一种微透镜阵列定位机构的制作方法

本发明涉及但不限于微透镜阵列定位技术，尤其涉及一种微透镜阵列定位机构。

背景技术：

根据光场成像原理，微透镜阵列需精确定位在距离相机图像传感器几毫米至几微米的位置，来采集空间光线的位置和强度信息，从而实现单个图像传感器对空间三维信息的获取。

然而，相关技术中的微透镜阵列定位机构占用空间大，结构复杂，调节繁琐，对于可利用空间紧凑的相机无法实现，同时相关技术中的微透镜阵列定位机构采用限位弹簧固定微透镜阵列，极易损坏微透镜阵列且安装不方便。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供一种微透镜阵列定位机构，解决了相关技术中微透镜阵列定位机构占用空间大，结构复杂以及调节繁琐的问题，实现微透镜阵列与相机的图像传感器之间的高精密定位和紧凑尺寸，确保不易损坏微透镜阵列的目的。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种微透镜阵列定位机构，所述微透镜阵列定位机构包括：

固定基座，所述固定基座设置在相机机身上；

定位调节板，所述定位调节板上设置有用于安装微透镜阵列的阶梯孔，所述定位调节板和所述固定基座通过定位螺杆连接；所述定位调节板和所述固定基座之间设置有锁紧螺杆；

其中，所述定位螺杆用于调节所述微透镜阵列与所述相机的图像传感器之间的距离，所述锁紧螺杆用于锁定所述微透镜阵列与所述相机的图像传感器之间的距离。

可选的，所述定位调节板和所述固定基座通过定位螺杆连接，包括：

所述定位螺杆穿过所述定位调节板后拧入所述固定基座的连接螺纹孔中。

可选的，所述定位调节板和所述固定基座之间设置有锁紧螺杆，包括：

所述锁紧螺杆拧入所述定位调节板的螺纹通孔后抵接于所述固定基座上的螺丝限位孔。

可选的，所述定位螺杆上设有规格为m1.2的细牙螺纹。

可选的，所述定位螺杆上套有定位弹簧，所述定位弹簧的两端中与所述固定基座距离最小的一端设置在所述固定基座上的弹簧限位孔中。

可选的，所述阶梯孔的形状为矩形，在所述定位调节板的两面中与所述固定基座距离最小的一面上的所述阶梯孔的边沿处设置有放置所述微透镜阵列的凹槽，所述微透镜阵列胶合于所述凹槽中。

可选的，所述定位调节板上的凹槽的位置与所述阶梯孔的四个角的位置、所述阶梯孔的两个长边的中心位置均具有对应关系。

可选的，所述凹槽的厚度与所述定位调节板的厚度的比值满足预设阈值范围，所述预设阈值范围大于等于四分之一小于等于二分之一。

可选的，所述锁紧螺杆的数量为四个，四个所述锁紧螺杆沿所述阶梯孔的对称轴对称分布。

可选的，所述定位螺杆的数量为三个，三个所述定位螺杆呈等腰三角形分布，所述等腰三角形的对称轴与所述阶梯孔的两个长边的对称轴重合。

本发明的实施例所提供的微透镜阵列定位机构，该微透镜阵列定位机构包括固定基座，固定基座设置在相机机身上；定位调节板，定位调节板上设置有用于安装微透镜阵列的阶梯孔，定位调节板和固定基座通过定位螺杆连接；定位调节板和固定基座之间设置有锁紧螺杆；其中，定位螺杆用于调节微透镜阵列与相机的图像传感器之间的距离，锁紧螺杆用于锁定微透镜阵列与相机的图像传感器之间的距离；这样，将固定基座安装在相机机身上，将微透镜阵列设置在定位调节板的阶梯孔的位置，进而利用定位螺杆实现定位调节板与固定基座连接，并调节定位调节板与固定基座之间的距离，进一步地，利用锁紧螺杆锁定定位调节板和固定基座之间的距离，如此，可以将微透镜阵列精密的定位在成像芯片几毫米至几微米的位置，解决了相关技术中微透镜阵列定位机构占用空间大，结构复杂以及调节繁琐的问题，实现微透镜阵列与相机的图像传感器之间的高精密定位和紧凑尺寸，确保不易损坏微透镜阵列的目的。

附图说明

图1为本发明实施提供的一种微透镜阵列定位机构的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种微透镜阵列定位机构的定位调节板的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种微透镜阵列定位机构的固定基座的结构示意图；

