极管的基极与发射极上，所述第四电阻连接所述PNP型三极管的发射极，所述PNP型三极管的集电极与所述NPN型三极管的基极相连，所述PNP型三极管的发射极依次串联所述第二电容及半导体激光器后接地，所述二极管及第五电阻并联在所述半导体激光器的两端。

5.如权利要求4所述的一种带自动测距对焦功能的成像装置，其特征在于：所述接收电路包括第六电阻、第七电阻、第三电容、APD以及运算放大器，所述APD的一端串联所述第六电阻后接入驱动电源，所述APD的另一端接入所述运算放大器的反相输入端，所述第三电容的一端与所述第六电阻及APD的连接端连接，所述第三电容的另一端接地，所述第七电阻并联在所述运算放大器的反相输入端与信号输出端上，所述运算放大器的同相输入端接地。