一种后焦调节装置及摄像机的制作方法

本发明涉及焦距调节技术领域，尤其涉及一种后焦调节装置及摄像机。

背景技术：

为保证摄像机的拍摄性能，通常会在出厂时为其配置标准镜头。由于摄像机的应用场景主要取决于镜头的参数，一旦镜头确定，摄像机的应用场景会受到极大的限制。不同的应用场景，需要采购不同型号的摄像机。

目前，多采用调节后焦(镜头机械后端面到像面之间的距离)的方式，使同一摄像机适配多种镜头，从而扩大摄像机的适用范围。根据摄像机调焦的自动化程度可分为手动调焦和自动调焦。

手动调焦，即在现场安装调试过程中，由单人携带笔记本电脑作为客户端，观看客户端视频的同时进行镜头的调焦。在安防行业中，多数情况下，摄像机安装于高处，高空作业不方便携带笔记本电脑，经常采用两个人配合，一个人在地面上通过笔记本电脑观看视频图像，另一个人在高空手动调节，地面的人发出调节指令由高空作业的人执行。这种方式实现成本相对较低，但操作不便、且调节时间较长，调节结果难以达到最佳匹配状态。

自动调焦，又被称为abf(autobackfocus)，指通过触发摄像机的abf按键或远程的web界面按钮，控制摄像机自带的调焦装置动作，自动完成后焦调节，有利于简化工程安装和后台维护的过程。但目前，这种具备自动后焦调节功能的摄像机结构复杂，成本较高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种后焦调节装置，以一种新型的结构形式实现对摄像机的后焦调节，该后焦调节装置在保证sensor板的平面度的基础上，实现自动调节摄像机的后焦，具有结构简单，调节准确，成本低的优点。

本发明的另一目的在于提供一种摄像机，在使用摄像机时，利用上述后焦调节装置快速调节摄像机的后焦参数以获取清晰的图像，能够增强客户体验感，同时，还能够降低摄像机的生产成本。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明中提供了一种后焦调节装置，包括：

驱动组件，所述驱动组件包括输出齿轮；

传动组件，所述传动组件包括齿条和连接于所述齿条的推杆，所述输出齿轮与所述齿条啮合传动；

固定板，所述固定板设置有对所述推杆导向的第一导向孔，所述推杆穿设于所述第一导向孔，所述齿条带动所述推杆沿所述第一导向孔的轴向往复运动；

安装板，sensor板安装于所述安装板，所述安装板位于所述固定板一侧，所述传动组件位于所述固定板的另一侧；

所述推杆穿过所述第一导向孔推动所述安装板和所述sensor板沿所述第一导向孔的轴向同步往复运动，以保证所述sensor板运动过程中的平面度。

优选的，所述后焦调节装置还包括：

导向柱，其一端连接于所述安装板，另一端穿设于所述固定板，所述导向柱能够相对于所述固定板沿所述第一导向孔的轴向往复运动；

紧固件，所述导向柱穿过所述固定板的一端连接于所述紧固件；

弹性件，套设于所述导向柱，且位于所述固定板和所述紧固件之间。

优选的，所述固定板设置有对所述导向柱导向的第二导向孔。

优选的，初始状态下，所述弹性件处于预压缩状态。

优选的，所述推杆穿过所述固定板抵压于所述安装板；或所述推杆穿过所述固定板与所述安装板固定连接。

优选的，所述驱动组件包括电机组件和变速箱组件；

所述电机组件包括：

步进电机；

主动齿轮，连接于所述步进电机的输出轴，所述主动齿轮与所述变速箱组件的输入齿轮啮合。

优选的，所述电机组件还包括：

pcb板和光传感器，所述pcb板固定于所述步进电机，所述光传感器和所述步进电机均与所述pcb板电连接；

挡片，设置于所述传动组件，所述光传感器与所述挡片配合，以确定所述步进电机运动的初始参考位置。

优选的，所述推杆为至少三个，至少三个所述推杆相互平行设置，且所述推杆均等高。

优选的，所述后焦调节装置还包括导向柱，所述导向柱为至少三个。

本发明还提供了一种摄像机，包括所述的后焦调节装置，所述后焦调节装置用于调节摄像机的后焦。本发明的有益效果：本发明中，传动组件和驱动组件的输出齿轮，形成一个齿轮-齿条传动结构，将驱动组件的旋转运动转化为沿第一导向孔的中心轴线(前后)的直线运动。传动组件向前运动时，推动安装板和sensor板向远离固定板的方向运动，以调小后焦。传动组件向后运动时，带动安装板、sensor板一并向靠近固定板的方向运动，以调大后焦。

