一种转毂式自动调焦镜头
技术领域
本发明涉及一种光学器件，尤其涉及一种转毂式自动调焦镜头。
背景技术
随着光机电技术的发展，要求镜头能够自动调焦，传统调焦方式有：(1)螺纹啮合式，传动方式简洁，但摩擦力大，配合精度低，无法应用于光轴一致性要求较高场合；(2)直线调焦式，滚动直线导轨摩擦阻力较小,驱动功率小，定位精度及重复定位精度较高；主镜筒、调焦筒配合精密且接触面积大，故运动过程中摩擦阻力大，必须选择安全系数大的电机才能满足驱动要求；其装配精度要求高且比较繁琐，导致批产难度大；(3)凸轮机构式，凸轮机构的结构比较简单，但凸轮曲线的加工要求高，批产难度大。同时因限位销在曲线槽内做曲线运动，速度较低，视场切换时间略长，无法满足快速性、机动性要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种转毂式自动调焦镜头，以解决上述问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种转毂式自动调焦镜头，包括主镜座、上盖、转毂组件、电机组件、视场定位组件和限位开关，所述转毂组件和电机组件均设于所述主镜座内，所述上盖固定连接于所述主镜座的一侧，所述限位开关固定连接于所述上盖的内侧，所述电机组件驱动所述转毂组件旋转至0°或90°，所述转毂组件上还设有触发装置用以碰撞并触发所述限位开关以使所述电机组件停止，所述视场定位组件设于所述主镜座的一侧且其用以使所述转毂组件旋转至0°或90°处时锁止。
本发明的有益效果是：调焦速度快，光轴一致性好。不需要大镜筒、小镜筒精密匹配加工，对制造及安装工艺要求较低，满足大批量生产要求。转毂式调焦并非在光轴方向移动镜片，而是仅在0°、90°两个位置交互变换实现方位方向的变更，切换速度极快，满足快速、机动的要求。调焦速度极快，采用电机带动齿轮、凸轮机构的方式，仅在0°、90°两个位置交互变换镜片位置实现极速视场切换，机动性强。光轴一致性好，视场切换仅需0°、90°两个位置时精度保障即可完成高一致性光轴。省略了中间传动环节所带来的误差，对零件精度要求不高，极大提升了工艺性。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述转毂组件包括转毂镜座、光学组件、上轴、下轴、视场定位件、传动调整垫片和带凸轮齿轮；所述光学组件设有两个且其对称分布于所述转毂镜座的两侧，每个所述光学组件均包括光学镜组和光学调整垫片，每对所述光学调整垫片和所述光学镜组依次叠层固定连接于所述转毂镜座的一侧；所述上轴和所述下轴分别同轴地固定连接于所述转毂镜座的顶部和底部，所述视场定位件、所述传动调整垫片和所述带凸轮齿轮依次从上至下且同轴地套设于所述下轴上且其均跟随所述下轴同步转动，所述上轴和所述下轴分别转动连接于所述上盖中部和所述主镜座底部。
采用上述进一步方案的有益效果是，所述上轴和所述下轴分别转动连接于所述上盖中部和所述主镜座底部，使得转毂镜座可在主镜座内转动以调整光学镜组的视角，传动调整垫片可调节视场定位件和所述带凸轮齿轮在下轴的位置以便达到最好的传动效果，光学调整垫片可调整两个光学镜组在转毂镜座上的位置以达到最好的视角位置。
进一步，所述触发装置包括限位开关撞块，所述限位开关撞块固定连接于所述转毂镜座的顶部，当所述转毂镜座转动至0°或90°处时所述限位开关撞块撞击所述限位开关。
采用上述进一步方案的有益效果是，当所述转毂镜座转动至0°或90°处时所述限位开关撞块撞击所述限位开关，控制系统控制电机停止工作，避免过行程或发生碰撞损伤零部件。
进一步，所述带凸轮齿轮的底部固定连接有凸轮。
采用上述进一步方案的有益效果是，凸轮随带凸轮齿轮同步转动，凸轮能顶起顶块使其沿靠近所述固定板的方向移动以带动所述定位块脱离所述限位槽。
进一步，所述视场定位件为圆柱体状，所述视场定位件的外周开设有两个限位槽，两个所述限位槽的对称中心线相互垂直。
采用上述进一步方案的有益效果是，两个限位槽正好相差90°，当转毂镜座转动至0°或90°处时定位块均能精准的嵌入限位槽。
进一步，所述电机组件包括电机座、电机、驱动齿轮、从动齿轮和从动轴，所述电机座固定连接于所述主镜座内，所述电机固定连接于所述电机座的一侧且其电机轴穿过所述电机座，所述驱动齿轮固定连接于所述电机的电机轴上，所述从动轴与所述电机的电机轴平行设置且其转动连接于所述电机座上，所述从动齿轮固定连接于所述从动轴上，所述从动齿轮分别与所述驱动齿轮和所述带凸轮齿轮啮合。
