[发明专利]一种连续调焦机构及相应的镜头

说明书

本发明公开了一种连续调焦机构及相应的镜头，该调焦机构采用360°连续正弦曲线调焦轮设计，保证电机驱动调焦轮组无论正反转都能带动透镜直线往复运动，实现无电位器、无限位的连续调焦；采用多颗调整螺钉保证物镜镜框搭载的透镜结构轴心线与光轴中心线重合，以便获得理想的成像质量；采用聚四氟乙烯垫片降低调焦轮组转动过程中的摩擦力和顿挫感。该调焦机构既简化了镜头结构又避免了电机空转损坏，装配简单方便，整体可靠性和稳定性较好。

技术领域

本发明涉及光电及机械技术领域，具体涉及一种连续调焦机构及相应的镜头。

背景技术

受到环境温度改变等各种因素的影响，镜头物镜焦距很容易离焦。为了解决这一问题，现代工业通常采用电机控制机械调节结构调整其中某一透镜的位置，补偿焦距的离焦量。现有的镜头调焦机构一般通过电机带动圆柱凸轮套筒使其相对镜筒旋转，从而带动镜筒的轴向直线运动，最终实现镜头自动调焦功能。

在此类调节机构中，圆柱凸轮套筒的结构形式大多采用在其圆柱面开有圆周角小于360°的曲线环槽，电机齿轮带动圆柱凸轮套筒旋转，进而带动导向螺钉沿曲线环槽运动。由于该曲线环槽两端分别为环槽的起点和终点，当导向螺钉接近曲线槽端点时，圆柱凸轮套筒上设置的机械限位结构提前接触电位器，电位器发出电信号反馈给电机，迫使圆柱凸轮套筒停止转动。现有的这种镜头调焦结构缺点十分明显：必须设置电位器，一旦电位器失效那么当导向螺钉直接运动至曲线环槽两端时，镜头停止直线运动而电机仍维持运转，动力无法输出使得电机很容易损坏。类似的镜头调焦结构参见已经公布的中国专利CN109307916A、CN104238235A、CN201029007Y以及CN108008518A等。

总之现有的镜头调焦结构可靠性和稳定不够，而且结构较为复杂不利于产品的小型化设计。

发明内容

本发明的目的在于克服现有镜头调焦机构存在的限位机构易失效、调焦电机易受损寿命短、镜头结构复杂、透镜装配难度大等问题，通过结构优化设计彻底取消了电位器，即便电机朝一个方向连续不停转动也不会出现卡死、动力无法输出的现象。

本发明的目的之一在于提供一种镜头连续调焦机构，包括调焦镜框2、物镜镜框4、导向螺钉5以及调焦轮组6；调焦镜框2套设于物镜镜框4内部，调焦轮组6套设于物镜镜框4外部；所述调焦轮组6包括套接在一起的调焦齿轮14和调焦环15，在调焦环15表面设置有循环曲线凹槽；导向螺钉5一端固定在调焦镜框2外表面，另一端穿过物镜镜框4上的导向孔后伸入调焦环15的循环曲线凹槽中；调焦电机13通过齿轮传动带动调焦轮组6转动，导向螺钉5在调焦轮组6的循环曲线凹槽内运动，带动调焦镜框2直线往复运动实现调焦功能。

进一步的，所述镜头调焦机构还包括由至少两块透镜组成的物镜组件1，在物镜镜框4和调焦镜框2上分别固定有至少一个透镜。

更进一步的，在物镜镜框4圆周上设置有多个螺纹孔及配套的调节螺钉3，透镜安装到物镜镜框4内部预定位置后，转动各个调节螺钉使物镜镜框4上的透镜光学轴心线与光学系统光轴中心线重合，以达到设计要求并获得较好的成像质量。调整好后在透镜与物镜镜框4的间隙填充密封胶，并拆除调节螺钉3。

进一步的，导向螺钉5的数量为2个，两者在一条直线上(相当于两者呈180°)。

进一步的，在调焦镜框2表面设置有螺纹孔，导向螺钉5通过端部的螺纹固定在调焦镜框2上。

进一步的，在调焦齿轮14表面与循环曲线凹槽相对的位置设置有腰型通孔，便于安装拆卸导向螺钉。该通孔的数量与导向螺钉的数量相同。

进一步的，所述镜头调焦机构还包括垫片7、连接法兰9，垫片7套设于物镜镜框4上并被连接法兰9锁紧，然后通过紧固螺钉8将物镜镜框4和连接法兰9固定起来。垫片7选择具有一定弹性且摩擦阻力较小的聚四氟乙烯材料。