本发明中第一导向孔与推杆配合，并对推杆进行导向，有效地减小推杆与第一导向孔之间的晃动量。推杆推动安装板时，推杆的端面与安装板通过面接触，因此，推杆施加于安装板的力为相对均匀的力，此力为面推力，向安装板施加面推力避免了安装板因受力不均导致晃动或卡顿。通过上述设计优化，输出齿轮和齿条，以及推杆与第一导向孔只需要保证一般的加工精度，便能够满足sensor板在运动过程中的平面度要求。上述后焦调节装置整体结构简单，生产成本低，各个结构件安装方便，易于装配拆卸和维修。

附图说明

图1是本发明提供的一种枪型摄像机的爆炸结构示意图；

图2是图1中的枪型摄像机的一种主视结构示意图；

图3是本发明提供的一种枪型摄像机的后焦调节过程示意图；

图4是本发明提供的一种后焦调节装置的爆炸结构示意图；

图5是图4中的后焦调节装置的一种俯视结构示意图；

图6是图4中的后焦调节装置的一种侧视结构示意图。

图中：

1、前壳；2、滤镜片调节组件；

3、后焦调节装置；31、固定螺钉；32、sensor板；33、安装板；331、导向柱；34、弹性件；35、紧固件；36、固定板；361、第一导向孔；362、第二导向孔；37、传动组件；371、推杆；372、齿条；373、挡片；38、变速箱组件；381、变速箱壳体；382、减速齿轮；39、电机组件；391、主动齿轮；392、光传感器；393、pcb板；

4、下盖；5、主控组件；51、光模块接口；52、abf调整按键；53、网口；6、上盖；7、后盖。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明中提供了一种摄像机，该摄像机会预留镜头的接口，由客户自行选择镜头的型号并配合安装。此外，对于一些大光圈镜头，由于外形尺寸较大，无法安装于摄像机内部，只能配合摄像机使用，因此，镜头安装后，需要调节调节摄像机的后焦(镜头机械后端面到像面之间的距离)，以获取清晰的图像。

对于目前安防行业中，具有后焦调节功能的多为枪型摄像机，下面方案主要目的是采用另一种结构形式调节摄像机的后焦，因此以枪型摄像机为例，详细描述本发明的实施例。

图1为本发明中的一种枪型摄像机的爆炸结构示意图，图2为图1中的枪型摄像机的一种主视结构示意图，结合图1和图2所示，上述枪型摄像机包括前壳1、滤镜片调节组件2、后焦调节装置3、下盖4、主控组件5、上盖6和后盖7。其中前壳1的中间部位设计有螺纹孔，可与多种规格的镜头适配。滤镜片调节组件2可选用整体式icr，也可自行设计滤镜框，并使用电机拖动，实现滤镜片切换。

主控组件5由多块单板组成，负责整机的运算和信号处理。整机的对外接口直接从主控组件5引出，其中对外接头包括光模块接口51、网口53，abf调整按键52。完成外接镜头组装和整机上电后，可直接按abf调整按键52，后焦调节装置3接收到后焦调节命令后，执行后焦自动调节过程。在枪型摄像机使用过程中，出现图像模糊或其他异常时可以在远程的web界面中，找到abf调整选项框，远程控制后焦的自动调节。

具体地，枪型摄像机的后焦调节过程如图3所示，通过abf调整按键52或远程的web界面发出后焦调节命令。主控组件5处理命令后传送给后焦调节装置3，后焦调节装置3前后(方向“前”指安装镜头的一端)运动，并将图像传送给主控组件5。主控组件5获取图像的分辨率，当分辨率处于在预设范围内，即判定图像清晰，当获得清晰图像后，主控组件5向后焦调节装置3发送停止命令，完成后焦调节。分辨率的预设范围可以根据设备的精度或图像要求进行设定，此处不做具体限制。

上述后焦调节装置3获取清晰图像的具体方法为，在调节枪型摄像机的后焦的过程中，主控组件5获取的图像的分辨率随着调节距离的变化逐渐变化，当主控组件5获取的图像的分辨率处于上述预设范围内，则认为当前的图像即为清晰图像，主控组件5发出停止命令，使后焦调节装置3停止调节。

上述后焦调节装置3应用于枪型摄像机中，以一种新型的结构形式实现对枪型摄像机的后焦调节。

具体地，图4为本发明提供的一种后焦调节装置的爆炸结构示意图，图5为图4中的后焦调节装置的一种俯视结构示意图，图6为图4中的后焦调节装置的一种侧视结构示意图。结合图4-图6，对后焦调节装置3的具体结构进行详细说明。