图4为本发明实施提供的一种微透镜阵列定位机构的装配示意图。

具体实施方式

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。

相关技术中，根据光场成像原理，微透镜阵列需精确定位在距离相机图像传感器几毫米至几微米的位置，来采集空间光线的位置和强度信息，从而实现单个图像传感器对空间三维信息的获取。为确保获取高质量的三维图像，要求微透镜阵列沿光轴方向的安装精度小于1微米，同时微透镜阵列平面与图像传感器平面的偏转角度小于5度。然而，现有各类型相机图像传感器与主镜头之间的空间狭小，在不改变现有相机机身结构的情况下，无法实现定位机构的高精度定位，无法实现高度集成以及减小定位机构的尺寸。

相关技术中提及一种微透镜阵列定位装置，由固定基座、定位调节环和盖板构成。该定位装置通过定位螺杆、定位弹簧和锁紧螺杆来实现微透镜阵列的定位，但是该定位装置占用空间大，结构复杂，调节繁琐，对于可利用空间紧凑的相机无法实现，同时该定位装置采用限位弹簧来固定微透镜阵列，这样极易于损坏微透镜阵列且安装不方便。

那么，为了解决上述的技术问题，本发明提出了一种微透镜阵列定位机构。下面结合实施例对本发明提供的微透镜阵列定位机构进行详细的说明。

参照图1和图2所示，该微透镜阵列定位机构包括：固定基座1和定位调节板2，本发明实施例中，可以将微透镜阵列定位机构安装在相机图像传感器与主镜头之间。其中，

固定基座1设置在相机机身上；这里，固定基座1通常使用螺杆进行固定以安装在图像传感器所在平面。

定位调节板2上设置有用于安装微透镜阵列3的阶梯孔21，定位调节板2和固定基座1通过定位螺杆4连接；定位调节板2和固定基座1之间设置有锁紧螺杆5；

其中，定位螺杆4用于调节微透镜阵列3与相机的图像传感器之间的距离，锁紧螺杆5用于锁定微透镜阵列3与相机的图像传感器之间的距离。这里，精密设计的固定基座1的厚度有调节行程限制的功能，能避免微透镜阵列3与相机的图像传感器之间相互碰撞。

在本发明实施例中，可以在定位调节板2的中心开设阶梯孔21。

在本发明实施例中，定位螺杆4穿过定位调节板2后拧入固定基座1的连接螺纹孔中。

在本发明实施例中，锁紧螺杆5拧入定位调节板2的螺纹通孔后抵接于固定基座1上的螺丝限位孔12。

本发明实施例所提供的微透镜阵列定位机构，该微透镜阵列定位机构安装在相机图像传感器与主镜头之间，该微透镜阵列定位机构包括固定基座，固定基座设置在相机机身上；定位调节板，定位调节板上设置有用于安装微透镜阵列的阶梯孔，定位调节板和固定基座通过定位螺杆连接；定位调节板和固定基座之间设置有锁紧螺杆；其中，定位螺杆用于调节微透镜阵列与相机的图像传感器之间的距离，锁紧螺杆用于锁定微透镜阵列与相机的图像传感器之间的距离；这样，将固定基座安装在相机机身上，将微透镜阵列设置在定位调节板的阶梯孔的位置，进而利用定位螺杆实现定位调节板与固定基座连接，并调节定位调节板与固定基座之间的距离，进一步地，利用锁紧螺杆锁定定位调节板和固定基座之间的距离，如此，可以将微透镜阵列精密的定位在成像芯片几毫米至几微米的位置，解决了相关技术中微透镜阵列定位机构占用空间大，结构复杂以及调节繁琐的问题，实现微透镜阵列与相机的图像传感器之间的高精密定位和紧凑尺寸，确保不易损坏微透镜阵列的目的。

基于前述实施例，在本发明实施例提供一种微透镜阵列定位机构，参照图1、图2、图3和图4所示，该微透镜阵列定位机构包括：固定基座1和定位调节板2，其中，

固定基座1设置在相机机身上；

定位调节板2上设置有用于安装微透镜阵列3的阶梯孔21，定位调节板2和固定基座1通过定位螺杆4连接；这里，定位螺杆4穿过定位调节板2后拧入固定基座1的连接螺纹孔中；该定位螺杆4用于调节微透镜阵列3与相机的图像传感器之间的距离。

定位调节板2和固定基座1之间设置有锁紧螺杆5；这里，锁紧螺杆5拧入定位调节板2的螺纹通孔后抵接于固定基座1上的螺丝限位孔；该锁紧螺杆5用于锁定微透镜阵列3与相机的图像传感器之间的距离。

在本发明实施例中，定位螺杆4上设有规格为m1.2的细牙螺纹，如此，通过采用细牙螺纹的定位螺杆，调节步进行程可以控制在1微米以下，实现高精度定位。

在本发明实施例中，定位螺杆4上套有定位弹簧6，定位弹簧6的两端中与固定基座距离最小的一端设置在固定基座1上的弹簧限位孔11中；如此，确保微透镜阵列与相机的图像传感器平面之间的距离在相机长时间使用当中不会发生改变。

