TWI792521B - 調焦機構及調焦設備 - Google Patents

Abstract

本申請提供了一種調焦機構，用於驅動調焦模組上下移動，包括基座、驅動組件和光柵感測器。驅動組件連接於所述基座上，所述驅動組件包括線性馬達和氣缸，所述氣缸用於支撐所述調焦模組，所述線性馬達用於驅動所述調焦模組移動。光柵感測器與所述線性馬達電性連接，用於即時監測並回饋由所述線性馬達驅動的所述調焦模組的位置。本申請提高了線性馬達驅動調焦模組移動的精度，同時，還減少線性馬達產生的熱量以及向調焦模組傳遞的熱量，進一步提高調焦模組調焦的精度。本申請還提供一種調焦設備。

Description

調焦機構及調焦設備

本申請涉及攝像頭調焦的技術領域，尤其涉及一種調焦機構及調焦設備。

隨著電子裝置中攝像頭的小型化發展，現有的攝像頭也趨於越來越薄的發展趨勢，這樣攝像頭中後焦調節的距離也越來越小，這樣對於現有的設備中調焦的精度要求也越來越高。目前的調焦機構大多是使用滾珠螺杆搭配伺服馬達驅動，基於滾珠螺杆與螺帽之間在加工與組裝過程中會產生間隙以及滾珠螺杆的加工精度和組裝精度，難以達到目前調焦所需的精度。

有鑑於此，本申請提供一種調焦機構，用以解決以上問題。

本申請還提供一種調焦設備。

一種調焦機構，用於驅動調焦模組上下移動，包括基座、驅動組件和光柵感測器。驅動組件連接於所述基座上，所述驅動組件包括線性馬達和氣缸，所述氣缸用於支撐所述調焦模組，所述線性馬達用於驅動所述調焦模組移動。光柵感測器與所述線性馬達電性連接，用於即時監測並回饋由所述線性馬達驅動的所述調焦模組的位置。

在一些實施方式中，所述光柵感測器包括光柵尺和與所述光柵尺電性連接的光柵讀數頭，所述光柵尺設置於所述基座上，且所述光柵尺的長度方向與所述調焦模組的運動方向一致，所述光柵讀數頭用於讀取移動的所述調焦模組與所述光柵尺的相對位置。

在一些實施方式中，所述氣缸上還連接有氣壓調節件，所述氣壓調節件包括儲氣筒和控制所述氣缸氣體壓強的調壓閥，所述調壓閥連接在所述儲氣筒與所述氣缸之間。

在一些實施方式中，所述氣壓調節件還包括空氣篩檢程式，所述空氣篩檢程式連接於所述儲氣筒與所述調壓閥之間。

在一些實施方式中，所述氣壓調節件還包括連接在所述氣缸上的壓力感測器。

在一些實施方式中，所述基座包括底座、支撐架和設置於所述支撐架上的頂板，所述支撐架設置於所述底座上，所述頂板用於連接所述調焦模組，所述氣缸與所述頂板固定連接，所述氣缸的活塞杆伸出所述頂板並用於支撐所述調焦模組。

在一些實施方式中，所述線性馬達設置於所述支撐架上，所述線性馬達上固定連接有傳動板，所述傳動板沿著所述基座到所述頂板的方向設置，所述傳動板一端伸出所述頂板用於與所述調焦模組固定。

在一些實施方式中，所述線性馬達為無鐵心式線性馬達。

本申請還提供一種調焦設備，包括調焦模組，還包括所述的調焦機構，所述調焦模組包括承載板和與所述承載板連接的滑動件，所述承載板分別與所述線性馬達和所述氣缸固定連接，所述滑動件設置於所述承載板朝向所述基座的表面上，所述支撐架上設有與所述滑動件滑動連接的滑軌。