后焦调节装置3包括驱动组件、传动组件37、导向组件和sensor板32，在枪型摄像机中，导向组件包括固定板36，固定板36作为后焦调节装置3的核心固定结构，其余零部件直接或间接地安装于固定板36，固定板36安装于图1中的前壳1，位置固定，以此形成一个完整和独立的后焦调整装置3。

上述驱动组件包括输出齿轮，传动组件37包括齿条372和连接于齿条372的推杆371，具体地，传动组件37还包括连接板，齿条372连接于连接板的一侧，并与输出齿轮啮合传动，推杆371连接于连接板的另一侧，推杆371为圆柱形。

导向组件还包括安装板33，其中，安装板33位于固定板36的一侧，传动组件37和驱动组件位于固定板36的另一侧。sensor板32安装于固定板36，具体地，sensor板32与安装板33均类似于平板结构，sensor板32通过固定螺钉31紧固于安装板33，紧固后，sensor板32与安装板33平行。

固定板36设置有对推杆371导向的第一导向孔361，输出齿轮带动齿条沿第一导向孔361的轴向往复运动过程中，齿条372带动推杆371运动，使推杆371能够穿设于第一导向孔361，并推动安装板33和sensor板32沿第一导向孔361的轴向同步往复运动，以保证sensor板32运动过程中的平面度。

本实施例中传动组件37和驱动组件的输出齿轮，形成一个齿轮-齿条传动组件，将驱动组件的旋转运动转化为沿第一导向孔361的中心轴线(前后)的直线运动。传动组件37向前运动时，推动安装板33和sensor板32向远离固定板36的方向运动，以调小后焦。传动组件37向后运动时，带动安装板33、sensor板32一并向靠近固定板36的方向运动，以调大后焦。

本实施例第一导向孔361与推杆317配合，并对推杆371进行导向，有效地减小推杆371与第一导向孔361之间的晃动量。推杆37推动安装板33时，推杆37的端面与安装板33通过面接触，二者之间的作用力均匀分布于整个接触面，因此，推杆37施加于安装板33的力为相对均匀的力，此力为面推力，向安装板33施加面推力避免了安装板33因受力不均导致晃动或卡顿。通过上述设计优化，输出齿轮和齿条372，以及推杆371与第一导向孔361只需要保证一般的加工精度，便能够满足sensor板32在运动过程中的平面度要求(如本实施例中sensor板32的平面度的精度要求为0.16mm)。上述后焦调节装置整体结构简单，生产成本低，各个结构件安装方便，易于装配拆卸和维修。

具体地，针对上述驱动组件的具体结构，参考图4和图5所示，驱动组件包括电机组件39和连接于固定板36上的变速箱组件38，本实施例中，变速箱组件38通过安装件间接与固定板36紧固连接，变速箱组件38还能够固定于枪型摄像机内部的其他结构件。电机组件39包括步进电机和主动齿轮391，其中，主动齿轮391连接于步进电机的输出轴，主动齿轮391与变速箱组件38的输入齿轮啮合，变速箱组件38的输出齿轮与齿条372啮合。步进电机驱动变速箱组件38传递力矩，通过变速箱组件38降低转速，增加力矩。

上述主动齿轮391作为电机组件39的输出齿轮与变速箱组件38的输入齿轮啮合，电机组件39位于变速箱组件38的一侧，两者并排设置，上述布置方式，结构紧凑，在枪型摄像机的内部占用空间小。请参考图5，上述变速箱组件38包括变速箱壳体381和固定于变速箱壳体381内部的多个减速齿轮382，减速齿轮382的第一级齿轮作为输入齿轮与主动齿轮391啮合，最后一级齿轮作为输出齿轮与齿条372啮合，减速齿轮382通过多级传动，实现减速增矩。

请参考图1、图4和图5，上述电机组件39还包括pcb板393、光传感器392和挡片373，其中，pcb板393固定于步进电机，光传感器392和步进电机均与pcb板393电连接。具体地，pcb板393为柔性pcb板，且固定安装于步进电机的外壳，pcb板393电连接于主控组件5，挡片373设置于传动组件37，光传感器392与挡片373配合，以确定步进电机运动的初始参考位置。

具体地，当挡片373未被遮挡时输出高电平，被遮挡时输出低电平。枪型摄像机在上电初始化后，传动组件37向前或向后运动过程中，传动组件37上的挡片373或遮挡或离开光传感器392，会导致光传感器392的电平信号发生跳变，跳变点作为传动组件37前后位置的参考点，获取的参考点作为步进电机运动的初始参考位置，摄像机根据具体的应用场景需求，需要调节枪型摄像机的后焦时，调焦命令通过主控组件5传输给步进电机，步进电机启动，经由多级的减速齿轮382减速增距，驱动传动组件37传动，推杆371与第一导向孔361精密配合，可保证推杆371沿前后方向做直线运动，以满足sensor板32在运动过程中的平面度的要求。