采用上述进一步方案的有益效果是，电机带动驱动齿轮旋转，驱动齿轮带动从动齿轮旋转，从动齿轮再带动带凸轮齿轮旋转，从而带动整个转毂组件旋转，齿轮传动精准、稳定、寿命长。
进一步，所述视场定位组件包括固定板、销轴、顶块、滚轮和定位块，所述固定板固定连接于所述主镜座的一侧，所述销轴依次穿过所述固定板和所述主镜座且其可沿自身中心轴线移动以靠近或远离所述视场定位件，所述定位块与所述限位槽相匹配且其固定连接于所述销轴的伸入端，所述顶块的一端转动连接有所述滚轮，所述顶块的一侧与所述销轴的外周固定连接，还包括弹簧，所述弹簧的一端与所述顶块的另一端固定连接，所述弹簧的另一端与所述固定板固定连接，所述弹簧的弹力保证所述滚轮与所述凸轮的外轮廓抵接并在其上滚动。
采用上述进一步方案的有益效果是，弹簧使滚轮与所述凸轮的外轮廓抵接并在其上滚动，顶块带动销轴和定位块沿其中心轴线方向移动以靠近或远离视场定位件。
进一步，所述转毂镜座转动至0°或90°处时所述定位块嵌入所述限位槽，所述电机组件再次驱动所述转毂镜座转动时所述凸轮推动所述顶块靠近所述固定板以带动所述定位块脱离所述限位槽。
采用上述进一步方案的有益效果是，通过对凸轮轮廓的设计，使得转毂镜座转动至0°或90°处时定位块均能精准的嵌入限位槽，并且当电机再次启动带动转毂镜座转动时，凸轮推动所述顶块靠近所述固定板以带动所述定位块脱离所述限位槽,需特别指出的是，定位块和限位槽均有较大半径的圆弧倒角且嵌入的深度较浅，使得定位块嵌入限位槽后能被电机再次启动所产生的动力脱离，定位块和限位槽的锁止只是为了转毂镜座转动至0°或90°处且电机停止后，提供一个较小的锁止力，保证转毂镜座不会轻易因松动而转动，从而保证光轴的稳定。
附图说明
图1为本发明所提供的一种转毂式自动调焦镜头的结构示意图；
图2为图1所示的一种转毂式自动调焦镜头的爆炸视图；
图3为图2所示的一种转毂式自动调焦镜头的转毂组件的结构示意图；
图4为图3所示的转毂组件的爆炸视图；
图5为图2所示的一种转毂式自动调焦镜头的电机组件的结构示意图；
图6为图5所示的电机组件的爆炸视图；
图7为图1所示的一种转毂式自动调焦镜头的视场定位组件与转毂组件的结构原理图；
图8为图7所示的视场定位组件与转毂组件的结构原理图的定位块和限位槽的局部视图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、主镜座，2、上盖，3、转毂组件，301、转毂镜座，302、光学镜组，303、光学调整垫片，304、视场定位件，3041、限位槽，305、传动调整垫片，306、带凸轮齿轮，307、下轴承一，308、轴承压盖，309、轴承隔圈，310、下轴承二，311、下轴承压圈，312、上轴承，313、上轴承压圈，314、限位开关撞块，315、凸轮，316、上轴，317、下轴，4、电机组件，401、电机座，402、电机，403、驱动齿轮，404、从动齿轮，405、驱动轴承，406、轴承盖，407、从动轴，5、视场定位组件，501、固定板，502、销轴，503、顶块，504、滚轮，505、定位块，6、限位开关。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1-8所示，一种转毂式自动调焦镜头，包括主镜座1、上盖2、转毂组件3、电机组件4、视场定位组件5和限位开关6，所述转毂组件3和电机组件4均设于所述主镜座1内，所述上盖2固定连接于所述主镜座1的一侧，所述限位开关6固定连接于所述上盖2的内侧，所述电机组件4驱动所述转毂组件3旋转至0°或90°，所述转毂组件3上还设有触发装置用以碰撞并触发所述限位开关6以使所述电机组件4停止，所述视场定位组件5设于所述主镜座1的一侧且其用以使所述转毂组件3旋转至0°或90°处时锁止。
