一种用于摄像头生产的自动聚焦的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于摄像头生产的自动聚焦机。本实用新型按国际专利分类表(IPC)划分属于测量、测试的【技术领域】。一种用于摄像头生产的自动聚焦机，目的是弥补目前人工手动聚焦的不足。其特点是：由主控机、模组弹簧卡、镜头夹、步进电机连接皮带传动装置、光学系统、机架、视频线和控制线构成。镜头夹和模组卡都非常容易更换，加上模组弹簧卡可以直线滑动以配合各种焦距的镜头，通过更换合适尺寸的镜头夹和模组卡就可以配合各种各样的摄像头模组；光学系统逆向看清摄像头模组图像传感器的像素点确认焦点；主控机用自动聚焦原理控制步进电机连接皮带传动装置实现自动聚焦。本实用新型主要是用于生产摄像头模组时自动聚焦。
【专利说明】一种用于摄像头生产的自动聚焦机
【技术领域】
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[0001]本实用新型涉及一种用于摄像头生产的自动聚焦机，按国际专利分类表(IPC)划分属于测量、测试的【技术领域】。
【背景技术】
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[0002]目前，自动聚焦原理只用在变焦镜头和成像电路板都已知并且固定组合的产品，例如摄像机、照相机、手机和安防变焦摄像机。与此不同，安防摄像头和消费类摄像头都是用固定焦距的镜头与成像电路板组成摄像头模组，调准焦点后再装进相应的外壳形成产品。不同的固定焦距镜头和不同的成像电路板就组成各种各样的摄像头模组，目前这些各种各样的摄像头模组生产时焦点都是由人工手动聚焦，即用摄像头模组观看一个聚焦用的标靶然后把摄像头模组的图像信号送到视频显示器，人手来回旋转拧动摄像头模组的镜头以对准焦点，直到肉眼认为视频显示器的图像清晰为止。
[0003]由于人工手动聚焦凭肉眼观察，需要主观判断，经常一个摄像头模组不能一次聚焦完成，要反复多次来回寻找反复比较才能确定焦点，因此聚焦速度慢。人工手动聚焦的另一个缺点是有可能主观判断错误，导致有些摄像头模组聚焦不准，产品一致性不好、品质差。人工手动聚焦的第三个缺点是聚焦用的标靶与摄像头模组的距离是镜头焦距的1500倍，一个镜头焦距为25毫米的摄像头模组与标靶的距离是37.5米，占用生产场所大量的空间。
[0004]如果把自动聚焦的原理运用在摄像头模组的生产聚焦操作上，就能解决上述问题。一个机械结构如何对由各种不同焦距的镜头和各种不同尺寸的成像电路板所组成各种各样的摄像头模组进行快速、准确的聚焦，同时无需使用标靶，这两点是解决问题的技术关键。迄今为止没有技术文章或报导记载这样一种能用在生产摄像头模组时自动聚焦的机械结构。
【发明内容】
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[0005]本实用新型的目的在于弥补人工手动聚焦的不足，提供一种能在生产摄像头模组时自动聚焦的机械结构。
[0006]为了达到上述发明目的，本实用新型采用以下技术方案:由主控机、模组弹簧卡、镜头夹、步进电机连接皮带传动装置、光学系统、机架、视频线、控制线共同构成。对摄像头模组聚焦时，先用镜头夹夹住摄像头模组的镜头，再用模组弹簧卡把摄像头模组的成像电路板卡住，如图8，这样就使摄像头模组的成像电路板固定不动而摄像头模组的镜头相对于固定不动的成像电路板可以旋转。光学系统射出平行光的轴心与摄像头模组镜头的轴心一致，平行光穿透摄像头模组的镜头到达摄像头模组的图像传感器，反射回来的光线穿过分光镜到达成像单元，如图9，这样就可以在光学系统的成像单元得到摄像头模组图像传感器像素点的图像，根据聚焦原理，能逆向看清楚摄像头模组图像传感器的像素点，就等于摄像头模组对无穷远的焦点已对准。把光学系统成像单元得到的图像信号通过视频线传送到主控机，主控机根据自动聚焦的原理通过控制线发出信号控制步进电机连接皮带传动装置带动摄像头模组的镜头自动旋转直到看清摄像头模组图像传感器的像素点就自动停止，自动聚焦完成。
