CN111601070B - 圆顶摄像机 - Google Patents

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Abstract

提供一种包括壳体(200)、镜头(400)、镜头支架(300)和图像传感器(500)的圆顶摄像机。图像传感器(500)由镜头支架(300)支撑。镜头支架(300)包括被配置为同轴并可锁定地将镜头(400)接纳在镜头(400)后端(402)面对图像传感器(500)的位置的穿透通道(306)。镜头支架(300)通过弹性构件(600)相对于壳体(200)弹性装载，其设置在壳体(200)与镜头支架(300)之间的位置，在该位置，镜头(400)前部(404)被迫与设置在壳体(200)中的第一镜头止挡部(204)邻接，由此在镜头(400)前端(401)与壳体(200)前端(201)之间提供固定的轴向距离。

Description

圆顶摄像机
技术领域
本发明涉及一种包括壳体、镜头支架、镜头和图像传感器的圆顶摄像机。
背景技术
监视摄像机通常安装在其可能遭受试图破坏该摄像机的外部暴力的区域。一种类型的监视摄像机是圆顶类型，其透明圆顶提供保护罩，同时仍然允许宽广的监视场。为了防止监控摄像头受到外部暴力，所有外部部件，如圆顶和安装底座，都应该制作成能够抗冲击。作为一种方法，通常首选是在圆顶内壁和镜头前部之间保留一定的距离。在圆顶一旦被打破或者凹陷的时候，这个距离会保护镜头。同样，该距离应该允许摄像机在圆顶内部倾斜，同时仍然能保持镜头的自由端和圆顶的内表面之间的距离固定。在摄像机的类型是镜头可更换的情况下，这可能会导致问题，因为如果镜头被更换为更短或更长的镜头，镜头的自由端和圆顶的内表面之间的距离将会被改变。特别地，如果当镜头被更换成更长的镜头，镜头的自由端将会更靠近圆顶的内表面。简单直接的解决方法就是简单地设计壳体，使得原来镜头，即标准镜头的自由端被设置得更远离圆顶，由此允许额外的空间也能容纳更长的镜头。然而，这不是一个令人满意的解决方案，因为根据经验，镜头和圆顶的内表面之间的距离为了避免反射应该保持较短。此外，较大的壳体增加了壳体的笨重。
US 2012/0062789A1公开了一种具有弹性支撑镜头单元的成像装置。当从圆顶盖上施加力时，镜头单元可沿镜头单元的光轴方向并且在与物体相反的方向上进行后退操作。
WO2019/183604A1，其提交日期先于本申请的提交日期，但在这之后公开，因而仅与新颖性有关，其公开了一种自对准镜头支架，该支架包括对图像传感器芯片进行记录以使支架与具有芯片的镜头对准的元件。
因而，对摄像机有这样的需求，即允许使用可更换镜头，同时依然能够使得镜头的自由端和圆顶的内表面之间的距离固定。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种圆顶类型的监视摄像机，其能容易地更换镜头，同时能够使得镜头的自由端和圆顶的内表面之间的距离固定。
这些和其它目的通过圆顶摄像机得以解决，该圆顶摄像机包括壳体、镜头、镜头支架和镜头图像传感器，其中
所述图像传感器由所述镜头支架支撑；
所述镜头支架包括穿透通道，该穿透通道被配置成同轴并可锁定地将所述镜头接纳在所述镜头的后端面对所述图像传感器的位置；
所述镜头支架通过弹性元件相对于所述壳体弹性装载，该弹性构件设置在所述壳体与所述镜头支架之间的位置，在该位置，所述镜头的前部被迫与设置在所述壳体中的第一镜头止挡部邻接，由此在所述镜头的前端与所述壳体的前端之间提供固定的轴向距离。
由此，提供了一种圆顶摄像机，其中所述镜头无论其长度多少，在安装到所述壳体的状态下，都可以使得所述镜头的后端与所述图像传感器之间的距离固定。进一步，由于支撑所述镜头的所述镜头支架相对于所述壳体朝着物理止挡部弹性装载，所述镜头的前端与所述壳体的前端之间的轴向距离也将是固定的。由此，当圆顶附接至所述壳体以盖住和保护所述摄像机时，所述镜头的前自由端与所述圆顶的内表面之间的距离将总是一样的。所以，在必须要更换所述镜头的情况下无需任何耗时的校准。进一步，具有镜头和镜头支架的所述壳体可以作为一个单元来处理，其可以容易地从圆顶上拆卸并安装、维修和重装。由此，提供了一种多功能摄像机，其中同一个外壳可以与不同长度的镜头一起使用。
