CN112532824A - 用于摄像机设备的镜头装置的镜头构件 - Google Patents

Abstract

本公开涉及用于摄像机设备的镜头装置的镜头构件，用于摄像机设备的镜头装置(200)包括：镜头构件(100)，包括包围镜头单元(106)并且沿着纵向镜头构件轴线(A)延伸的镜筒(104)；镜头支架(202)，包括围绕腔的壁，其中镜头构件至少部分地插入到腔中；其中镜头构件(100)的镜筒(104)限定通道(102)，通道(102)在镜头构件(100)的镜筒(104)的壁部分内平行于纵向镜头构件轴线(A)延伸并且具有面对镜头装置(200)的视场的第一端部开口，其中镜头装置(200)包括发射器(110)，该发射器布置用于经由通道(102)和第一端部开口向位于镜头装置(200)的视场中的区域发射电磁辐射。

Description

用于摄像机设备的镜头装置的镜头构件

技术领域

本发明涉及一种用于摄像机设备的镜头装置。

背景技术

诸如网络摄像机的模块化摄像机可在室内和室外的许多不同情况下使用。模块化摄像机的多功能性导致对具有成本效益的模块化摄像机生产的需求增加。为了满足该需求，期望不仅降低模块化摄像机的部件的成本，而且降低与模块化摄像机的组装相关联的成本。还期望改善这些模块化摄像机的功能。

模块化摄像机通常包括两个分开的部件：传感器单元和经由线缆连接到传感器单元的主单元。

传感器单元可包括镜头支架和由镜头支架可松脱地支撑的镜头构件。图像传感器可布置在镜头支架中。传感器单元可以非常小，并且具有在1毫米至10毫米范围内的长度和在1毫米至10毫米范围内的直径。

主单元可布置用于图像处理和网络通信，并且还可与传感器单元分开放置。

因此，模块化摄像机的传感器单元包括多个部件，并且传感器单元的组装需要多个步骤，这可能是复杂的、耗时的且昂贵的。此外，组装要求高精度。部件在模块化摄像机的传感器单元内的相对位置的小偏差可能例如导致未对准，从而降低模块化摄像机的性能。特别地，镜头构件在镜头支架中的正确对准尤为重要，因为小的偏差可能显著降低模块化摄像机获得的图像质量。

在典型的监控摄像机中，诸如录音或照明的有源配件放置在距镜头一定距离的地方，从而增加了摄像机的总尺寸。

此外，模块化摄像机可在不同环境中使用并且用于不同目的。为了获得高质量图像或来自图像的其它附加信息，可将配件增设到模块化摄像机的传感器单元，由此增加了传感器单元的尺寸。

US6476851B1 D1公开了一种校正失真并防止阴影的电子内窥镜。该内窥镜包括布置在内窥镜的端部中的成像单元。一对光导48布置在成像单元的外部并且在成像单元的光学轴线方向上延伸。

发明内容

鉴于以上所述，本发明的目的在于提供一种用于摄像机设备的具有改善的功能性和紧凑性的镜头装置。

为了实现以上目的以及从以下描述将显而易见的其他目的中的至少一个，根据本发明提供一种镜头装置和摄像机设备。优选实施例从说明书中将显而易见。

根据一示例，用于摄像机设备的镜头装置的镜头构件可包括包围镜头单元并且沿着纵向镜头构件轴线延伸的镜筒。镜筒限定通道，该通道平行于纵向镜头构件轴线延伸并且具有提供在镜头构件的前端中的第一端部开口。通道被配置为将声音和/或电磁辐射从与镜头构件相关联的发射器经由第一端部开口引导到镜头构件前方的区域，和/或通道被配置为将声音和/或电磁辐射从镜头构件前方的区域经由第一端部开口引导到与镜头构件相关联的接收器。

与常规的镜头构件相比，所提供的镜头构件可具有改善的功能性。例如，镜头构件可通过所述通道收集声音，而无需用于接收或传输声音的任何外部设备。这对于模块化监控摄像机可能是有益的，其中常规的模块化监控摄像机没有将声音捕获作为内置功能。本镜头构件可具有各种不同的功能。所提供的镜头构件可以制造成小尺寸，这在生产将用作监控摄像机的模块化摄像机时往往是期望的。所提供的镜头构件允许制造紧凑的镜头装置而不会失去功能性。

