一种对焦系统的制作方法

本实用新型相机成像领域，尤其涉及一种对焦系统。

背景技术：

使用凸透镜作为照像机的镜头时，最清晰的像到光心的距离(像距)一般不是等于焦距，而是略大于焦距。具体的距离和被照的物体与镜头的距离(物距)有关，物距越大，像距越小，但实际上总是大于焦距。而当我们照像时，被照的物体与相机(镜头)的距离不总是相同的，也就是说，像距不总是固定的，这样，要想照得到清晰的像，就必须随着物距的不同而改变胶片到镜头光心的距离，这个改变的过程就是我们平常说的“调焦”。

目前摄像头组装企业常采用对中治具手动调整镜头和镜座的成像中心，这种对中同心精度只能达到0.01mm，而高清摄像头要求的同心度为微米级，因此这种手动调节的方式很难清晰成像的精度需求。另一方面，针对中小企业，在摄像头模组的开发过程中很难对新型摄像探测器模组针对性的设计和开模用于测试模组成像，而通用的调焦镜头除了精度上很难达到需求外，在人工调节的最后确认过程中也通常会存在微小移动，使调焦效果很难达到最佳。

技术实现要素：

本实用新型为解决上述问题之一；提供一种对焦系统，通过以下方式实现：

一种对焦微调系统，包括待观测物体，还包括镜头组件、探测器、计算机、主控制器、移动平台；所述待观测物体放置在所述移动平台上，所述镜头组件和所述探测器设置在所述移动平台上方，所述探测器分别与所述镜头组件和所述计算机电连接，所述计算机与所述主控制器信号连接；所述镜头组件对焦所述待观测物体并将图像传送给所述探测器，所述计算机根据所述探测器的图像数据向所述主控制器发送uart控制信号，所述主控制器根据接收到的uart控制信号调控所述移动平台上所述待观测物体的位置，所述镜头组件再次对所述待观测物体对焦；所述计算机根据调整后探测器获取的图像数据再次发送uart控制信号直至所述镜头组件对焦成功。

优选的，所述移动平台包括丝杆、转动电机、螺母、支架、载物台；所述螺母固定在所述支架上并套设在所述丝杆上，所述转动电机与所述丝杆连接并用于带动所述丝杆转动，所述载物台与所述丝杆的输出端连接，所述载物台上用于放置待观测物体。

优选的，所述移动平台还包括用于移动载物台的底座，所述底座上设置有与所述载物台滑动连接滑轨。

优选的，所述载物台的侧壁上设置有第一刻度尺，所述第一刻度尺用于记录所述待观测物体在所述载物台上的二维位置。

优选的，所述底座对应载物台移动方向上的两侧壁上设置有第二刻度尺，所述第二刻度尺用于记录所述载物台的移动距离。

优选的，所述镜头组件包括用于横向伸缩的第一伸缩杆组件和安装在所述第一伸缩杆组件上的镜头，所述伸缩杆组件用于初次粗调所述镜头的位置使所述镜头对准所述待观测物体。

优选的，还包括用于竖直伸缩的第二伸缩组件，所述第二伸缩组件用于调整所述探测器的纵向位置。

优选的，所述探测器安装在所述移动平台上方远离所述镜头组件的一端以便于人工识别所述探测器上的成像数据。

优选的，所述转动电机具备自锁功能并带动所述移动平台实现自动锁止。

有益效果：经过本系统的改进，相较于原来的人工调节对焦的方法，本装置具备更高的操作精准度。对焦的实际操作有计算机发出指令，使得操作更为简单，不需要工作人员因为凭借工作经验调整而出现误差；例如本对焦系统在以0.01953125μm为一个单步进行单步移动，移动5mm的测试下，移动误差在0.02mm以内。可以满足0.1μm量级的移动对焦需求。