所述转毂组件3包括转毂镜座301、光学组件、上轴316、下轴317、视场定位件304、传动调整垫片305和带凸轮齿轮306；所述光学组件设有两个且其对称分布于所述转毂镜座301的两侧，每个所述光学组件均包括光学镜组302和光学调整垫片303，每对所述光学调整垫片303和所述光学镜组302依次叠层固定连接于所述转毂镜座301的一侧；所述上轴316和所述下轴317分别同轴地固定连接于所述转毂镜座301的顶部和底部，所述视场定位件304、所述传动调整垫片305和所述带凸轮齿轮306依次从上至下且同轴地套设于所述下轴317上且其均跟随所述下轴317同步转动，所述上轴316和所述下轴317分别转动连接于所述上盖2中部和所述主镜座1底部。优选地，上轴316的末端分别从下至上同轴地套设有上轴承312和上轴承压圈313，下轴317的末端从上至少依次同轴地套设有下轴承一307、轴承压盖308、轴承隔圈309、下轴承二310和下轴承压圈311，以使得转毂组件3在主镜座1内的转动更顺畅、平稳。
所述触发装置包括限位开关撞块314，所述限位开关撞块314固定连接于所述转毂镜座301的顶部，当所述转毂镜座301转动至0°或90°处时所述限位开关撞块314撞击所述限位开关6。当所述转毂镜座301转动至0°或90°处时所述限位开关撞块314撞击所述限位开关6，控制系统控制电机402停止工作，避免过行程或发生碰撞损伤零部件。
所述带凸轮齿轮306的底部固定连接有凸轮315。凸轮315随带凸轮齿轮306同步转动，凸轮315能顶起顶块503使其沿靠近所述固定板501的方向移动以带动所述定位块505脱离所述限位槽3041。
所述视场定位件304为圆柱体状，所述视场定位件304的外周开设有两个限位槽3041，两个所述限位槽3041的对称中心线相互垂直。两个限位槽3041正好相差90°，当转毂镜座301转动至0°或90°处时定位块505均能精准的嵌入限位槽3041。
所述电机组件4包括电机座401、电机402、驱动齿轮403、从动齿轮404和从动轴407，所述电机座401固定连接于所述主镜座1内，所述电机402固定连接于所述电机座401的一侧且其电机轴穿过所述电机座401，所述驱动齿轮403固定连接于所述电机402的电机轴上，所述从动轴407与所述电机402的电机轴平行设置且其转动连接于所述电机座401上，所述从动齿轮404固定连接于所述从动轴407上，所述从动齿轮404分别与所述驱动齿轮403和所述带凸轮齿轮306啮合。优选地，从动轴407的两端均套设有驱动轴承405，从动轴407的底端还套设有轴承盖406，轴承盖406与电机座401固定连接；电机402带动驱动齿轮403旋转，驱动齿轮403带动从动齿轮404旋转，从动齿轮404再带动带凸轮齿轮306旋转，从而带动整个转毂组件3旋转。
所述视场定位组件5包括固定板501、销轴502、顶块503、滚轮504和定位块505，所述固定板501固定连接于所述主镜座1的一侧，所述销轴502依次穿过所述固定板501和所述主镜座1且其可沿自身中心轴线移动以靠近或远离所述视场定位件304，所述定位块505与所述限位槽3041相匹配且其固定连接于所述销轴502的伸入端，所述顶块503的一端转动连接有所述滚轮504，所述顶块503的一侧与所述销轴502的外周固定连接，还包括弹簧，所述弹簧的一端与所述顶块503的另一端固定连接，所述弹簧的另一端与所述固定板501固定连接，所述弹簧的弹力保证所述滚轮504与所述凸轮315的外轮廓抵接并在其上滚动。弹簧使滚轮504与所述凸轮315的外轮廓抵接并在其上滚动，顶块503带动销轴502和定位块505沿其中心轴线方向移动以靠近或远离视场定位件304。
所述转毂镜座301转动至0°或90°处时所述定位块505嵌入所述限位槽3041，所述电机组件4再次驱动所述转毂镜座301转动时所述凸轮315推动所述顶块503靠近所述固定板501以带动所述定位块505脱离所述限位槽3041。通过对凸轮315轮廓的设计，使得转毂镜座301转动至0°或90°处时定位块505均能精准的嵌入限位槽3041，并且当电机402再次启动带动转毂镜座301转动时，凸轮315推动所述顶块503靠近所述固定板501以带动所述定位块505脱离所述限位槽3041,需特别指出的是，定位块505和限位槽3041均有较大半径的圆弧倒角且嵌入的深度较浅，使得定位块505嵌入限位槽3041后能被电机402再次启动所产生的动力脱离，定位块505和限位槽3041的锁止只是为了转毂镜座301转动至0°或90°处且电机402停止后，提供一个较小的锁止力，保证转毂镜座301不会轻易因松动而转动，从而保证光轴的稳定。
本申请所提及的固定连接可为螺纹连接、焊接或粘接，轴上零件主要为键连接。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
