专利名称：用于拍摄设备的自动和电动对焦装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用于拍摄设备上的自动和电动对焦装置，使用本装置和普通定焦或变焦镜头两个部件，可以组成自动和电动对焦两种镜头功能。上述拍摄设备包括数码相机、摄象机、摄像头、PC CAMERA、胶卷照相机等类似产品。
背景技术：
具备自动和电动对焦镜头的拍摄设备，几乎能满足各种用户的需求。面对不同类型(如CCD、CMOS图象传感器等)和尺寸(如1/2’、1/4’、1/7’等)的图象接收媒体(如半导体图象传感器、胶片等)，自动和电动对焦镜头设计者往往将所用镜头与自动和电动对焦装置设计成一体化产品。生产厂家需要为每种规格的镜头和自动对焦机构度身定做，如此镜头产品在大量、少数品种生产时具有优势。但在面对多种规格的镜头产品时，无疑要投入较大的资金和时间制作专用镜头产品模具，严重限制了生产的规模化，使得生产流程复杂化。而且还难以适应市场的需求，同时增加了镜头制造厂的风险。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种能够适用于多种拍摄设备的自动和对焦装置。它安装在不具备AF(Auto Focusing自动对焦)和电动对焦功能的普通定焦、变焦镜头和拍摄设备之间，组合成具有AF和电动对焦功能的镜头。
本实用新型包括驱动镜头精密移动的镜头直线移动的传动机构；微型电机；用于反馈控制镜头精确移动、定位的对焦定位传感器；安装普通定焦、变焦镜头的可移动标准镜头接口；以及将AF化的镜头安装在拍摄设备上的标准镜头固定接口；其特征在于还包括安装具有标准或自定义标准接口的普通定焦、变焦镜头的可移动标准镜头接口和符合标准或自定义接口要求的标准镜头固定接口，其中一个用于与普通镜头相连，另一个用于与拍摄设备相连，所述镜头直线移动的传动机构与可移动标准镜头接口相连。
由于本装置上同时设置了可移动标准镜头接口和标准镜头固定接口，因此一个AF和电动对焦镜头将由普通定焦或变焦镜头和本自动和电动对焦装置两个部件组成。自动和电动对焦装置的通用性，使得AF和电动对焦镜头设计者不必再为每种镜头专门开发一种专用自动和电动对焦装置，仅仅用几种对焦装置配备多种标准接口的普通镜头就可以实现AF镜头产品系列化，多样化，快速适应和满足市场的需求。本使用新型装置主要用于数码相机、摄象机、摄像头、PCCAMERA、胶卷照相机等类似产品上。本装置可以采用微型直流电机驱动普通镜头移动，能够明显降低AF镜头的成本。
以下结合附图对本实用新型的一个自动和电动对焦装置实例作进一步的详细描述。
图1是本实用新型的一个自动和电动对焦装置的实例立体分解图。
具体实施方式参照图1，本实用新型包括驱动镜头精密移动的镜头直线移动的传动机构2、微型电机3和镜头移动导轨6；用于反馈控制镜头精确移动所需的对焦定位传感器4；安装普通定焦、变焦镜头的可移动标准镜头接口5；以及将AF和电动对焦镜头安装在拍摄设备上的标准镜头固定接口7；提供镜头直线移动限位信号的镜头移动限位传感器8；其特征在于可移动标准镜头接口5和标准镜头固定接口7采取标准化设计，一个用于与普通镜头接口相连另一个用于与拍摄设备相连，所述镜头直线移动传动机构2与可移动标准镜头接口5相连。该自动和电动对焦装置上同时设置的可移动标准镜头接口5和标准镜头固定接口7，使其单独成为一个标准部件，此时一个AF和电动对焦镜头将由普通定焦或变焦镜头和本自动和电动对焦装置两个部件组成。自动和电动对焦装置的通用性，使得AF和电动对焦镜头设计者不必再为每种镜头专门开发一种专用自动和电动对焦装置，仅仅用几种对焦装置配备多种标准接口的普通镜头就可以实现AF镜头产品系列化，多样化，快速适应和满足市场的需求。本实用新型装置放置在数码相机、摄象机、摄像头、PC CAMERA、胶卷照相机等拍摄设备的机壳与普通镜头之间，由嵌入拍摄设备的或外部的计算机或手动(电信号)控制普通镜头进行对焦操作。