发射器和/或接收器可布置在通道内。由此，可提供具有成本效益的镜头构件和镜头装置。

镜头构件可包括光导。光导可布置在通道中。这可允许通道不具有直的延伸部，但是仍被配置用于引导光形式的电磁辐射。

根据第一方面，提供一种用于摄像机设备的镜头装置，该镜头装置包括：镜头构件，包括包围镜头单元并且沿着纵向镜头构件轴线延伸的镜筒；以及镜头支架，包括围绕腔的壁。镜头构件至少部分地插入到腔中。镜头构件的镜筒限定通道，该通道在镜头构件的镜筒的壁部分内平行于所述纵向镜头构件轴线延伸，并且具有面对镜头装置的视场的第一端部开口。镜头装置包括布置用于经由通道和第一端部开口向位于镜头装置的视场中的区域发射电磁辐射的发射器。

通道在镜头构件的镜筒的壁部分内延伸。由此，可实现具有改善的功能性的紧凑的镜头装置。通过使通道在镜筒的壁内延伸，可便于通道和发射器的对准。

通道可包括光导。光导可被布置在通道中。

所述发射器可被布置用于发射或接收呈紫外光(UV光)、红外光(IR光)、雷达无线电波、可见光或激光中的至少一种形式的电磁辐射。应注意，发射器可发射不同的电磁辐射。通过使用例如红外光，包括镜头装置的摄像机设备可适于在较暗的环境中使用。雷达或激光可使镜头装置能够确定视场中存在的事物的距离。

镜头装置还可包括布置在腔的底部处的图像传感器。图像传感器面向镜头单元。

通道还可包括第二端部开口。通过包括第二开口的通道，发射器可被定位在通道的外部并且被布置用于发射经由第二端部开口进入通道的电磁辐射。

第二端部开口可以是点状的。第一端部开口可具有半环形或环形形状。第一端部开口的半环形或环形形状可改善镜头装置的电磁辐射的发射的功能性和有效性。如果电磁辐射是任意种类的光，则可实现所述光的更加均匀的分布。

镜头装置还可包括在发射器与通道的第二端部开口之间提供通信(communication)的连接件。因此，发射器可被布置在例如摄像机设备的一部分上并且通过连接件连接到镜头装置。当制造镜头装置时，这可提供制造工艺的灵活性。这可提供具有成本效益和紧凑的镜头装置。

第二端部开口可面向发射器。由此，发射器可与通道直接通信而不需要提供连接件，这可便于镜头装置的组装。

发射器可被布置在布置于腔的底部处的图像传感器附近。由此，可便于提供镜头装置的改善的功能性。

在模块化摄像机中，发射器可连接到图像传感器、主单元或与所述图像传感器或主单元相关联的控制单元。

镜头构件可以能滑动地插入到镜头支架中。镜头构件能滑动地插入到镜头支架中的构造可提供镜头装置的便利组装。这可提供具有成本效益的镜头装置。通过该构造，可便于通道的对准。

镜筒可包括呈径向向外延伸的镜头构件突起的形式的壁部分。通道可在镜头构件突起内延伸，因此能够保持镜头构件的紧凑性。另外，镜头构件突起的提供可使镜头构件能够安装在镜头支架中而无需螺纹接头。因此，可降低图像传感器捕获的图像出现瑕疵的风险。

镜头装置的镜头支架可包括与镜头构件突起对应的突起，使得镜头构件能滑动地插入到镜头支架中而无需任何螺纹布置。

镜头支架可包括对应于镜头构件突起的槽以便于镜头装置的组装。

镜头构件突起可包括与镜头支架突起上的螺纹对应的螺纹，使得镜头构件能够通过螺纹配合插入到镜头支架中。

根据第二方面，提供一种包括如上所述的镜头装置的摄像机设备。该摄像机设备可以为模块化摄像机。

总体上，第二方面的不同特征和优点已经相对于第一方面进行了详细讨论。该讨论相对于第二方面同样有效，因此参考以上讨论。可以注意到，各种实施例或可选特征同样适用于第二方面。