[0007]弓形弹簧开口尺寸14mm，如图10，弓形弹簧材料直径1.5mm，产生的弹力刚好使镜头夹夹住镜头令步进电机连接皮带传动装置带动镜头旋转，同时旋转到极限位置时镜头夹与镜头的接触面会自动打滑，不会扭坏摄像头模组的任何部件。模组弹簧卡的直线轴承在弹簧轴上可以直线滑动以配合各种焦距的镜头。模组弹簧卡可以松开模组，旋转90度平放，不阻挡摄像头模组在镜头夹上的装卸，非常方便使用。
[0008]本实用新型的有益效果是:
[0009]本实用新型彻底推翻目前人工手动聚焦的摄像头生产模式。
[0010]第一，本实用新型实现对摄像头模组自动聚焦，聚焦一次完成，节省聚焦时间，提高生产效率。本实用新型自动聚焦可以在20秒内完成，比人工手动聚焦的40至60秒快一到两倍。
[0011]第二，本实用新型自动聚焦的摄像头模组焦点一致性高，保证摄像头模组的生产品质。
[0012]第三，本实用新型是采用光学系统发出平行光逆向观看摄像头模组的图像传感器而不是由摄像头模组观看标靶，是使用光学系统成像单元得到的图像信号而不是通过摄像头模组观察得到的图像信号，这样做不需要标靶，避免人工手动聚焦使用的标靶占用大量的生产场所空间。
[0013]人工手动聚焦操作速度慢、产品质量不稳定、占用大量生产空间；本实用新型操作速度快、产品质量稳定、节省生产空间。
【专利附图】
【附图说明】
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[0014]图1是本实用新型的总体结构示意图；
[0015]图2是本实用新型的模组弹簧卡示意图；
[0016]图3是本实用新型的镜头夹示意图；
[0017]图4是本实用新型的步进电机连接皮带传动装置示意图；
[0018]图5是本实用新型的光学系统示意图；
[0019]图6是本实用新型的机架示意图；
[0020]图7是摄像头模组示意图；
[0021]图8是摄像头模组固定在本实用新型模组卡和镜头夹的示意图；
[0022]图9是本实用新型的光学系统光线穿透摄像头模组返回成像单元示意图；
[0023]图10是本实用新型的弓形弹簧尺寸图。
[0024]示意图中的标号说明:1主控机；2模组弹簧卡；2.1压簧；2.2直线轴承；2.3弹簧轴；2.4轴承连接件；2.5模组卡；3镜头夹；3.1弓形弹簧；3.2夹子；3.3镜头夹底座；4步进电机连接皮带传动装置；4.1步进电机；4.2旋转轴承；4.3同步齿轮；4.4 MXL皮带；5光学系统；5.1物镜；5.2 LED灯；5.3聚光镜；5.4分光镜；5.5成像单兀；6机架；6.1垂直板；7视频线；8控制线；9摄像头t旲组；9.1成像电路板；9.2图像传感器；9.3镜头；【具体实施方式】:
[0025]下面结合附图，对本实用新型如何解决自动聚焦的技术方案做进一步说明:
[0026]机架6、轴承连接件2.4、模组卡2.5、镜头夹底座3.3从五金机箱厂定做，使用
1.5mm厚的钢板；直线轴承2.2、弹簧轴2.3、步进电机4.1、旋转轴承4.2、MXL皮带4.4、视频线7、控制线8从市面购买；压簧2.1和弓形弹簧3.1从弹簧厂定做；夹子3.2由线切割加工形成；同步齿轮4.3开塑胶模具注塑形成；光学系统5从光学加工厂定做；主控机I利用自动聚焦原理设计电路板完成。
[0027]如图1，旋转轴承4.2的外圈固定在机架6的垂直板6.1的中心，步进电机4.1安装在垂直板6.1的右边。如图4，同步齿轮4.3固定在旋转轴承4.2的内圈，用MXL皮带4.4连接步进电机4.1和同步齿轮4.3，形成步进电机连接皮带传动装置4。
