镜头支架、镜头装置和包括该镜头装置的摄像机设备的制作方法

本发明涉及一种镜头支架和包括该镜头支架的镜头装置。本发明还涉及一种包括该镜头装置的摄像机设备。

背景技术：

模块化摄像机，例如网络摄像机，可在室内和室外用于许多不同环境中。模块化摄像机的多功能性导致对模块化摄像机的有成本效益的生产的需求增加。为了满足这种需求，可取的是，不仅降低模块化摄像机的部件的成本，而且降低与模块摄像机的组装相关的成本。

模块化摄像机通常包括两个单独的部分：传感器单元和通过缆线连接到该传感器单元的主单元。

传感器单元可以包括镜头支架和被所述镜头支架可拆卸地支撑的镜头构件。图像传感器可以布置在该镜头支架中。

主单元可布置用于图像处理和网络通信，并且也可与所述传感器单元分开放置。

因此，模块化摄像机的传感器单元包含若干部件，且传感器单元的组装需要多个步骤，这些步骤复杂、耗时且昂贵。另外，这种装配需要高的精度。例如，模块化摄像机的传感器单元内的部件的相对位置的小的偏差就可能导致失准，从而降低模块化摄像机的性能。具体来说，镜头支架内的镜头构件的恰当对准是特别关键的，因为一个小的偏差可能明显地降低模块化摄像机所获得的图像质量。

通常，镜头构件可以通过螺纹配件被镜头支架可拆卸地支撑，这可能导致在装配过程中图像传感器被微粒污染，从而导致摄像机设备所获图像被玷污的风险。

可替代地，该镜头构件可以滑动地插入到镜头支架的空腔中，并通过径向定向的锁定螺钉被锁定到位，因此在拧紧锁定螺钉时引入镜头构件径向位移和倾斜的风险。

此外，振动以及模块化摄像机所处环境中其它的变化，可能影响镜头构件的恰当对准，这因此可能降低模块化摄像机在现场安装之前、期间或之后的性能。

cn2736790y公开了一种数码摄像机变焦镜头结构，包括套筒和镜头组件，该镜头组件包含容纳在所述套筒中的透镜镜筒。该透镜镜筒被提供有沿透镜镜筒的纵向方向延伸的引导突起，该引导突起由套筒内部的相应形状的凹槽接纳。

技术实现要素：

鉴于上述，本发明的目的是提供一种镜头支架和镜头构件，其解决至少一些上述所披露的问题。本发明的一个目的是进一步提供一种镜头装置，其允许镜头构件在摄像机设备的镜头支架中的改进的布置和定位。另一个目的是提供一种降低玷污风险的镜头装置。

为了实现以上目的中至少一个以及将从以下描述中明显看出的其它目的，根据本发明提供镜头支架、镜头构件、镜头装置和摄像机设备。优选实施例将从描述中显而易见。

根据本发明的第一方面，提供一种用于摄像机设备的镜头装置的镜头支架，其包括：围绕空腔的壁，该空腔沿纵向镜头支架轴线延伸，并且被配置用于接纳镜头构件；锁定构件，被布置在壁中并且被配置用于在镜头构件插入空腔中时与之接合以锁定镜头构件。所述壁具有径向延伸至空腔中的镜头支架突起，该镜头支架突起包括第一镜头支架表面部分和第二镜头支架表面部分，第一镜头支架表面部分和第二镜头支架表面部分中的每个都在由纵向镜头支架轴线和纵向镜头支架轴线的半径所限定的平面内延伸。锁定构件配置为从第一镜头支架表面部分的方向施加垂直于所述第一镜头支架表面部分的平面的锁定力。

可提供用于镜头装置的镜头支架和镜头构件的具有成本效益的组装。所述镜头支架的一个优点是可以降低玷污图像传感器的风险。另一个优点是，该镜头支架可使镜头构件相对于镜头支架有效地保持锁定在所需位置。该镜头支架的另一个优点是，插入的镜头构件可以通过旋转运动锁定到位。由于镜头构件的镜头单元通常是旋转对称的，所以镜头构件在其锁定过程中的任何旋转都不会引起镜头构件的径向位移或倾斜，因此不会对所获图像的质量产生负面影响。