通常，权利要求中使用的所有术语应根据它们在技术领域中的普通含义进行解释，除非本文另有明确定义。所有对“一/该[元件、装置、部件、方式、步骤等]”的引用应公开地解释为是指所述元件、装置、部件、方式、步骤等的至少一个示例，除非另有明确说明。本文公开的任何方法的步骤不必以公开的确切顺序执行，除非明确说明。

附图说明

通过参照附图的本发明的优选实施例的下面的例示性和非限制性的详细描述，将更好地理解本发明的以上以及其他目的、特征和优点，其中相同的附图标记将用于相似的元件，其中：

图1是镜头装置的透视图。

图2是镜头构件的透视图。

图3是例示镜头装置的截面图。

图4a是镜头装置的实施例的分解形式的透视图。

图4b是图4a中示出的镜头装置的镜头构件的透视图。

具体实施方式

现在将在下文中参照附图更全面地描述本发明，附图中示出本发明的当前优选实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实现，并且不应解释为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了彻底和完整，并且向技术人员充分地传达本发明的范围。

在下文中将参照图1至图3描述摄像机设备的镜头装置。

图1例示镜头装置200的实施例。镜头装置包括镜头支架202和可松脱地附接到镜头支架202的镜头构件100。镜头支架202和镜头构件100沿着镜头装置200的光学轴线OA对准。在组装状态下，光学轴线OA与纵向镜头构件轴线A重合。

镜头装置200可包括在摄像机设备中。摄像机设备可以为模块化摄像机，包括传感器单元和经由线缆连接到传感器单元的主单元。镜头装置200可包括在传感器单元中。主单元可被布置用于图像处理和网络通信。主单元可与传感器单元分开放置。可替代地，主单元可与传感器单元放置在一起。

应注意，摄像机设备不必是模块化摄像机，因此本发明也适用于其他类型的摄像机设备。

包括镜头装置200的摄像机设备可以为提供视频序列的监控摄像机。

如从图2明显看出的，镜头构件100包括包围镜头单元106的镜筒104。镜筒包括由所述镜筒104限定的至少一个通道102。镜筒具有沿着纵向镜头构件轴线A的延伸部。每个通道102平行于纵向镜头构件轴线A延伸。每个通道102包括提供在镜头构件100的前端处的第一端部开口。在组装状态下，镜头构件100的前端指向镜头装置200的视场。

示出的实施例包括在镜筒的壁内延伸的三个通道102。

镜头构件100与发射器和/或接收器110相关联。因此，镜头构件100可被布置用于发射或接收声音和/或电磁辐射。

在一些实施例中，通道102可被配置为将声音和/或电磁辐射从与镜头构件100相关联的发射器经由第一端部开口108引导到镜头构件100前方的区域。因此，在组装状态下，镜头装置200可向位于镜头装置200的视场中的区域发射声音和/或电磁辐射。

在一些实施例中，通道102可被配置为将声音和/或电磁辐射从镜头构件100前方的区域经由第一端部开口108引导到与镜头构件100相关联的接收器。因此，在组装状态下，镜头装置200可从位于镜头装置的视场中的区域接收声音和/或电磁辐射。

镜头单元106可与发射器和/或接收器110一起工作，以捕获比视场中的图像更多的东西，例如运动或声音。因此，可提供具有改善的功能性的摄像机设备。

在一个示例中，通道可包括布置在通道中的光导。光导可允许通道102是曲折的或弯曲的，引导光通过通道102。光导可改善镜头单元106捕获高质量图像的能力，而镜头单元106本身可能不能捕获高质量图像，并且由光导引导到镜头构件前端的附加光可改善捕获图像的质量。

在为镜头装置200的截面图的图3中，例示处于组装状态的镜头装置200，即，镜头构件100被插入到镜头支架202中。镜头支架202包括围绕腔的壁。在组装状态下，镜头构件100或镜头构件100的至少一部分被插入到镜头支架202的腔中。

镜头构件100的镜筒104限定平行于纵向镜头构件轴线A延伸的通道。镜头构件100的通道102具有面对镜头装置200的视场的第一端部开口。视场可位于镜头构件100的前端。镜头支架202的腔被布置为接纳镜头构件100。