在一些實施方式中，所述滑動件設有兩個，兩個所述滑動件分別設置在所述承載板的兩側，所述支撐架上設有對應兩組滑軌。

本申請中，通過線性馬達和光柵感測器的配合可以精準控制調焦模組的移動距離，提高了調焦模組調焦的精度；通過調焦模組與氣缸連接，氣缸提供一個支撐調焦模組的作用力，使得在線性馬達工作的過程中，不提供支撐調焦模組自身重力的作用力，減少線性馬達的工作輸出功率，減少線性馬達產生的熱量，進一步減小熱量向調焦模組的傳遞，提高調焦模組調焦的精度。

100:調焦機構

10:基座

11:底座

12:支撐架

121:第一板

122:第二板

123:第三板

124:滑軌

125:容置腔

13:頂板

131:第一通孔

132:第二通孔

20:驅動組件

21:線性馬達

22:氣缸

221:活塞杆

23:傳動板

30:光柵感測器

31:光柵尺

32:光柵讀數頭

40:氣壓調節件

41:儲氣筒

42:空氣篩檢程式

43:調壓閥

44:壓力感測器

45:氣源

200:調焦設備

210:調焦模組

211:承載板

212:滑動件

2121:固定板

2122:滑塊

2123:加強板

圖1為本申請實施例提供的一種調焦設備的結構示意圖。

圖2為圖1所示一實施例中調焦設備的局部爆炸圖。

圖3為圖1所示一實施例中調焦設備沿III-III的剖視圖。

圖4為圖1所示一實施例中氣缸與氣壓調節件的連接示意圖。

圖5為圖1所示一實施例中調焦設備中滑動件的爆炸圖。

下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。

需要說明的是，當元件被稱為“固定於”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。當一個元件被認為是“設置於”另一個元件，它可以是直接設置在另一個元件上或者可能同時存在居中元件。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本申請的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本申請的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在於限制本申請。

為能進一步闡述本申請達成預定目的所採取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施方式，對本申請作出如下詳細說明。

請參閱圖1、圖2和圖3，本申請實施例提供一種調焦機構100，用於驅動調焦設備200中的調焦模組210上下移動。調焦模組210是用於將鏡頭模組(圖未示)的最佳清晰點投至感光元件上，以確保鏡頭模組的正常使用，視場效果最佳，顯示圖像更加清晰。調焦機構100包括基座10、驅動組件20和光柵感測器30。驅動組件20設置於基座10上，驅動組件20包括線性馬達21和氣缸22，線性馬達21和氣缸22均與調焦模組210連接，線性馬達21驅動調焦模組210移動，氣缸22支撐調焦模組210。線性馬達21和氣缸22的運動方向一致。光柵感測器30設置於基座10上且與線性馬達21電性連接，用於即時監測並及時回饋由線性馬達21驅動的調焦模組210的位置。

參閱圖1和圖2，在一些實施例中，基座10包括底座11、支撐架12和設置在支撐架12上的頂板13，支撐架12包括第一板121、第二板122和第三板123，第二板122設置在第一板121和第三板123之間，頂板13固定設置在第一板121、第二板122和第三板123上。基座10、第一板121、第二板122、第三板123和頂板13圍合形成一個具有開口的容置腔125，氣缸22和線性馬達21均設置於容置腔125內且間隔設置，調焦模組210設置於頂板13上。

參閱圖2和圖3，在一些實施例中，線性馬達21安裝於第三板123上，線性馬達21上還固定連接有傳動板23。傳動板23可以通過螺栓固定於線性馬達21上並隨著線性馬達21沿著底座11到頂板13方向做直線運動。頂板13上開設有第一通孔131，傳動板23穿過第一通孔131並固定連接於調焦模組210上。通過線性馬達21帶動傳動板23上下移動，進而帶動調焦模組210上下移動。

參閱圖2，光柵感測器30包括光柵尺31和光柵讀數頭32，光柵尺31固定於第一板121背離容置腔125的表面上，光柵尺31的長度方向沿著底座11到頂板13方向設置，光柵尺31的長度方向與調焦模組210的移動方向一致。 光柵讀數頭32設置於調焦模組210上，並與調焦模組210固定連接。光柵讀數頭32隨著調焦模組210的移動而移動，並讀取調焦模組210移動的距離，因此，通過光柵讀數頭32與光柵尺31的配合可以精準確定線性馬達21驅動調焦模組210移動的距離，使調焦模組210調焦的精度達到納米級。

