CN201000501Y - 一种光学对焦及自动对焦的机械系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于高像素手机镜头的光学对焦及自动对焦的机械系统。本实用新型旨在克服现有技术不足，而提供一种结构小巧、可实现光学对焦及自动对焦的机械系统。包括有起支撑定位作用的固定筒凸轮筒和第一、二、三群框以及外壳和马达组，该马达组包括有调焦马达和变焦马达，所述第一、二群框设置在固定筒里，所述的凸轮筒套在固定筒上，所述第一、二群框由凸轮筒和固定筒限位并导向，所述第三群框的一端设在固定筒里，另一端定伸出固定筒与调焦马达连接并由调焦马达带动上、下移动，所述的变焦马达带动凸轮筒转动，凸轮筒的转动带动第一、二群框作相对的上、下移动。

Description

一种光学对焦及自动对焦的机械系统

【技术领域】

本实用新型涉及高像素的微型对焦系统，更具体来说是一种用于高像素手机镜头的光学对焦及自动对焦的机械系统。

【背景技术】

目前市场上销售的照相手机用数码镜头，主要是30万、130万像素的镜头，比较高档的照相手机，配置有200万甚至300万像素的数码镜头，这类镜头由于没有对焦功能，为了保证不同距离景物的拍摄影像不能有太大的差异，在光学结构设计上，就不能满足拍摄像质的明亮度和对比度。对于拍摄近距离的景物，由于没有对焦系统和变焦系统，景物影像就会模糊不清。但是，现在市场上流行的照相手机用的定焦镜头拍照手机，对于拍摄较近或较远的物体，由于其没有变焦功能，物体就会显得模糊而像面分辨不清楚，所拍摄的相片像质无论是整体的清晰度、明亮度还是像面的对比度再加上拍摄距离的限制，效果都不是很理想。照相手机的发展趋势是数码镜头由低像质到高像质，由定焦数码镜头到对焦数码镜头，由对焦镜头到光学变焦数码镜头，而现有的照相手机都没有此项功能。

为解决上述所存在的问题，本实用新型作出有益的改进。

【实用新型内容】

本实用新型的目的是为了克服现有技术不足，而提供一种结构小巧、可实现光学对焦及自动对焦的机械系统。

为了解决上述存在的技术问题，本实用新型采用下列技术方案：

一种光学对焦及自动对焦机械系统，包括有起支撑定位作用的固定筒凸轮筒和第一、二、三群框以及外壳和马达组，该马达组包括有调焦马达和变焦马达，其特征在于：所述第一、二群框设置在固定筒里，所述的凸轮筒套在固定筒上，所述第一、二群框由凸轮筒和固定筒限位并导向，所述第三群框的一端设在固定筒里，另一端定伸出固定筒与调焦马达连接并由调焦马达带动上、下移动，所述的变焦马达带动凸轮筒转动，凸轮筒的转动带动第一、二群框作相对的上、下移动；

如上所述的一种光学对焦及自动对焦机械系统，其特征在于：所述的第一、二群框的框下沿分别设有第一、第二导轴组，在所述的凸轮筒内表面开有第一、第二变焦曲线槽组，在固定筒的筒壁上开有第一、第二直线槽组，所述第一群框的第一导轴组穿过固定筒上的第一直线槽组进入凸轮筒上相对应的第一变焦曲线槽组里，所述第二群框的第二导轴组穿过固定筒上的第二直线槽组进入凸轮筒上相对应的第二变焦曲线槽里；

如上所述的一种光学对焦及自动对焦机械系统，其特征在于：所述的第三群框设有一个定位孔和一个螺纹孔，定位孔由轴定位在固定筒上，螺纹孔和调焦马达上的螺杆相配合；

如上所述的一种光学对焦及自动对焦机械系统，其特征在于：所述的凸轮筒的外部下端设有齿圈，所述的变焦马达还设有起传动变速作用的齿轮组，使设在变焦马达轴上的马达齿轮通过中间的传动齿轮作用下，由驱动齿轮驱动凸轮筒上的齿圈，使凸轮筒转动并由此带动第一、二群框作相对的上、下移动；

如上所述的一种光学对焦及自动对焦机械系统，其特征在于：所述凸轮筒的第一、第二变焦曲线槽组各自包括有三个均匀分布的变焦曲线槽，第一、二群框的第一、第二导轴组，也各自包括有三个均匀分布的导轴，各个导轴进入相对应的变焦曲线槽里；