附图说明

图1是本实用新型一种实施例的连接结构示意图；

图2是本实用新型一种实施例的流程图；

图3是本实用新型一种实施例的原理图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

如图1-图3所示，一种对焦微调系统，包括待观测物体，还包括镜头组件、探测器、计算机、主控制器、移动平台；所述待观测物体放置在所述移动平台上，所述镜头组件和所述探测器设置在所述移动平台上方，所述探测器分别与所述镜头组件和所述计算机电连接，所述计算机与所述主控制器信号连接；所述镜头组件对焦所述待观测物体并将图像传送给所述探测器，所述计算机根据所述探测器的图像数据向所述主控制器发送uart控制信号，所述主控制器根据接收到的uart控制信号调控所述移动平台上所述待观测物体的位置，所述镜头组件再次对所述待观测物体对焦；所述计算机根据调整后探测器获取的图像数据再次发送uart控制信号直至所述镜头组件对焦成功。

本系统的具体操作为：

步骤1：镜头组件和探测器接通电源，镜头组件对待观测物体进行对焦，探测器接收镜头组件的头像并自动进入曝光模式，探测器匹配计算机上的接口并实时向计算机输出实时的曝光图像。

步骤2：主控制器接通电源并进行初始化设置，使所述移动平台待机并等待计算机的控制信号。

步骤3：人眼观察探测器的成像，通过计算机向主控制器发送uart控制信号调整所述移动平台的移动距离使得微调镜头组件与所述待观测物体的焦距。

步骤4：重复步骤3，直到镜头组件与所述待观测物体达到合适成像焦距位置。

步骤5：对焦结束，主控制器控制移动平台自锁。

优选的一种实施方式，移动动平台采用xm40-12.5小行程普通型电动平移台，主控制器采用stm32辅助thb6128生成上位机的uart信号所要求的1-128细分的步进电机驱动信号，以达成不同调焦精度的步距。相较于传统的纯人工旋转对焦镜头调节等方案，本系统在对焦时有更高的操作精准度，可以单次多步运行，同时可指定单次移动距离由2.5μm-0.01953125μm中间8个档位，使调焦更加智能和方便。在停止操作时控制输出小电流使电机自锁让调焦的结果更加稳定可靠，不易受外界影响。且有一定程度的普遍适用性，可用于透镜的测试和成像等场合，具有现实意义

优选的一种实施方式，所述移动平台包括丝杆、转动电机、螺母、支架、载物台；所述螺母固定在所述支架上并套设在所述丝杆上，所述转动电机安装与所述丝杆连接并用于带动所述丝杆转动，所述载物台与所述丝杆的输出端连接，所述载物台上用于放置待观测物体。

优选的一种实施方式，所述移动平台还包括用于移动载物台的底座，所述底座上设置有与所述载物台滑动连接滑轨。

优选的一种实施方式，所述载物台的侧壁上设置有第一刻度尺，所述第一刻度尺用于记录所述待观测物体在所述载物台上的二维位置。

优选的一种实施方式，所述底座对应载物台移动方向上的两侧壁上设置有第二刻度尺，所述第二刻度尺用于记录所述载物台的移动距离。

优选的一种实施方式，所述镜头组件包括用于横向伸缩的第一伸缩杆组件和安装在所述第一伸缩杆组件上的镜头，所述伸缩杆组件用于初次粗调所述镜头的位置使所述镜头对准所述待观测物体。

优选的一种实施方式，还包括用于竖直伸缩的第二伸缩组件，所述第二伸缩组件用于调整所述探测器的纵向位置。

优选的一种实施方式，所述探测器安装在所述移动平台上方远离所述镜头组件的一端以便于人工识别所述探测器上的成像数据。

优选的一种实施方式，所述转动电机具备自锁功能并带动所述移动平台实现自动锁止。

在本系统的设置下，对焦系统如果以0.01953125μm为一个单步进行单步移动，移动5mm的测试下，移动误差在0.02mm以内。可以满足0.1μm量级的移动对焦需求。本系统大大提高了对焦精度。

以上实施例不局限于该实施例自身的技术方案，实施例之间可以相互结合成新的实施例。以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而并非对其进行限制，凡未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型技术方案的范围内。