另外，突起允许镜头构件可滑动地插入到空腔内，从而减少镜头构件倾斜或向一侧偏移的风险。

该锁定构件可以为包括镜头支架的镜头装置提供简单的锁定机构。该锁定机构被配置为施加锁定力，该锁定力垂直于第一镜头支架表面部分的平面，即该锁定力具有切向方向，并且因此可以作用于插入到镜头支架的空腔内的镜头构件上以将其锁定，同时减少镜头构件绕纵向镜头支架轴线未对准的风险。

适于可滑动地接纳镜头构件的镜头支架可以提供包括镜头支架和镜头构件的镜头装置的简单组装。相比于传统的构造而言不包含镜头支架和镜头构件之间的螺纹接头的这种构造可以有利于组装，并消除或至少大幅度降低在组装期间图像传感器被微粒污染的风险，从而降低由包括根据本发明的镜头支架的摄像机设备所获的图像的玷污风险。

该锁定构件可以包括螺纹构件，例如固定螺钉。该固定螺钉可以具有尖的末端。借此，该固定螺钉可以可靠地长久保持所组装的镜头构件与镜头支架的对准。因此固定螺钉将垂直于纵向镜头支架轴线的锁定力提供到第一镜头支架构件表面部分上。

镜头支架突起可包括第三镜头支架表面部分，其与纵向镜头支架轴线相距恒定的径向距离延伸。第三镜头支架表面部分可以被提供有螺纹。通过为第三镜头支架表面部分提供螺纹，如具有m12或m20螺纹的镜头的标准镜头可以与镜头支架一起使用。由于不同类型的镜头构件可以与一个镜头支架一起使用，因此可以实现使用该镜头支架的灵活性的改善。镜头支架可以由此布置成接纳有螺纹和无螺纹的镜头构件。这可以为终端用户提供具有成本合算的镜头装置。

镜头支架可被布置用以支撑摄像机设备的镜头装置的镜头构件，该镜头构件通过轴向插入而可滑动地被镜头支架的空腔接纳。镜头构件包括：支撑镜头单元并沿纵向镜头构件轴线延伸的镜筒。该镜筒包括径向向外延伸并具有第一镜头构件表面部分和第二镜头构件表面部分的镜头构件突起，第一镜头构件表面部分和第二镜头构件表面部分均在由纵向镜头构件轴线和到纵向镜头构件轴线的半径所限定的平面内延伸。第一镜头构件表面部分被配置为当镜头构件被插入到镜头支架的空腔内时，受到垂直于第一镜头构件表面部分的平面且从镜头支架的第一镜头支架表面部分的方向施加的锁定力。第二镜头构件表面部分被配置为当镜头构件被插入到空腔内时，响应于第一镜头构件表面部分受到锁定力而与镜头支架的第二镜头支架表面部分接合。

对于镜头构件由镜头支架的空腔可滑动地接纳，应当理解，整个镜头构件不必都插入到空腔内。至少镜头构件的端部可以由镜头支架的空腔接纳。向空腔内的轴向插入可以沿纵向镜头支架轴线。

上述关于镜头支架的优点在适用时对镜头构件也有效。

根据本发明的第二方面，提供摄像机设备的镜头装置。该镜头装置包括：根据第一方面的镜头支架，如上所披露的镜头构件，通过镜头构件轴向插入到空腔内，镜头构件可滑动地被空腔接纳，使得纵向镜头支架轴线与纵向镜头构件轴线相重合。锁定构件从第一镜头支架表面部分的方向施加锁定力，该锁定力垂直于第一镜头构件表面部分的平面。镜头支架突起和镜头构件突起对准，使得由锁定构件从第一镜头支架表面部分的方向施加的锁定力施加至第一镜头构件表面部分；并且第二镜头构件表面部分响应于施加至第一镜头构件表面部分的锁定力而接合第二镜头支架表面部分。

所提供的镜头装置可以提供一种减小镜头未对准风险的镜头装置。这可以通过赋予镜头单元旋转对称的形状来实现，并且镜头构件通过旋转锁定力被锁定到位。

镜头支架突起和镜头构件突起可以是形状互补的，并且被配置成在将镜头构件轴向插入镜头支架的过程中建立轴向引导。镜头支架和镜头构件可以是互补的，以便在组装时使镜头支架和镜头构件之间的间隙最小化，从而提供稳定的镜头装置，其中镜头构件在具有低的未对准风险的情况下固定到位。