所述壳体可以包括被配置成同轴地接纳镜头支架的一部分的穿透通道，并且其中所述第一镜头止挡部设置在所述壳体的前部，围绕所述穿透通道的开口。所述壳体可以成形成一个整体，或者可以由不同的相互连接的部分组成。
所述镜头的前部可以被配置成在所述镜头可锁定地接纳在所述镜头支架中的情况下突出超过所述镜头支架的前端，并且其中所述前部包括径向延伸的凸缘，所述镜头的后部被配置成由于弹性装载的所述镜头支架而邻接所述第一镜头止挡部。所述镜头的前部可以被配置成至少部分地或者全部接纳在所述壳体的穿透通道中，因而有助于保护所述镜头免受任何外部暴力。
所述镜头可被配置成通过所述穿透通道的内包络面与所述镜头的外包络面之间的螺纹接合可锁定地接纳在所述穿透通道中。需要理解的是，螺纹的数量和/或它们的螺距可以适应于所述摄像机及其镜头的大小。被配置为可更换地用在所述摄像机中的一组镜头可以沿其各自的外包络面提供有具有同一个轴向长度的螺纹部分。由此，可以控制所述镜头支架和所述镜头之间的接合长度，以确保所述镜头与所述镜头支架之间的固定位置。
所述穿透通道的所述内包络面的后端部可以包括第二镜头止挡部。所述第二镜头止挡部可用于限制并从而控制所述镜头支架与所述镜头之间的接合长度，以确保所述镜头与所述镜头支架之间的固定位置。
所述镜头可以被配置成通过所述穿透通道的内包络面与所述镜头的外包络面之间的卡口联接可锁定地接纳在所述穿透通道中。使用卡口联接是使用所述镜头与镜头支架之间螺纹接合的替代方案。所述卡口联接将根据规定确保镜头与镜头支架之间的固定位置。
所述弹性元件可以是弹簧，优选为卷簧或片簧。
所述壳体可以构成倾斜单元的一部分。所述倾斜单元可用于允许所述壳体基于摄像机安装而倾斜，而且因此允许所述镜头基于圆顶而倾斜，从而覆盖预定的监视区域。
对于阅读下面给出的描述不同实施例的详细描述的本领域技术人员，本发明的进一步目的和优点将是显而易见的。
附图说明
本发明将参照示意图详细描述。
图1公开一个示例圆顶摄像机的透视图。
图2公开图1中移去外壳和圆顶的圆顶摄像机的透视图。
图3公开符合本发明一个实施例的圆顶摄像机的剖面图。
图4公开图3中圆顶摄像机的爆炸透视图。
图5A和图5B公开图3中分别具有短镜头和长镜头的圆顶摄像机的剖面图。
具体实施方式
由图1和图2开始，公开圆顶摄像机1000的一种典型示例的透视图。如在使用中看到的，圆顶摄像机1000包括保护外罩102和圆顶101。在图2中，公开了移除保护罩102和圆顶101的相同的圆顶摄像机1000。圆顶摄像机1000包括安装板103，该安装板103用于将圆顶摄像机1000安装在比如墙壁或天花板的支撑物(未公开)上。在公开的实施例中，安装板103被配置为通过螺丝等(未公开)安装到支撑物上。安装板103支撑摄像机100接纳在其中的内罩104。摄像机100倾斜地接纳在圆弧形状的凹槽105中，其形成倾斜单元700的一部分。摄像机100的倾斜在本领域中众所周知，不再进一步讨论。
外罩102被配置成经由待分别接纳在外罩102和安装板103的通孔106中的螺丝(未公开)安装在安装板103上。
现在转到图3，公开了圆顶摄像机1000的相关部分的剖面图。此外，在图4中公开了圆顶摄像机1000的各部分的分解图。
为了便于以下公开，将使用术语前和后。术语“前”理解为在使用圆顶摄像机时被配置为面对待成像的物体的端部。以相应的方式，术语“后”理解为在使用圆顶摄像机时被配置为背对待成像的物体的端部，或者换言之通常面对着圆顶摄像机的安装表表面。
进一步，在本发明的上下文中，术语“镜头”应理解为摄像机镜头。
此外，在镜头的上下文中，术语“长度”L应理解为镜头的最外沿后端与镜头的最外沿前端之间的轴向距离。
摄像机1000主要包括壳体200，其中布置有支撑镜头400和图像传感器500的镜头支架300。镜头支架300相对于壳体200弹性装载在下述位置，在该位置，在镜头400的前端401与壳体200的前端201之间具有固定的轴向距离L2。通过镜头支架300支撑图像传感器500，在镜头400的后端402与图像传感器500之间具有固定的轴向距离L1。这使得不管在镜头支架300中布置的镜头400的长度L如何，只要镜头400具有的长度L适合特定类型的摄像机即能应用。因此，摄像机100可以布置在例如圆顶101中，同时总能确保圆顶101的内壁表面105与镜头400的前端401之间的固定距离。
