專利名稱：用于拍攝設(shè)備的自動和電動對焦裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及用于拍攝設(shè)備上的自動和電動對焦裝置，使用本裝置和普通定焦或變焦鏡頭兩個部件，可以組成自動和電動對焦兩種鏡頭功能。上述拍攝設(shè)備包括數(shù)碼相機、攝象機、攝像頭、PC CAMERA、膠卷照相機等類似產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
具備自動和電動對焦鏡頭的拍攝設(shè)備，幾乎能滿足各種用戶的需求。面對不同類型(如CCD、CMOS圖象傳感器等)和尺寸(如1/2’、1/4’、1/7’等)的圖象接收媒體(如半導(dǎo)體圖象傳感器、膠片等)，自動和電動對焦鏡頭設(shè)計者往往將所用鏡頭與自動和電動對焦裝置設(shè)計成一體化產(chǎn)品。生產(chǎn)廠家需要為每種規(guī)格的鏡頭和自動對焦機構(gòu)度身定做，如此鏡頭產(chǎn)品在大量、少數(shù)品種生產(chǎn)時具有優(yōu)勢。但在面對多種規(guī)格的鏡頭產(chǎn)品時，無疑要投入較大的資金和時間制作專用鏡頭產(chǎn)品模具，嚴(yán)重限制了生產(chǎn)的規(guī)?；沟蒙a(chǎn)流程復(fù)雜化。而且還難以適應(yīng)市場的需求，同時增加了鏡頭制造廠的風(fēng)險。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種能夠適用于多種拍攝設(shè)備的自動和對焦裝置。它安裝在不具備AF(Auto Focusing自動對焦)和電動對焦功能的普通定焦、變焦鏡頭和拍攝設(shè)備之間，組合成具有AF和電動對焦功能的鏡頭。
本實用新型包括驅(qū)動鏡頭精密移動的鏡頭直線移動的傳動機構(gòu)；微型電機；用于反饋控制鏡頭精確移動、定位的對焦定位傳感器；安裝普通定焦、變焦鏡頭的可移動標(biāo)準(zhǔn)鏡頭接口；以及將AF化的鏡頭安裝在拍攝設(shè)備上的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭固定接口；其特征在于還包括安裝具有標(biāo)準(zhǔn)或自定義標(biāo)準(zhǔn)接口的普通定焦、變焦鏡頭的可移動標(biāo)準(zhǔn)鏡頭接口和符合標(biāo)準(zhǔn)或自定義接口要求的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭固定接口，其中一個用于與普通鏡頭相連，另一個用于與拍攝設(shè)備相連，所述鏡頭直線移動的傳動機構(gòu)與可移動標(biāo)準(zhǔn)鏡頭接口相連。
由于本裝置上同時設(shè)置了可移動標(biāo)準(zhǔn)鏡頭接口和標(biāo)準(zhǔn)鏡頭固定接口，因此一個AF和電動對焦鏡頭將由普通定焦或變焦鏡頭和本自動和電動對焦裝置兩個部件組成。自動和電動對焦裝置的通用性，使得AF和電動對焦鏡頭設(shè)計者不必再為每種鏡頭專門開發(fā)一種專用自動和電動對焦裝置，僅僅用幾種對焦裝置配備多種標(biāo)準(zhǔn)接口的普通鏡頭就可以實現(xiàn)AF鏡頭產(chǎn)品系列化，多樣化，快速適應(yīng)和滿足市場的需求。本使用新型裝置主要用于數(shù)碼相機、攝象機、攝像頭、PCCAMERA、膠卷照相機等類似產(chǎn)品上。本裝置可以采用微型直流電機驅(qū)動普通鏡頭移動，能夠明顯降低AF鏡頭的成本。
以下結(jié)合附圖對本實用新型的一個自動和電動對焦裝置實例作進一步的詳細(xì)描述。

圖1是本實用新型的一個自動和電動對焦裝置的實例立體分解圖。