镜头支架可以包括周向均匀分布的至少两个突起。镜头构件可以包括周向均匀分布的至少两个突起。因此，在组装状态下为镜头装置提供了改进的稳定性。通过使突起均匀分布，由锁定构件产生的锁定力可以围绕部分表面均匀分布，并提供均匀分布的锁定力。镜头支架的两个突起以及镜头构件的两个突起可以平衡切线方向的锁定力，并在镜头构件和镜头支架之间形成稳定的锁定。这可以提高所述镜头装置的耐用性。

镜头构件的插入深度可以通过锁定构件来调整。应该理解，镜头构件可以以不同的插入深度插入和锁定到位，以便在给定的公差内提供准确的聚焦。

镜头装置可包括布置在空腔的底部处的图像传感器。图像传感器面向镜头单元。

根据本发明的第四方面，提供包括上述镜头装置的摄像机设备。摄像机设备可以为提供视频序列的监控摄像机。摄像机设备的功能和益处在上面关于镜头支架、镜头构件和镜头装置进行了描述。在适用时，上述特征也适合于第四方面。应该理解，本发明涉及权利要求书列举的特征的所有可能的组合。

一般而言，除非本文另有明确规定，权利要求书中使用的所有术语均应按照其在本技术领域的一般含义进行解释。所有对“一/一个/所述[元件、设备、部件、装置、步骤等]”的引用都应被公开解释为是指所述元件、设备、部件、装置、步骤等的至少一个实例，除非另有明确说明。在此公开的任何方法的步骤都不必按照所公开的精确顺序执行，除非明确说明。

附图说明

通过下面对本发明的优选实施例的示例性和非限制性的详细描述，并参照附图，将更好地理解本发明的以上以及附加的目的、特征和优点，其中类似的元件将使用相同的附图标记，其中：

图1为镜头装置的透视图。

图2为图1所示的镜头装置的镜头支架的透视图。

图3为图1所示的镜头装置的镜头构件的透视图。

图4为例示处于组装状态的图2所示的镜头支架和图3所示的镜头构件的剖视图。

具体实施方式

现在将参照附图在下文对本发明进行更全面的描述，在附图中示出本发明的当前优先实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为局限于这里所述的实施例；相反，这些实施例是为了彻底性和完整性而提供，并向技术人员充分传达本发明的范围。

下面将参照图1-图4描述用于摄像机设备的镜头装置300。

图1示出镜头装置300的一实施例。镜头装置300包括镜头支架100和可拆卸地附接到镜头支架100的镜头构件200。镜头支架100和镜头构件200沿光学轴线oa对准。

从图2可以明显看出，镜头支架100包括具有围绕空腔104的壁102的部分。镜头支架还包括锁定构件106，锁定构件106在所示的实施例中被布置在壁102中。图像传感器可以被布置在该镜头支架中。需要指出的是，镜头支架100可以制造成不同的形状和样式。

空腔104沿着镜头支架100的纵向镜头支架轴线ha延伸。空腔104被布置为通过镜头构件200轴向插入到空腔104内而可滑动地接纳镜头构件200，即通过将镜头构件200对准镜头支架100的空腔104，然后将镜头构件200沿着镜头支架轴线ha相对于镜头支架100移动，从而将镜头构件200或其至少一部分插入到空腔104内。

镜头支架100的壁102包括至少一个镜头支架突起108。如图1所示，镜头支架100可以包括两个镜头支架突起108。值得注意的是，镜头支架100可以有任意数量的镜头支架突起108。

每个镜头支架突起108径向向内延伸到空腔104中。

每个镜头支架突起108包括第一镜头支架表面部分110a和第二镜头支架表面部分110b。第一镜头支架表面部分110a和第二镜头支架表面部分110b中的每一个都在一平面内延伸。该平面由纵向镜头支架轴线ha和纵向镜头支架轴线ha的法线所限定。