实例图中可移动标准镜头接口5是M12*0.5mm的标准CCD/CMOS定焦镜头接口；标准镜头固定接口7是1/2’标准CCD/CMOC传感器定焦镜头座接口，用于固定在拍摄设备机身或PCB板等原用于固定镜头的位置上，从而将整个自动和电动对焦装置固定到照相设备上。所述镜头直线移动传动机构2包括由齿轮减速机构和丝杆丝扣旋转-直线移动转换机构；所述镜头定位传感器4包括齿轮光电调制器和LED光电耦合器，其输出电脉冲信号数与微型电机3的转数呈现固定线性关系。所述移动导轨6保证镜头移动的平稳性，它最好采用三根(也可设置一根、二根、四根、五根甚或更多导轨)，即三点可以定义确定一个面，它们间隔地设在标准镜头固定接口7上。所述镜头移动限位传感器8包含遮光片和LED光电耦合器，仅当镜头直线移动至顶点和底点时输出限位电平信号，检测微型电机3是否旋转还可以知道齿轮减速机构和丝杆丝扣旋转-直线移动转换机构是否出现意外故障，从而采取措施改善机械系统可靠性的冗余度。
本实例需要进一步阐明的是可移动标准镜头接口5所指的标准镜头接口包含国际标准、自定义标准接口，如M6*0.5mm、M8*0.5mm、M12*0.5mm、M8*1.0mm、CS接口、胶卷照相机等镜头接口标准。标准镜头固定接口7所指的标准镜头座接口包含国际标准、其他标准和自定义标准的镜头安装接口，如1/2’标准CCD/CMOS传感器、1/7’标准CCD/CMOS传感器、CS接口、胶卷照相机等镜头座安装接口标准；对焦定位传感器4还可以由霍尔检测等敏感器件与齿轮磁调制器等器件组成。同理，镜头移动限位传感器8也可以由霍尔检测等敏感器件与信号遮挡片等器件组成。由于对焦定位传感器4可以得到微型电机的转动参数即普通镜头移动参数，所以本装置可以采用直流微型电机，明显降低产品成本。若使用微型步进或超声波电机，还可以用于实时检测电机的转动情况。
系统工作方式普通定焦镜头1安装在可移动标准镜头接口5上，镜头直线移动的传动机构2、微型电机3和镜头移动导轨6驱动可移动标准镜头接口5沿镜头轴线方向作精密直线移动和定位。用于反馈控制镜头精确移动所需的对焦定位传感器4随着普通镜头直线移动同步地提供与其线性相关的微型电机3转数脉冲信号。
镜头移动限位传感器8设置在可移动标准镜头接口5及标准镜头固定接口7上，其与可移动标准镜头接口5上的挡光片组合可提供普通定焦镜头1移动到极限位置时的限位信号，还可结合对焦定位传感器信号判断机械传动机构是否出现故障，并可用于采取对策，改善机械系统可靠性的冗余度。
由本实用新型专利实例组成的自动和电动对焦镜头工作时，根据已知的拍摄距离参数，并结合镜头光学参数，确定普通定焦镜头1应移动的距离和方向。再根据微型电机3与镜头直线移动的传动机构2的传动函数，可以得到微型电机3需要转动的转数。我们将对焦定位传感器4所输出的脉冲信号数与镜头的移动距离呈线性对应关系，如普通定焦镜头1位移0.01毫米，对焦定位传感器4相应地输出一个脉冲信号；那么，普通定焦镜头1移动0.02毫米时，对焦定位传感器4相应地输出两个脉冲信号。由嵌入拍摄设备的或外部的计算机或手动(电信号)控制普通镜头进行对焦操作时，我们可以根据对焦定位传感器4提供的脉冲信号数来控制微型电机3的转动转数。微型电机3驱动镜头直线移动传动机构2，使得可移动标准镜头接口5在移动导轨6上沿镜头轴线方向作直线移动。微型电机3转动期间，记录并判断对焦定位传感器4提供的脉冲数是否达到既定的数值。一旦达到既定的脉冲数，立即关闭微型电机3，镜头直线移动传动机构2随即停止运动。当普通定焦镜头1移动到极限位置时，镜头移动限位传感器8与可移动标准接口5上的挡光片组合提供镜头前后移动的限位信号，及时反应普通镜头是否已达到最终位置状态。当对焦定位传感器4不能输出脉冲，同时镜头移动限位传感器8不能提供镜头移动到极限位置的信号时，说明普通镜头1虽未达到极限位置却不能正常移动，即表示普通镜头1移动出现了卡死现象，此时驱使微型电机3正、反转动，直到自动恢复为止。在普通镜头1移动的整个过程中，移动导轨6可有效控制移动接口5平稳移动，保证从镜头进入的光轴垂直于图象接收器件或胶片，从而获得最佳拍摄效果。