壳体200包括本体，该本体例如通过注射成型塑料材料或通过铸造比如铝的金属材料形成。壳体200包括穿透通道202，其具有从前端201到后端203的轴向延伸范围。穿透通道202被配置成同轴地接纳如下所述的镜头支架300的一部分。
第一镜头止挡部204设置在壳体200的前部206，围绕所述穿透通道202的开口205。在公开的实施例中，第一镜头止挡部204被形成为具有径向延伸范围的大体平坦表面。
壳体200的后端203由盖210封闭。可以理解的是，盖210可以被省略。
镜头支架300包括本体，该本体例如通过注射成型塑料材料或通过铸造比如铝的金属材料形成。
镜头支架300包括轴向延伸的颈筒部分301。颈筒部分301的后端302具有径向延伸的凸缘303。由PCB 501(印刷电路板)支撑的图像传感器500安装至凸缘303的后表面304。图像传感器500被设置为面对待由镜头支架300支撑的镜头400。
PCB 501是由螺丝502安装至镜头支架300。不过可以理解的是安装可以通过利用其他方式实现，比如粘接或卡扣。PCB 501被配置成可操作地连接至未公开的电源。
镜头支架300的颈筒部分301被配置为同轴地接纳在壳体200的穿透通道202中。
颈筒部分301包括穿透通道306，该穿透通道306被配置为将镜头400同轴并锁定地接纳在下述位置，在该位置，镜头400的后端402面对图像传感器500，并且在该位置，在镜头400的后端402与图像传感器500之间形成固定的轴向距离L1。
通过透镜支架300的穿透通道306的内包络面303与镜头400的外包络面403之间的螺纹接合，镜头400可锁定地接纳在镜头支架300的穿透通道306中。
穿透通道306的内包络面303的后端部304包括第二镜头止挡部305。第二镜头止挡部305可以是例如凸起或底座(未公开)。或者，第二镜头止挡部305可以是镜头支架300的螺纹外包络面的纵向延伸范围的末端。在将镜头400旋入到镜头支架300时，镜头400被旋入，直到镜头400的后端402邻接第二镜头止挡部305。由此，将确保镜头400的后端402与图像传感器500之间的固定轴向距离L1。
镜头400具有轴向长度L，该轴向长度适于使得，镜头400的前部404被配置成在镜头400可锁定地接纳在镜头支架300中的情况下突出超过镜头支架300的前端310。镜头400的前部404包括径向延伸的凸缘405。其后部406被配置成邻接形成在壳体200中的第一镜头止挡部204，由此限制壳体200与镜头支架300之间的轴向移动。
镜头支架300通过弹性构件600相对于壳体200弹性装载，弹性构件600设置在壳体200与镜头支架300之间的位置，在这个位置，镜头400的前部404被迫与第一镜头止挡部204邻接。由此，在镜头400的前端401与壳体200的前端201之间提供固定的轴向距离L2。
弹性装载由多个弹性构件600提供，弹性构件600被布置成在壳体200的后端203与镜头支架300的凸缘303的前端之间起作用。弹性构件600被设置成沿着背离壳体200的方向在轴向方向上对镜头支架300施力。然而，邻接第一镜头止挡部204的镜头400的前部404限制轴向位移。
现转向图5A和图5B，公开了在镜头支架上提供不同长度L的镜头400、400’时壳体200和镜头支架300之间的相互配合。
从图5A开始，公开了摄像机1000具有“短”长度的镜头400。镜头400以螺纹配合安装在镜头支架300上。镜头400的后端402邻接第二镜头止挡部305，由此在镜头400的后端402与图像传感器500之间提供有固定的轴向距离L1。被布置成在壳体200和镜头支架300之间起作用的弹性构件600迫使镜头400的前部404邻接第一镜头止挡部204。因而，在镜头400的前端401与壳体200的前端201之间提供有固定的轴向距离L2。
现在转向图5B，在图5A中使用的短镜头替换成为具有“长”长度的镜头400’。在所有其它方面，设置具有完全一样的配置。镜头400’安装在镜头支架300上，使得镜头400’的后端402邻接第二镜头止挡部305，由此，在镜头400’的后端402与图像传感器500之间提供有固定的轴向距离L1。弹性构件600迫使镜头400’的前端部404邻接第一镜头止挡部204，同时伸展以能够容纳较长的镜头400’。因此，镜头支架300基于壳体200向下推得更深。而且，由于镜头400’的第一端部404邻接第一镜头止挡部204，在镜头400的前端401与壳体200的前端201之间提供的轴向距离L2将保持固定。