另外，步进电机工作时，控制步进电机的转动步数的方式有两种，一种是通过主控组件5直接检测步进电机的转动的步数以控制步进电机的转动步数，另一种是通过主控组件5检测向步进电机发送的脉冲个数以控制步进电机的转动步数，通过上述两种方式能够精确地控制齿条372向前或向后的运动距离，以控制sensor板32的前后运动长度，从而实现对枪型摄像机的后焦调节。

针对上述推杆371，继续参考图4和图5，优选地，推杆371为至少三个，至少三个推杆371均相互平行设置，且推杆371均等高。对应地，上述推杆371和第一导向孔361一一对应，采用多个推杆371能够同时对安装板33施加面推力，推杆371与安装板33之间为多点接触的形式，以保证作用于安装板33上面推力更均匀。采用多个推杆371和多个第一导向孔361的导向设计，进一步有效地减小推杆371与第一导向孔361之间的晃动量，保证安装板33和sensor板32在前后运动过程中更稳定，使sensor板32的平面度误差保持在预设误差范围内，即保证了sensor板32的平面度要求。

进一步具体地，本实施例中推杆371为三个，三个推杆371呈三角形布置。上述设置，既可以保证安装板33受到的面推力均匀，又能够尽可能地简化结构设计，减少结构件，降低生产成本。

为进一步保证安装板33受到三个推杆371的面推力基本一致，三个推杆371与安装板33接触的端面的精度误差在一定范围内，即三个推杆371的端面的精度基本保持一致。

请参考图4-图6，导向组件还包括导向柱331、紧固件35和弹性件34，其中，导向柱331的一端连接于安装板33，另一端穿设于固定板36，具体地，上述导向柱331的另一端穿设于固定板36，这里所说的穿设是指导向柱33能够穿过固定板36，并相对于固定板36往复运动。本实施例中固定板36设置有对导向柱331导向的第二导向孔362，导向柱33通过第二导向孔362穿设于固定板36，导向柱331能够相对于固定板36沿第二导向孔362的轴向往复运动，第一导向孔361和第二导向孔362的中心轴线平行。在其他实施例中，还可以在固定板36设置导向套，导向套的内孔作为第二导向孔对导向柱33导向。

上述导向柱331穿过固定板36的一端连接于紧固件35，弹性件34套设于导向柱331，且位于固定板36和紧固件35之间。初始状态下，弹性件34处于预压缩状态，弹性件34为安装板33提供预紧力，保证安装板33在前后运动过程中，安装板33与推杆371能始终紧密配合，无晃动。上述预压缩状态是指后焦调节装置在安装完成后，弹性件34处于压缩状态，压缩量可根据实际需要调整。

当推杆371在推动安装板33和sensor板32前后运动的过程中，经第一导向孔361对推杆371导向后，若sensor板仍出现一定量的倾斜，导致sensor板32的平面度不能满足要求时，弹性件34和第二导向孔362配合能够对sensor板32的平面度偏差进行一定程度的补偿，使sensor板32的平面度满足使用要求。优选地，本实施例中弹性件34采用弹簧。

上述导向柱331为至少三个，导向柱331平行设置，且导向柱331均等高。对应地，第二导向孔362为至少三个，导向柱331与第二导向孔362一一对应。通过设置多个第二导向孔362和多个导向柱331，两者配合导向，更进一步地减小了第二导向孔362和导向柱331之间的晃动量，更进一步地保证安装板33和sensor板32前后运动过程中的稳定性，使运动过程中的sensor板32的平面度误差更小，即进一步地保证sensor板32的平面度。

本实施例中，导向柱331为三个，对应地，第二导向孔362也为三个，第二导向孔362成三角形设置，位于第一导向孔361的外周。

本实施例中通过设置多组第一导向孔361和推杆371，以及多组第二导向孔362和导向柱331，有效地减小了轴与孔之间的晃动量，同时，推杆371以多点接触的形式对安装板33施加相对均匀的面推力，进一步避免了安装板33因受力不均而导致的晃动或卡顿。通过上述优化设计，输出齿轮和齿条372及上述第一导向孔361和推杆371，以及第二导向孔362和导向柱331均只需要保证一般的加工精度，便可保证sensor板32在满足平面度的要求的基础上，能够实现更高要求的平面度。

在其他实施例中，推杆371的端部还能够固定连接于安装板33，此技术方案中，推杆371在前后往复运动过程中，推杆371与安装板33、sensor板32连接成一体结构，同步往复运动。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。