如上所述，锁定构件106被布置在围绕空腔104的壁102中。锁定构件106适于在镜头构件200被插入空腔104中时，接合并锁定它。

在所示实施例中，锁定构件106包括布置在提供于壁102中的通道115内的螺纹构件，如固定螺钉，这可以在图4中更清楚地看出。

通道115沿垂直于镜头支架突起108之一的第一镜头支架表面部分110a的平面的方向延伸，并包括螺纹端部116，该螺纹端部116终止于在第一镜头支架表面部分110a中提供的端部开口117。

固定螺钉形式的锁定构件106布置为螺纹接合于通道115的螺纹端部116，并且该固定螺钉因此可以被带到一个位置，在该位置，固定螺钉的末端从螺纹端部116的端部开口117突出，并且因此也从镜头支架突起108的第一镜头支架表面部分110a突出。

该固定螺钉可以具有尖的末端。该尖的末端可以提高组装状态下镜头装置300的稳定性。

应当注意，锁定构件106有许多可能的变体。在一示例中，固定螺钉可以包括推动销或偏置销。在另一示例中，锁定构件106可以包括推动销或偏置销。锁定构件106还可以包括粘合剂，用于确保将镜头构件200固定到位的锁定力。

如图3所示，镜头构件200包括镜筒202。

镜筒202支撑着具有沿着镜头构件200的纵向镜头构件轴线ma的延伸部的镜头单元203。

镜头构件200还包括具有径向向外定向的延伸部的至少一个镜头构件突起208。在所示实施例中，镜头构件200包括两个镜头构件突起208。

在所示实施例中，两个镜头构件突起208通过在镜头构件的一部分中提供两个相对布置的凹槽(在图3中仅可见一个凹槽)来形成。作为替代，镜头构件突起208可以被形成为从镜头构件200的包络面延伸的突出物。

每个镜头构件突起208具有第一镜头构件表面部分210a和第二镜头构件表面部分210b。第一镜头构件表面部分210a和第二镜头构件表面部分210b的每一个都在镜头构件200的一平面内延伸。该平面由纵向镜头构件轴线ma和纵向镜头构件轴线ma的法线所限定。

镜头支架100被布置为通过镜头构件200的轴向插入而可滑动地接纳镜头构件200，使得纵向镜头支架轴线ha与纵向镜头构件轴线ma重合。

图4为在垂直于镜头装置300的光轴oa的平面上截取的剖视图，在图4中例示处于组装状态的镜头装置300，即镜头构件200被插入镜头支架100的空腔104内。在镜头装置300的组装状态下，镜头支架轴线ha和镜头构件轴线ma与镜头装置300的光学轴线oa对准。

从图中可以明显看出，镜头支架突起108和镜头构件突起208是形状互补的，从而可在镜头构件200插入镜头支架100的空腔104中期间建立起轴向引导，使得镜头构件轴线ma和镜头支架轴线ha重合，从而与镜头装置300的光学轴线oa对准。在一些示例中，镜头支架100可以包括对应于镜头构件突起108的凹槽，以在镜头构件200插入镜头支架100中期间提供轴向引导。现在将参照图4讨论锁定构件106的操作。

锁定构件106被配置为，当镜头构件200插入空腔104内时，从相关联的镜头支架突起108的第一镜头支架表面部分110a的方向向镜头构件200的镜头构件突起208之一的第一镜头构件表面部分210a施加锁定力。因此，第一镜头构件表面部分210a被配置为承受锁定力。

在所示实施例中，固定螺钉形式的锁定构件106被配置为通过拧紧固定螺钉以使其远端从第一镜头支架表面部分110a突出并接合第一镜头构件表面部分210a来施加锁定力。

施加至镜头构件200的锁定力的方向垂直于第一镜头支架表面部分110a的平面，并且也垂直于第一镜头构件表面部分210a的平面。

锁定力被施加至第一镜头构件表面部分210a，并将因此造成镜头构件200绕光学轴线oa的旋转运动。该旋转运动将受到形状互补的镜头支架突起108和镜头构件突起208之间存在的间隙的限制。互补形状的镜头支架突起108和镜头构件突起208将防止镜头构件200径向位移或倾斜。这种配置可以提高所获图像的质量，因为它使镜头装置的整个图像或部分图像失焦的风险降低。