參閱圖2和圖3，在一些實施例中，氣缸22固定於頂板13上，頂板13上開設有第二通孔132，所述氣缸22的活塞杆221穿過第二通孔132並與調焦模組210固定連接。在調焦模組210移動過程中，氣缸22始終對調焦模組210起到支撐作用並提供一個與調焦模組210自身結構的重量相同的作用力，使得線性馬達21帶動調焦模組210運動變成了接近零負載的運動，進一步減小線性馬達21的輸出功率，進而減小對線性馬達21產生的熱量，減少通過傳動板23朝向調焦模組210傳遞的熱量，進一步提高調焦模組210調焦的精度。

參閱圖3和圖4，在一些實施例中，氣缸22上還連接有氣壓調節件40，氣壓調節件40用於調整氣缸22內的壓強，使得氣缸22內提供的支撐作用力，與調焦模組210的重量以及放置於調焦模組210上不同重量的鏡頭模組(圖未示)的總重量始終保持平衡。氣壓調節件40包括儲氣筒41、空氣篩檢程式42、調壓閥43和壓力感測器44，壓力感測器44連接於氣缸22上，用於檢測並回饋氣缸22內的壓強，便於通過調壓閥43調整氣缸22內氣體量以便於改變氣缸22內的壓強，進而調整氣缸22提供的作用力。儲氣筒41、空氣篩檢程式42和調壓閥43依次連接。其中，儲氣筒41一端還連接有氣源45。空氣篩檢程式42過濾儲氣筒41流向氣缸22內的空氣，以便於保護調壓閥43的精度，避免空氣中的雜質堵塞或影響調壓閥43的靈敏度。在一些實施例中，調壓閥43採用精密調壓閥43。

參閱圖3和圖4，當調焦模組210上更換了不同重量的鏡頭模組(圖未示)時，此時調焦模組210與鏡頭模組的總重量有了變化，通過調整調壓閥43的大小可以改變氣缸22內的壓強，進而改變氣缸22的壓強，使得氣缸22提供的作用力與調焦模組210和需要調焦的鏡頭模組的總重量相抵消，使得線性 馬達21在帶動調焦模組210上下移動過程中或靜置的過程中，不提供抵消調焦模組210重力的作用力，減少線性馬達21產生的熱量，提高調焦模組210調焦的精度。氣壓調節件40與氣缸22的配合可以應用於不同重量的鏡頭模組。同時，氣缸22始終對調焦模組210提供支撐力，能夠避免在工作斷電或者對線性馬達21誤操作下，線性馬達21停止工作而使調焦模組210在重力作用下自由移動，氣缸22的設置提高調焦模組210和鏡頭模組的安全性。

參閱圖2和圖3，在一些實施例中，基座10和頂板13都採用鋁合金材質，鋁合金易傳熱，易將馬達工作產生的熱量傳遞至調焦模組210，影響調焦模組210的調焦精度。現有的技術中，為了降低調焦模組210受熱，採用散熱鰭片氣冷、加裝水路設計水冷或使用散熱佳的金屬材質等方式，本實施例通過線性馬達21與氣缸22的結合，減少了散熱裝置的設置，節約了生產成本。在一些實施例中，線性馬達21採用無鐵心式線性馬達21，無鐵心式線性馬達21具有較高散熱面積，可以減少向調焦模組210傳遞的熱量。

參閱圖1和圖5，本申請還提供了一種調焦設備200，調焦設備200包括調焦模組210和調焦機構100，調焦模組210設置於調焦機構100上，線性馬達21驅動調焦模組210上下移動。調焦模組210包括承載板211和與承載板211連接的滑動件212，承載板211設置在頂板13上，傳動板23與氣缸22的活塞杆221均與承載板211固定連接。滑動件212設置在承載板211的側面上，為了調焦模組210更加穩定的移動，在一些實施例中，滑動件212設有兩個並分別位於承載板211的兩側。滑動件212包括固定板2121和與固定板2121連接的滑塊2122，光柵讀數頭32固定在固定板2121上。第一板121和第三板123上均設有用於滑動件212滑動連接的滑軌124。固定板2121與承載板211固定連接並垂直連接，滑塊2122滑動連接在滑軌124上。在固定板2121與承載板211之間還設有加強板2123，加強板2123呈三角形結構，加強板2123的同一表面分別於固定板2121和承載板211固定連接，從而提高承載板211和固定板2121之間連接的穩定性。