权利要求1.一种用于拍摄设备的自动和电动对焦装置，包括驱动镜头精密移动的镜头直线移动的传动机构2；微型电机3；用于反馈控制镜头精确移动、定位的对焦定位传感器4；安装普通定焦、变焦镜头的可移动标准镜头接口5；以及将AF和电动对焦镜头安装在拍摄设备上的标准镜头固定接口7；其特征在于还包括安装具有标准或自定义标准接口的普通定焦、变焦镜头的可移动标准镜头接口5和符合标准或自定义标准接口要求的标准镜头固定接口7，其中一个用于与普通镜头相连另一个用于与拍摄设备相连，所述镜头直线移动的传动机构2与可移动标准镜头接口5相连。
2.如权利要求1所述的用于拍摄设备的自动和电动对焦装置，其特征在于还包括设在标准镜头固定接口7上的移动导轨(6)，可移动标准镜头接口(5)可移动地安装于此移动导轨(6)上。
3.如权利要求1所述的用于拍摄设备的自动和电动对焦装置，其特征在于所述可移动标准镜头接口(5)采用标准化设计，可以是标准化镜头接口、或符合CCD/CMOS图象传感器需求的镜头标准接口、摄像头的标准CS接口、或照相机镜头标准接口、或自定义的镜头标准接口。
4.如权利要求1所述的用于拍摄设备的自动和电动对焦装置，其特征在于所述标准镜头固定接口(7)采用标准化设计，可以是定焦和变焦CCD/CMOS镜头标准座、或摄像头的CS标准接口、或自定义的标准镜头固定接口。
5.如权利要求1所述的用于拍摄设备的自动和电动对焦装置，其特征在于所述镜头直线移动的传动机构(2)包括齿轮减速机构和丝杆丝扣。
6.如权利要求1所述的用于拍摄设备的自动和电动对焦装置，其特征在于该用于拍摄设备的自动和电动对焦装置还包括位于标准镜头固定接口(7)与可移动标准镜头接口(5)上的镜头移动限位传感器(8)，该镜头移动限位传感器(8)与可移动标准镜头接口(5)上的挡光片组合来提供普通镜头(1)移动到极限两端位置的限位信号。
7.如权利要求1所述的用于拍摄设备的自动和电动对焦装置，其特征在于所述对焦定位传感器(4)，包括机械连接驱动装置(3)的齿轮光电调制器和LED光电耦合器，齿轮光电调制器位于LED光电耦合器的发送装置和接收装置之间的光路上。
8.如权利要求书1所述的用于拍摄设备的自动和电动对焦装置，其特征在于所述微型电机3采用微型直流电机或微型步进电机或微型超声波电机。
专利摘要本实用新型涉及用于拍摄设备上的自动(AF)和电动对焦装置，它安装在普通定焦或变焦镜头和拍摄设备之间，组成AF和电动对焦镜头。其特征在于其上同时设置可移动标准镜头接口5和标准镜头固定接口7，使其单独成为一个标准部件，此时一个AF镜头将由普通定焦或变焦镜头和本装置两个部件组成。在拍摄设备的操控下，本装置可以采用直流微型电机驱动镜头，既可以实现自动对焦，也能实现电动对焦功能。其通用性使得AF镜头设计者不必再为每种自动和电动对焦镜头专门开发一种专用自动和电动对焦装置，因此能够快速适应和满足市场的需求，降低生产成本和风险。所述拍摄设备包括数码相机、摄象机、摄像头、PC CAMERA、胶卷照相机等类似产品。
文档编号G03B13/32GK2615698SQ03225049
公开日2004年5月12日 申请日期2003年4月11日 优先权日2003年4月11日
发明者葛大庆, 梁晓明 申请人:葛大庆, 梁晓明