如上所述的一种光学对焦及自动对焦机械系统，其特征在于：所述的固定筒凸轮筒第一、二、三群框和马达组组成的自动对焦系统和光学变焦系统，该系统满足以下条件：对焦距离(AF)为7cm至无限远；变焦范围(f)＝2.8∽14.4mm；

如上所述的一种光学对焦及自动对焦机械系统，其特征在于：变焦马达上的齿轮组的材质为塑胶。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

由于本实用新型采用固定筒、凸轮筒和第一、二、三群框以及马达组组成，实现了自动对焦系统和光学变焦系统，优点如下：

1)解决高像素微型手机镜头光学变焦及自动对焦系统的设计；

2)凸轮筒采用特殊的凸轮机构，实现镜头光学变焦动作的精准性的问题以及重复精度高、精度可靠、尺寸小、结构紧凑等优点；

3)解决镜头调焦的问题，7cm至无限远距离景物可对焦拍摄；

4)解决镜头重复的光学变焦及自动对焦系统精度的可靠性；

5)解决光学变焦及自动对焦镜头的微型化。

【附图说明】

图1是本实用新型的爆炸图；

图2是本实用新型除去外壳的爆炸图；

图3是本实用新型除去外壳的立体图；

图4是本实用新型第一、二群框的立体图；

图5是本实用新型第一、二群框的爆炸图；

图6是本实用新型凸轮筒和第一群框的切去一角的立体图；

图7是本实用新型凸轮筒和第二群框的切去一角的立体图；

图8是本实用新型齿轮组的俯视图。

【具体实施方式】

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

一种光学对焦及自动对焦机械系统，包括有起支撑定位作用的固定筒1、凸轮筒2和第一、二、三群框3、4、5以及外壳6和马达组7，该马达组7包括有调焦马达71和变焦马达72，其均属于微型高精度步进马达，传动平稳，定位准确，可重复精度高，所述第一、二群框3、4设置在固定筒1里，所述的凸轮筒2套在固定筒1上，所述第一、二群框3、4由凸轮筒2和固定筒1限位并导向，所述第三群框5的一端设在固定筒1里，另一端定伸出固定筒1与调焦马达71连接并由调焦马达71带动上、下移动，所述的变焦马达72带动凸轮筒2转动，凸轮筒2的转动带动第一、二群框3、4作相对的上、下移动。

所述的第一、二群框3、4的框下沿分别设有第一、第二导轴组31、41，在所述的凸轮筒2内表面开有第一、第二变焦曲线槽组21、22，在固定筒1的筒壁上开有第一、第二直线槽组11、12，所述第一群框3的第一导轴组31穿过固定筒1上的第一直线槽组11进入凸轮筒2上相对应的第一变焦曲线槽组21里，所述第二群框4的第二导轴组41穿过固定筒1上的第二直线槽组12进入凸轮筒2上相对应的第二变焦曲线槽22里，第一、第二导轴组31、41在第一、第二直线槽组11、12里只能上、下移动，当凸轮筒2左右转动时，第一、第二导轴组31、41在第一、第二变焦曲线槽组21、22里随着变焦曲线槽的轨迹移动，而且在第一、第二直线槽组11、12作用下，第一、二群框3、4作相对的上、下移动，实现光学变焦功能；所述的第三群框5设有一个定位孔51和一个螺纹孔52，定位孔51由轴8定位在固定筒1上，螺纹孔52和调焦马达71上的螺杆711相配合，当调焦马达71转动时，在螺杆711的作用下，第三群框5的定位孔51由轴8定位在固定筒1上，故第三群框5只能作上、下的移动，实现自动对焦功能。

所述的凸轮筒2的外部下端设有齿圈23，所述的变焦马达72还设有起传动变速作用的齿轮组721，使设在变焦马达72轴上的马达齿轮722通过中间的传动齿轮723作用下，由驱动齿轮724驱动凸轮筒2上的齿圈23，使凸轮筒2转动并由此带动第一、二群框3、4作相对的上、下移动，该齿轮组721具有高传动比---传动比高达24，低噪音---噪声低于40Db，高效率---效率达96％。所述凸轮筒2的第一、第二变焦线槽组21、22曲各自包括有三个均匀分布的变焦曲线槽，第一、二群框3、4的第一、第二导轴组31、41，也各自包括有三个均匀分布的导轴，各个导轴进入相对应的变焦曲线槽里，组成一个传动平稳，定位精准的曲线导轨系统，在系统多段式光学变焦时，保证了系统的光学变焦精度。