在本发明实施例中，阶梯孔21的形状为矩形，在定位调节板2的两面中与固定基座1距离最小的一面上的阶梯孔21的边沿处设置有放置微透镜阵列3的凹槽22，微透镜阵列3胶合于凹槽22中。这里，阶梯孔21设置有凹槽22的一端称为阶梯孔21的大孔端。这里，微透镜阵列3通过胶合固定在定位调节板2上的凹槽22中，没有外力施压，保证微透镜阵列3完整安全固定，同时在光轴方向都有定位弹簧6和锁紧螺杆5，保证设定的微透镜阵列3与相机的图像传感器平面之间的距离在相机长时间使用当中不会发生改变。

在本发明实施例中，定位调节板2上的凹槽22的位置与阶梯孔21的四个角的位置、阶梯孔21的两个长边的中心位置均具有对应关系。

结合图2所示，示例性的，阶梯孔21的四个角的位置包括第一位置、第二位置、第三位置和第四位置。凹槽22包括与第一位置对应的第一凹槽221、与第二位置对应的第二凹槽222、与第三位置对应的第三凹槽223以及与第四位置对应的第四凹槽224。凹槽22还包括与阶梯孔21的第一长边的中心位置对应的第五凹槽225以及与阶梯孔21的第二长边的中心位置对应的第六凹槽226。

在本发明实施例中，凹槽22的厚度与定位调节板2的厚度的比值满足预设阈值范围，预设阈值范围大于等于四分之一小于等于二分之一。

在本发明实施例中，锁紧螺杆5的数量为四个，四个锁紧螺杆沿阶梯孔的对称轴对称分布。

在本发明实施例中，定位螺杆4的数量为三个，三个定位螺杆呈等腰三角形分布，等腰三角形的对称轴与阶梯孔21的两个长边的对称轴重合。如此，通过调节三个定位螺杆的行程，可以精确控制微透镜阵列与相机的图像传感器平面之间的偏转，实现高精度定位。

基于前述实施例，本发明实施例中对微透镜阵列定位机构的安装过程进行进一步的说明，结合图1、图2、图3和图4所示，

固定基座1用于安装在相机机身上，通常使用螺杆进行固定安装在图像传感器所在平面。

定位调节板2的中心开有用于安装微透镜阵列的阶梯孔21。本发明实施例中，该阶梯孔21可以为矩形孔，在阶梯孔21的大孔端部的四个顶角及两个长边孔壁的中心分别开有凹槽22，通过所述凹槽22将精密微透镜阵列3胶合于定位调节板2。

本发明实施例中，微透镜阵列定位机构主要包括固定基座1与定位调节板2，可以直接安装于相机图像传感器与主镜头之间，不需要对相机机身和镜头安装套筒做任何的修改。

本发明实施例中，微透镜阵列3通过胶合固定在定位调节板2上，没有外力施压，保证微透镜阵列3完整安全固定，同时在光轴方向都锁紧螺杆5和定位弹簧6，保证设定的微透镜阵列3与相机的图像传感器平面之间的距离在相机长时间使用当中不会发生改变。

使用时，首先，通过胶水将微透镜阵列3与定位调节板2的阶梯孔21的大孔端胶合，使用胶水填满整个凹槽22；其次，将固定基座1经螺杆固定安装在相机机身上；然后，通过三个呈等腰三角形分布的定位螺杆4将定位调节板2与固定基座1进行连接，这里，定位调节板2的阶梯孔21的大孔端安装于靠近固定基座1一侧方向上，套有定位弹簧6的定位螺杆4穿过定位调节板2后拧入固定基座1的连接螺纹孔中，定位弹簧6装入弹簧限位孔11，此时微透镜阵列与相机的图像传感器之间的距离大于所需要调节的距离；接着，通过调节定位螺杆4的行程来调节微透镜阵列3与相机的图像传感器之间的距离；进一步地，为防止因震动造成调节行程的细微改变，当达到所需要的调节行程后，使用四个关于定位调节板2的对称轴对称分布的锁紧螺杆5进行锁死，这里，锁紧螺杆5拧入定位调节板2的螺纹通孔后抵接于固定基座1上的螺丝限位孔12，通过拧紧锁紧螺杆5便可锁死微透镜阵列与相机的图像传感器之间的距离。在本发明实施例中，为确保微透镜阵列定位机构实现微米级的定位效果，定位螺杆4上设有规格为m1.2的细牙螺纹，通过旋进定位螺杆4，可将微透镜阵列精密的定位在成像芯片几毫米至几微米的位置。在本发明实施例中，所有部件均可采用普通金属材料通过数控机床加工，批量生产成本较低。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

在本申请所提供的实施例中，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(readonlymemory，rom)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、rom、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。