[0028]如图3，夹子3.2卡上弓形弹簧3.1安装在镜头夹底座3.3上，形成镜头夹3 ;利用镜头夹底座3.3上的4个螺丝孔把镜头夹3固定在同步齿轮4.3上，当步进电机4.1通过MXL皮带4.4带动同步齿轮4.3旋转时，就等于带动镜头夹3旋转。弓形弹簧3.1卡在夹子3.2抓手的正对方，弓形弹簧3.1的中心用螺丝固定在镜头夹底座3.3上，使夹子3.2的固定螺丝与弓形弹簧3.1的固定螺丝所形成的直线刚好穿过夹子3.2的圆心，这样夹子3.2在旋转时就不会摇摆，圆心的稳定的，不会出现偏心。
[0029]如图1，弹簧轴2.3先紧固在机架6的垂直板6.1的正下方，套上直线轴承2.2和压簧2.1 ;如图2，轴承连接件2.4固定在直线轴承2.2上，模组卡2.5固定在轴承连接件
2.4上，形成模组弹簧卡2。
[0030]如图5，光学系统5由物镜5.1、LED灯5.2、聚光镜5.3、分光镜5.4、成像单元5.5组成。LED灯5.2产生的光线经过聚光镜5.3聚光，照射在分光镜5.4后形成90°折射照向物镜5.1，光学系统5安装在机架6上使透过物镜5.1的光线轴心与摄像头模组9的轴心一致，这样穿透摄像头模组9的镜头9.3到达图像传感器9.2的光线反射回来再穿过分光镜5.4到达成像单元5.5，如图9。
[0031]安防摄像头和消费类摄像头所用固定焦距镜头的外径在1mm至40mm之间，所以夹子3.2的内径为Φ 1mm至40mm，形成多种规格的镜头夹3。成像电路板9.1尺寸在20mm至200mm之间，所以模组卡2.5的内空尺寸也在20mm至200mm有多种规格。镜头夹3利用镜头夹底座3.3上的4个螺丝孔安装在同步齿轮4.3上，容易更换；模组卡2.5用2个螺丝安装在在轴承连接件2.4上，也容易更换；再加上模组弹簧卡2的直线轴承2.2在弹簧轴2.3上可以直线滑动以配合各种焦距的镜头；这样，各种各样的摄像头模组都可以通过更换合适尺寸的镜头夹3和模组卡2.5，使用本实用新型进行自动聚焦。解决了一种机械结构可以配合由各种不同焦距的镜头和各种不同尺寸的成像电路板所组成各种各样的摄像头模组，同时不用标靶可以自动聚焦。
【权利要求】
1.一种用于摄像头生产的自动聚焦机，它由主控机〔0、模组弹簧卡口)、镜头夹(^)、步进电机连接皮带传动装置(4)、光学系统(5)、机架(6)、视频线(7)、控制线(8)构成；其特征是:镜头夹(3)通过同步齿轮(4.3)和旋转轴承(4.2)固定在机架(6)的垂直板(6.1)的中心，模组弹簧卡(2)固定在机架(6)的垂直板(6.1)的正下方，模组弹簧卡(2)和镜头夹(3)组成的机械结构可以使成像电路板(9.1)固定不动而镜头(9.3)可以随镜头夹(3)旋转。
2.根据权利要求1所述的摄像头生产自动聚焦机，其特征是:模组卡(2.5)内空有20皿至200皿多种尺寸，配合成像电路板(9.1)的多种尺寸。
3.根据权利要求1所述的摄像头生产自动聚焦机，其特征是:镜头夹(3)内径有①10111111至40111111多种尺寸，配合镜头(9.3)的多种直径。
4.根据权利要求3所述的摄像头生产自动聚焦机，其特征是:弓形弹簧(3.1)的开口尺寸 14111111，材料直径 01.5111111。
5.根据权利要求3所述的摄像头生产自动聚焦机，其特征是:弓形弹簧(3.1)卡在夹子(3.2)抓手的正对方，弓形弹簧(3.1)的中心用螺丝固定在镜头夹底座(3.3)上，使夹子(3.2)的固定螺丝与弓形弹簧3.1)的固定螺丝所形成的直线刚好穿过夹子(3.2)的圆心。
6.根据权利要求1所述的摄像头生产自动聚焦机，其特征是:光学系统(5)射出平行光的轴心与摄像头模组(9)的镜头(9.3)的轴心一致。
【文档编号】H04N5/232GK204180170SQ201420683170
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月13日 优先权日:2014年11月13日
【发明者】姚国强 申请人:梁翩翩