具體實施方式參照圖1，本實用新型包括驅(qū)動鏡頭精密移動的鏡頭直線移動的傳動機構(gòu)2、微型電機3和鏡頭移動導(dǎo)軌6；用于反饋控制鏡頭精確移動所需的對焦定位傳感器4；安裝普通定焦、變焦鏡頭的可移動標(biāo)準(zhǔn)鏡頭接口5；以及將AF和電動對焦鏡頭安裝在拍攝設(shè)備上的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭固定接口7；提供鏡頭直線移動限位信號的鏡頭移動限位傳感器8；其特征在于可移動標(biāo)準(zhǔn)鏡頭接口5和標(biāo)準(zhǔn)鏡頭固定接口7采取標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，一個用于與普通鏡頭接口相連另一個用于與拍攝設(shè)備相連，所述鏡頭直線移動傳動機構(gòu)2與可移動標(biāo)準(zhǔn)鏡頭接口5相連。該自動和電動對焦裝置上同時設(shè)置的可移動標(biāo)準(zhǔn)鏡頭接口5和標(biāo)準(zhǔn)鏡頭固定接口7，使其單獨成為一個標(biāo)準(zhǔn)部件，此時一個AF和電動對焦鏡頭將由普通定焦或變焦鏡頭和本自動和電動對焦裝置兩個部件組成。自動和電動對焦裝置的通用性，使得AF和電動對焦鏡頭設(shè)計者不必再為每種鏡頭專門開發(fā)一種專用自動和電動對焦裝置，僅僅用幾種對焦裝置配備多種標(biāo)準(zhǔn)接口的普通鏡頭就可以實現(xiàn)AF鏡頭產(chǎn)品系列化，多樣化，快速適應(yīng)和滿足市場的需求。本實用新型裝置放置在數(shù)碼相機、攝象機、攝像頭、PC CAMERA、膠卷照相機等拍攝設(shè)備的機殼與普通鏡頭之間，由嵌入拍攝設(shè)備的或外部的計算機或手動(電信號)控制普通鏡頭進行對焦操作。
實例圖中可移動標(biāo)準(zhǔn)鏡頭接口5是M12*0.5mm的標(biāo)準(zhǔn)CCD/CMOS定焦鏡頭接口；標(biāo)準(zhǔn)鏡頭固定接口7是1/2’標(biāo)準(zhǔn)CCD/CMOC傳感器定焦鏡頭座接口，用于固定在拍攝設(shè)備機身或PCB板等原用于固定鏡頭的位置上，從而將整個自動和電動對焦裝置固定到照相設(shè)備上。所述鏡頭直線移動傳動機構(gòu)2包括由齒輪減速機構(gòu)和絲桿絲扣旋轉(zhuǎn)-直線移動轉(zhuǎn)換機構(gòu)；所述鏡頭定位傳感器4包括齒輪光電調(diào)制器和LED光電耦合器，其輸出電脈沖信號數(shù)與微型電機3的轉(zhuǎn)數(shù)呈現(xiàn)固定線性關(guān)系。所述移動導(dǎo)軌6保證鏡頭移動的平穩(wěn)性，它最好采用三根(也可設(shè)置一根、二根、四根、五根甚或更多導(dǎo)軌)，即三點可以定義確定一個面，它們間隔地設(shè)在標(biāo)準(zhǔn)鏡頭固定接口7上。所述鏡頭移動限位傳感器8包含遮光片和LED光電耦合器，僅當(dāng)鏡頭直線移動至頂點和底點時輸出限位電平信號，檢測微型電機3是否旋轉(zhuǎn)還可以知道齒輪減速機構(gòu)和絲桿絲扣旋轉(zhuǎn)-直線移動轉(zhuǎn)換機構(gòu)是否出現(xiàn)意外故障，從而采取措施改善機械系統(tǒng)可靠性的冗余度。
本實例需要進一步闡明的是可移動標(biāo)準(zhǔn)鏡頭接口5所指的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭接口包含國際標(biāo)準(zhǔn)、自定義標(biāo)準(zhǔn)接口，如M6*0.5mm、M8*0.5mm、M12*0.5mm、M8*1.0mm、CS接口、膠卷照相機等鏡頭接口標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)鏡頭固定接口7所指的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭座接口包含國際標(biāo)準(zhǔn)、其他標(biāo)準(zhǔn)和自定義標(biāo)準(zhǔn)的鏡頭安裝接口，如1/2’標(biāo)準(zhǔn)CCD/CMOS傳感器、1/7’標(biāo)準(zhǔn)CCD/CMOS傳感器、CS接口、膠卷照相機等鏡頭座安裝接口標(biāo)準(zhǔn)；對焦定位傳感器4還可以由霍爾檢測等敏感器件與齒輪磁調(diào)制器等器件組成。同理，鏡頭移動限位傳感器8也可以由霍爾檢測等敏感器件與信號遮擋片等器件組成。由于對焦定位傳感器4可以得到微型電機的轉(zhuǎn)動參數(shù)即普通鏡頭移動參數(shù)，所以本裝置可以采用直流微型電機，明顯降低產(chǎn)品成本。若使用微型步進或超聲波電機，還可以用于實時檢測電機的轉(zhuǎn)動情況。