本申請中，通過線性馬達21和光柵感測器30的配合可以精準控制調焦模組210的移動距離，提高了調焦模組210調焦的精度；通過調焦模組210與氣缸22連接，氣缸22提供一個支撐調焦模組210的作用力，使得在線性馬達21工作的過程中，不提供支撐調焦模組210自身重力的作用力，減少線性馬達21的工作輸出功率，減少線性馬達21產生的熱量，進一步減小熱量向調焦模組210的傳遞，提高調焦模組210調焦的精度。

以上的實施方式僅是用來說明本申請，但在實際的應用過程中不能僅僅局限於這種實施方式。對本領域的普通技術人員來說，根據本申請的技術構思做出的其他變形和改變，都應該屬於本申請專利範圍。

100:調焦機構

10:基座

11:底座

121:第一板

123:第三板

125:容置腔

13:頂板

20:驅動組件

30:光柵感測器

200:調焦設備

210:調焦模組

2123:加強板

Claims (9)

1. 一種調焦機構，用於驅動調焦模組上下移動，其改良在於，包括：基座；驅動組件，連接於所述基座上，所述驅動組件包括線性馬達和氣缸，所述氣缸用於支撐所述調焦模組，所述線性馬達用於驅動所述調焦模組移動；光柵感測器，與所述線性馬達電性連接，用於即時監測並回饋由所述線性馬達驅動的所述調焦模組的位置，所述光柵感測器包括光柵尺和與所述光柵尺電性連接的光柵讀數頭，所述光柵尺設置於所述基座上，且所述光柵尺的長度方向與所述調焦模組的運動方向一致，所述光柵讀數頭用於讀取移動的所述調焦模組與所述光柵尺的相對位置。
2. 如請求項1所述之調焦機構，其中，所述氣缸上還連接有氣壓調節件，所述氣壓調節件包括儲氣筒和控制所述氣缸氣體壓強的調壓閥，所述調壓閥連接在所述儲氣筒與所述氣缸之間。
3. 如請求項2所述之調焦機構，其中，所述氣壓調節件還包括空氣篩檢程式，所述空氣篩檢程式連接於所述儲氣筒與所述調壓閥之間。
4. 如請求項3所述之調焦機構，其中，所述氣壓調節件還包括連接在所述氣缸上的壓力感測器。
5. 如請求項1所述之調焦機構，其中，所述基座包括底座、支撐架和設置於所述支撐架上的頂板，所述支撐架設置於所述底座上，所述頂板用於連接所述調焦模組，所述氣缸與所述頂板固定連接，所述氣缸的活塞杆伸出所述頂板並用於支撐所述調焦模組。
6. 如請求項5所述之調焦機構，其中，所述線性馬達設置於所述支撐架上，所述線性馬達上固定連接有傳動板，所述傳動板沿著所述基座到所述頂板的方向設置，所述傳動板一端伸出所述頂板用於與所述調焦模組固定。
7. 如請求項1所述之調焦機構，其中，所述線性馬達為無鐵心式 線性馬達。
8. 一種調焦設備，包括調焦模組，其改良在於，還包括請求項1-7任一項所述的調焦機構，所述調焦模組包括承載板和與所述承載板連接的滑動件，所述承載板分別與所述線性馬達和所述氣缸固定連接，所述滑動件設置於所述承載板朝向所述基座的表面上，所述支撐架上設有與所述滑動件滑動連接的滑軌。
9. 如請求項8所述之調焦設備，其中，所述滑動件設有兩個，兩個所述滑動件分別設置在所述承載板的兩側，所述支撐架上設有對應兩組滑軌。

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