每个镜头构件突起208的第二镜头构件表面部分210b被配置为响应于镜头构件200的旋转运动，即作为第一镜头构件表面部分210a受到锁定力的响应，与镜头支架100的相应的第二镜头支架表面部分110b接合。

换言之，镜头支架突起108和镜头构件突起208被对准，使得由锁定构件106从镜头支架突起108之一的第一镜头支架表面部分110a的方向施加的锁定力，被施加在镜头构件突起208之一的第一镜头构件表面部分210a。每个第二镜头构件表面部分210b然后将响应于锁定力被施加在第一镜头构件表面部分210a而接合相关联的第二镜头支架表面部分110b。

因此，镜头构件200通过由锁定力引起且将第二镜头构件表面部分210b压靠在相应的第二镜头支架表面部分110b上的镜头构件200的旋转运动而被锁定。镜头构件200绕光学轴线oa的旋转运动确保了镜头构件的锁定，而没有镜头构件200倾斜的任何风险。

镜头构件200向镜头支架100的空腔104中的插入深度可以是可调节的。因而镜头构件200可通过锁定构件106在不同深度处锁定到空腔中。由此，便于镜头装置的正确聚焦设置。也就是说，锁定构件106可以被布置成在不同的位置与第一镜头构件表面部分210a相接合，以允许镜头构件200被锁定在不同的插入深度。如果镜头装置失焦，这种配置可以允许简单重调镜头构件200。

如上所述，镜头支架100和镜头构件200可各自包含至少两个突起。镜头支架100的至少两个突起108可以沿周向均匀分布。镜头构件200的至少两个突起208可以沿周向均匀分布。镜头支架100和镜头构件200的至少两个突起可以形状互补以提供轴向引导。与镜头装置300未对准相关的问题可因此减轻。

在一示例中，镜头构件200包括两个相对布置的突起。在此情况下，镜头构件200的横截面可以具有类似于领结形状的形状。

如图2所示，每个镜头支架突起108可以包括第三镜头支架表面部分110c。第三镜头支架表面部分110c可具有与纵向镜头支架轴线ha相距恒定的径向距离的延伸部。第三镜头支架表面部分110c可以向内面向镜头支架100的中心。第三镜头支架表面部分110c可以被提供有螺纹。该螺纹可以配置为使得镜头支架100适于接纳具有螺纹端部的镜头构件。在这种情况下，通过将镜头构件拧入到镜头支架的空腔104中，镜头构件可在镜头支架100中保持就位。这可以允许常规的镜头构件被接纳到镜头支架100的空腔104内。例如，标准镜头可以有m12或m20的螺纹。据此，提供了一种可与不同类型的镜头构件兼容的镜头装置300。

镜头装置300的镜头支架100可以包括图像传感器。图像传感器可布置在镜头支架100的空腔104的底部。图像传感器可以面向镜头构件200的镜头单元203。

如上所述，纵向镜头构件轴线ma和纵向镜头支架轴线ha在镜头装置300的组装状态下与镜头装置300的光学轴线重合。

包括镜头装置300的摄像机设备可以为模块化摄像机，其包括传感器单元和通过缆线连接到传感器单元的主单元。镜头装置300可以包括在传感器单元中。主单元可布置用于图像处理和网络通信，并且也可与传感器单元分开放置。

包括镜头装置300的摄像机设备可以为提供视频序列的监控摄像机。

应该理解，镜头装置可以被包括在各种不同的摄像机设备中。

摄像机设备可以为在镜头构件安装过程中或在镜头构件的更换过程中确定焦距的设备。在一示例中，摄像机设备可以为固定焦距摄像机。在另一示例中，摄像机设备可以为自动调焦摄像机。在另一示例中，摄像机设备可以为变焦摄像机。

应该理解，摄像机设备可以为箱式摄像机或圆顶型摄像机。摄像机设备可以为非模块化摄像机，其中图像获取和图像处理在物理上彼此不分离。

举例来讲，摄像机设备可以为如下设备，其中镜头支架附接到图像传感器印刷电路板，并直接靠近主单元布置。主单元可以通过例如直接接触或缆线连接到镜头支架。

将理解，本发明不限于所示实施例。因此，在由所附的权利要求书专门限定的本发明的范围内，可设想到若干修改和变化。