系統(tǒng)工作方式普通定焦鏡頭1安裝在可移動標(biāo)準(zhǔn)鏡頭接口5上，鏡頭直線移動的傳動機構(gòu)2、微型電機3和鏡頭移動導(dǎo)軌6驅(qū)動可移動標(biāo)準(zhǔn)鏡頭接口5沿鏡頭軸線方向作精密直線移動和定位。用于反饋控制鏡頭精確移動所需的對焦定位傳感器4隨著普通鏡頭直線移動同步地提供與其線性相關(guān)的微型電機3轉(zhuǎn)數(shù)脈沖信號。
鏡頭移動限位傳感器8設(shè)置在可移動標(biāo)準(zhǔn)鏡頭接口5及標(biāo)準(zhǔn)鏡頭固定接口7上，其與可移動標(biāo)準(zhǔn)鏡頭接口5上的擋光片組合可提供普通定焦鏡頭1移動到極限位置時的限位信號，還可結(jié)合對焦定位傳感器信號判斷機械傳動機構(gòu)是否出現(xiàn)故障，并可用于采取對策，改善機械系統(tǒng)可靠性的冗余度。
由本實用新型專利實例組成的自動和電動對焦鏡頭工作時，根據(jù)已知的拍攝距離參數(shù)，并結(jié)合鏡頭光學(xué)參數(shù)，確定普通定焦鏡頭1應(yīng)移動的距離和方向。再根據(jù)微型電機3與鏡頭直線移動的傳動機構(gòu)2的傳動函數(shù)，可以得到微型電機3需要轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)數(shù)。我們將對焦定位傳感器4所輸出的脈沖信號數(shù)與鏡頭的移動距離呈線性對應(yīng)關(guān)系，如普通定焦鏡頭1位移0.01毫米，對焦定位傳感器4相應(yīng)地輸出一個脈沖信號；那么，普通定焦鏡頭1移動0.02毫米時，對焦定位傳感器4相應(yīng)地輸出兩個脈沖信號。由嵌入拍攝設(shè)備的或外部的計算機或手動(電信號)控制普通鏡頭進行對焦操作時，我們可以根據(jù)對焦定位傳感器4提供的脈沖信號數(shù)來控制微型電機3的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)數(shù)。微型電機3驅(qū)動鏡頭直線移動傳動機構(gòu)2，使得可移動標(biāo)準(zhǔn)鏡頭接口5在移動導(dǎo)軌6上沿鏡頭軸線方向作直線移動。微型電機3轉(zhuǎn)動期間，記錄并判斷對焦定位傳感器4提供的脈沖數(shù)是否達(dá)到既定的數(shù)值。一旦達(dá)到既定的脈沖數(shù)，立即關(guān)閉微型電機3，鏡頭直線移動傳動機構(gòu)2隨即停止運動。當(dāng)普通定焦鏡頭1移動到極限位置時，鏡頭移動限位傳感器8與可移動標(biāo)準(zhǔn)接口5上的擋光片組合提供鏡頭前后移動的限位信號，及時反應(yīng)普通鏡頭是否已達(dá)到最終位置狀態(tài)。當(dāng)對焦定位傳感器4不能輸出脈沖，同時鏡頭移動限位傳感器8不能提供鏡頭移動到極限位置的信號時，說明普通鏡頭1雖未達(dá)到極限位置卻不能正常移動，即表示普通鏡頭1移動出現(xiàn)了卡死現(xiàn)象，此時驅(qū)使微型電機3正、反轉(zhuǎn)動，直到自動恢復(fù)為止。在普通鏡頭1移動的整個過程中，移動導(dǎo)軌6可有效控制移動接口5平穩(wěn)移動，保證從鏡頭進入的光軸垂直于圖象接收器件或膠片，從而獲得最佳拍攝效果。
權(quán)利要求1.一種用于拍攝設(shè)備的自動和電動對焦裝置，包括驅(qū)動鏡頭精密移動的鏡頭直線移動的傳動機構(gòu)2；微型電機3；用于反饋控制鏡頭精確移動、定位的對焦定位傳感器4；安裝普通定焦、變焦鏡頭的可移動標(biāo)準(zhǔn)鏡頭接口5；以及將AF和電動對焦鏡頭安裝在拍攝設(shè)備上的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭固定接口7；其特征在于還包括安裝具有標(biāo)準(zhǔn)或自定義標(biāo)準(zhǔn)接口的普通定焦、變焦鏡頭的可移動標(biāo)準(zhǔn)鏡頭接口5和符合標(biāo)準(zhǔn)或自定義標(biāo)準(zhǔn)接口要求的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭固定接口7，其中一個用于與普通鏡頭相連另一個用于與拍攝設(shè)備相連，所述鏡頭直線移動的傳動機構(gòu)2與可移動標(biāo)準(zhǔn)鏡頭接口5相連。