如所注意到的，参照图5B，壳体200的穿透通道202沿着其轴向部分具有直径D，该直径D大于镜头支架300的颈筒部分301的外径d。进一步，壳体200的穿透通道202沿其一部分与颈筒部分301形成轴向重叠部A。因此将允许镜头支架300在壳体200的穿透通道202内并沿着穿透通道202自由移动，以适合镜头400、400’的不同长度L。
在公开的实施例中，镜头400已被描述为被配置成通过穿透通道306的内包络面303和镜头400的外包络面403之间的螺纹接合可锁定地接纳在镜头支架300的穿透通道306中。能够理解的是，也可以同样地使用其它锁定方式。在一个图中没有显示的实施例中，镜头400可以被配置为通过穿透通道的内包络面和镜头的外包络面之间的卡口联接可锁定地接纳在穿透通道中。在卡口联接的情况下，锁定接合将自然地形成第二镜头止挡部，确保镜头400的后端与图像传感器500之间的固定轴向距离L1。

Claims (8)

1.一种圆顶摄像机，包括壳体(200)、镜头(400)、镜头支架(300)和图像传感器(500)，其中
所述壳体(200)包括设置在所述壳体(200)的前部的第一镜头止挡部(204)，所述第一镜头止挡部(204)被形成为具有径向延伸范围的平坦表面，
所述图像传感器(500)由所述镜头支架(300)支撑；
所述镜头支架(300)包括穿透通道(306)，该穿透通道(306)被配置成同轴并可锁定地将所述镜头(400)接纳在所述镜头(400)的后端(402)面对所述图像传感器(500)的位置；
所述镜头支架(300)包括轴向延伸的颈筒部分(301)，并且所述颈筒部分(301)的后端(302)具有径向延伸的凸缘(303)；
所述图像传感器(500)安装至所述镜头支架(300)的所述径向延伸的凸缘(303)的后表面，使得所述图像传感器(500)被设置为面对由所述镜头支架(300)支撑的所述镜头(400)；
所述镜头支架(300)通过多个弹性构件(600)相对于所述壳体(200)弹性装载，该弹性构件被设置成在所述壳体(200)的后端(203)与所述镜头支架(300)的所述凸缘(303)的前端之间起作用，由此所述多个弹性构件(600)被配置为沿着背离所述壳体(200)的方向在轴向方向上迫使所述镜头支架(300)向后进入到所述镜头(400)的前部(404)被迫与所述壳体(200)中的所述第一镜头止挡部(204)邻接的位置，由此在所述镜头(400)的前端(401)与所述壳体(200)的前端(201)之间提供固定的轴向距离(L2)。
2.根据权利要求1所述的圆顶摄像机，其中所述壳体(200)包括被配置成同轴地接纳所述镜头支架(300)的一部分的穿透通道(202)，并且其中所述第一镜头止挡部(204)设置在所述壳体(200)的前部，围绕所述穿透通道(202)的开口(205)。
3.根据权利要求1或2所述的圆顶摄像机，其中所述镜头(400)的所述前部(404)被配置成在所述镜头(400)可锁定地接纳在所述镜头支架(300)中的情况下突出超过所述镜头支架(300)的前端，并且其中所述前部(404)包括径向延伸的凸缘(405)，所述镜头(400)的后部(406)被配置成由于弹性装载的所述镜头支架(300)而邻接所述第一镜头止挡部(204)。
4.根据权利要求1所述的圆顶摄像机，其中所述镜头(400)被配置成通过所述穿透通道(306)的内包络面(303)与所述镜头(400)的外包络面(403)之间的螺纹接合可锁定地接纳在所述穿透通道(306)中。
5.根据权利要求3所述的圆顶摄像机，其中所述穿透通道(306)的所述内包络面(303)的后端部(304)包括第二镜头止挡部(305)。
6.根据权利要求1所述的圆顶摄像机，其中所述镜头(400)被配置成通过所述穿透通道(306)的内包络面(303)与所述镜头(400)的外包络面(403)之间的卡口联接可锁定地接纳在所述穿透通道(306)中。
7.根据权利要求1所述的圆顶摄像机，其中所述弹性元件(600)是弹簧，优选为卷簧或片簧。
8.根据权利要求1所述的圆顶摄像机，其中所述壳体(200)构成倾斜单元(700)的一部分。
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