所述的固定筒1、凸轮筒2、第一、二、三群框3、4、5和马达组7组成的自动对焦系统和光学变焦系统，该系统满足以下条件：对焦距离AF为7cm至无限远；变焦范围(f)＝2.8∽14.4mm。所述的变焦马达72上的齿轮组721的材质为塑胶，塑胶齿轮具有低振动的性能，实现传动平稳。

本实用新型经过系列的信赖性试验---高温高湿试验(温度80℃，湿度95％-)，温度循环试验(-30℃和70℃之间循环72小时)，振动试验(频率10-50-10Hz，振幅2mm，时间30分钟)，跌落试验(1.5米高处跌落)，作动试验(2万次的循环变焦和对焦)其系统精度不变，外观无损伤。

光学变焦及自动对焦系统数位镜头与普通数位镜头对比如下表：

序号	对比项目	光学对焦系统数位镜头	普通数位镜头
				1	像素	300万像素以上	30-200万像素
2	照度	像面整体均匀，明亮度高	像面整体偏暗
				3	对比度	像面锐利度高，色彩分明	锐利度不好
4	变焦	3倍光学变焦	无
				5	对焦	微型步进马达自动对焦	无
6	拍摄距离	7cm至无限远	0.7m-2m距离

Claims (7)

1、一种光学对焦及自动对焦机械系统，包括有起支撑定位作用的固定筒(1)、凸轮筒(2)和第一、二、三群框(3)、(4)、(5)以及外壳(6)和马达组(7)，该马达组(7)包括有调焦马达(71)和变焦马达(72)，其特征在于：所述第一、二群框(3)、(4)设置在固定筒(1)里，所述的凸轮筒(2)套在固定筒(1)上，所述第一、二群框(3)、(4)由凸轮筒(2)和固定筒(1)限位并导向，所述第三群框(5)的一端设在固定筒(1)里，另一端定伸出固定筒(1)与调焦马达(71)连接并由调焦马达(71)带动上、下移动，所述的变焦马达(72)带动凸轮筒(2)转动，凸轮筒(2)的转动带动第一、二群框(3)、(4)作相对的上、下移动。

2、根据权利要求1所述的一种光学对焦及自动对焦机械系统，其特征在于：所述的第一、二群框(3)、(4)的框下沿分别设有第一、第二导轴组(31)、(41)，在所述的凸轮筒(2)内表面开有第一、第二变焦曲线槽组(21)、(22)，在固定筒(1)的筒壁上开有第一、第二直线槽组(11)、(12)，所述第一群框(3)的第一导轴组(31)穿过固定筒(1)上的第一直线槽组(11)进入凸轮筒(2)上相对应的第一变焦曲线槽组(21)里，所述第二群框(4)的第二导轴组(41)穿过固定筒(1)上的第二直线槽组(12)进入凸轮筒(2)上相对应的第二变焦曲线槽(22)里。

3、根据权利要求1所述的一种光学对焦及自动对焦机械系统，其特征在于：所述的第三群框(5)设有一个定位孔(51)和一个螺纹孔(52)，定位孔(51)由轴(8)定位在固定筒(1)上，螺纹孔(52)和调焦马达(71)上的螺杆(711)相配合。

4、根据权利要求2或3所述的一种光学对焦及自动对焦机械系统，其特征在于：所述的凸轮筒(2)的外部下端设有齿圈(23)，所述的变焦马达(72)还设有起传动变速作用的齿轮组(721)，使设在变焦马达(72)轴上的马达齿轮(722)通过中间的传动齿轮(723)作用下，由驱动齿轮(724)驱动凸轮筒(2)上的齿圈(23)，使凸轮筒(2)转动并由此带动第一、二群框(3)、(4)作相对的上、下移动。

5、根据权利要求2或3所述的一种光学对焦及自动对焦机械系统，其特征在于：所述凸轮筒(2)的第一、第二变焦曲线槽组(21)、(22)各自包括有三个均匀分布的变焦曲线槽，第一、二群框(3)、(4)的第一、第二导轴组(31)、(41)，也各自包括有三个均匀分布的导轴，各个导轴进入相对应的变焦曲线槽里。

6、根据权利要求1所述的一种光学对焦及自动对焦机械系统，其特征在于：所述的固定筒(1)、凸轮筒(2)、第一、二、三群框(3)、(4)、(5)和马达组(7)组成的自动对焦系统和光学变焦系统，该系统满足以下条件：对焦距离(AF)为7cm至无限远；变焦范围(f)＝2.8∽14.4mm。

7、根据权利要求4所述的一种光学对焦及自动对焦机械系统，其特征在于：变焦马达(72)上的齿轮组(721)的材质为塑胶。

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