2.如權(quán)利要求1所述的用于拍攝設(shè)備的自動和電動對焦裝置，其特征在于還包括設(shè)在標(biāo)準(zhǔn)鏡頭固定接口7上的移動導(dǎo)軌(6)，可移動標(biāo)準(zhǔn)鏡頭接口(5)可移動地安裝于此移動導(dǎo)軌(6)上。
3.如權(quán)利要求1所述的用于拍攝設(shè)備的自動和電動對焦裝置，其特征在于所述可移動標(biāo)準(zhǔn)鏡頭接口(5)采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，可以是標(biāo)準(zhǔn)化鏡頭接口、或符合CCD/CMOS圖象傳感器需求的鏡頭標(biāo)準(zhǔn)接口、攝像頭的標(biāo)準(zhǔn)CS接口、或照相機鏡頭標(biāo)準(zhǔn)接口、或自定義的鏡頭標(biāo)準(zhǔn)接口。
4.如權(quán)利要求1所述的用于拍攝設(shè)備的自動和電動對焦裝置，其特征在于所述標(biāo)準(zhǔn)鏡頭固定接口(7)采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，可以是定焦和變焦CCD/CMOS鏡頭標(biāo)準(zhǔn)座、或攝像頭的CS標(biāo)準(zhǔn)接口、或自定義的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭固定接口。
5.如權(quán)利要求1所述的用于拍攝設(shè)備的自動和電動對焦裝置，其特征在于所述鏡頭直線移動的傳動機構(gòu)(2)包括齒輪減速機構(gòu)和絲桿絲扣。
6.如權(quán)利要求1所述的用于拍攝設(shè)備的自動和電動對焦裝置，其特征在于該用于拍攝設(shè)備的自動和電動對焦裝置還包括位于標(biāo)準(zhǔn)鏡頭固定接口(7)與可移動標(biāo)準(zhǔn)鏡頭接口(5)上的鏡頭移動限位傳感器(8)，該鏡頭移動限位傳感器(8)與可移動標(biāo)準(zhǔn)鏡頭接口(5)上的擋光片組合來提供普通鏡頭(1)移動到極限兩端位置的限位信號。
7.如權(quán)利要求1所述的用于拍攝設(shè)備的自動和電動對焦裝置，其特征在于所述對焦定位傳感器(4)，包括機械連接驅(qū)動裝置(3)的齒輪光電調(diào)制器和LED光電耦合器，齒輪光電調(diào)制器位于LED光電耦合器的發(fā)送裝置和接收裝置之間的光路上。
8.如權(quán)利要求書1所述的用于拍攝設(shè)備的自動和電動對焦裝置，其特征在于所述微型電機3采用微型直流電機或微型步進電機或微型超聲波電機。
專利摘要本實用新型涉及用于拍攝設(shè)備上的自動(AF)和電動對焦裝置，它安裝在普通定焦或變焦鏡頭和拍攝設(shè)備之間，組成AF和電動對焦鏡頭。其特征在于其上同時設(shè)置可移動標(biāo)準(zhǔn)鏡頭接口5和標(biāo)準(zhǔn)鏡頭固定接口7，使其單獨成為一個標(biāo)準(zhǔn)部件，此時一個AF鏡頭將由普通定焦或變焦鏡頭和本裝置兩個部件組成。在拍攝設(shè)備的操控下，本裝置可以采用直流微型電機驅(qū)動鏡頭，既可以實現(xiàn)自動對焦，也能實現(xiàn)電動對焦功能。其通用性使得AF鏡頭設(shè)計者不必再為每種自動和電動對焦鏡頭專門開發(fā)一種專用自動和電動對焦裝置，因此能夠快速適應(yīng)和滿足市場的需求，降低生產(chǎn)成本和風(fēng)險。所述拍攝設(shè)備包括數(shù)碼相機、攝象機、攝像頭、PC CAMERA、膠卷照相機等類似產(chǎn)品。
文檔編號G03B13/32GK2615698SQ03225049
公開日2004年5月12日 申請日期2003年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月11日
發(fā)明者葛大慶, 梁曉明 申請人:葛大慶, 梁曉明