镜头构件100可被布置为通过螺纹能插入到镜头支架202的腔中。当通过螺纹将镜头构件100插入到镜头支架202中时，镜头装置可被构造为使得存在镜头构件100的端部位置。当镜头构件100处于端部位置时，通道102与发射器和/或接收器110对准。

镜头构件100可被布置为能滑动地插入到镜头支架202的腔中。通过将镜头装置构造为使得镜头构件100能滑动地插入到镜头支架202中，可便于镜头装置的组装，同时降低通道与接收器和/或发射器110未对准的风险。

镜头装置200可包括发射器110，发射器100被布置用于经由通道102和第一端部开口向位于镜头装置200的视场中的区域发射声音和/或电磁辐射。镜头装置200可包括接收器110，接收器110被布置用于经由第一端部开口和通道102从位于镜头装置200的视场中的区域接收声音和/或电磁辐射。镜头装置200的通道102可包括布置在通道102中的光导。

发射器110可被布置为发射紫外光、红外光、雷达无线电波、可见光或激光中的至少一种形式的电磁辐射。

接收器110可被布置为接收紫外光、红外光、雷达无线电波、可见光或激光中的至少一种形式的电磁辐射。

通道102可在发射器和/或接收器110与位于镜头装置的视场中的区域之间限定直的视线。当电磁辐射是激光时，这可以是有益的。

举例来说，摄像机设备的镜头装置200可包括用于发射红外光的发射器。发射器110可发射红外光，使得摄像机设备能够在可见度差的条件下例如在夜间捕获高质量图像。镜头装置的通道102的构造可确保可制造和使用紧凑的摄像机设备，因为不需要将红外光放置在镜头装置200的外部。

第一端部开口可以是半环形或环形的。在第一端部开口具有环形形状的示例中，发射器110可被配置为发射光。在该示例中，环形的第一端部开口可被布置为使得发射的光向外散布到镜头装置200的视场。可实现均匀分布的光发射。这可改善镜头装置200的功能性以及捕获高质量图像或视频序列的能力。环形的第一端部开口可包括光导以使光更均匀地散布到镜头装置200的视场。

从通道出射的光的光分布可由布置在通道的端部中的透镜控制，如上所述，通道可包括光导。

可替代地，第一端部开口可被布置为以特定方向或构图(composition)引导光。光可被发射到镜头装置的特定变焦位置。举例来说，发射器可被布置为在特定距离和方向上并且瞄准特定物体发射变焦光。可结合选择镜头来执行使光朝着特定物体的变焦，以获得捕获图像的期望质量。

通道102可具有与第一端部开口相对的封闭端。在这种情况下，发射器和/或接收器110可布置在通道102内。

可替代地，如图所示，通道102可在与第一端部开口相对的端部中包括第二端部开口。第二端部开口可面向发射器和/或接收器110。第二端部开口可以是点状的。可替代地，第二端部开口可具有周向延伸部。

在第一端部开口和第二端部开口之间延伸的通道102可具有恒定或变化的横截面。

通道102可在周向方向上具有延伸部并且至少部分地包围镜头单元106，即，通道102可具有环形或半环形的横截面。

因此，通道102可在第一端部开口到第二端部开口之间以恒定横截面延伸，其中，恒定横截面例如可以是如图3中示出的圆形。然而，其他恒定横截面也是可行的。

在另一示例中，通道可在部分地包围镜头单元106的半环形的第一端部开口与圆形的第一端部开口之间以变化的横截面延伸。

在又一示例中，通道102可具有恒定的横截面，并且在部分地包围镜头单元106的半环形的第一端部开口与对应的半环形的第二端部开口之间延伸。

发射器和/或接收器110可被布置在第二端部开口处。

发射器和/或接收器110可被布置在镜头装置200内部，或者可与镜头装置200分开布置。

镜头装置200可包括在发射器和/或接收器110与通道102的第二端部开口之间提供通信的连接件。该连接可允许关于发射器和/或接收器110布置位置的灵活性。通过将发射器和/或接收器110布置在通道102的外部，可提供易于制造的镜头构件100和镜头装置200。

镜头装置200可包括图像传感器。图像传感器可布置在腔的底部处。图像传感器可包括在印刷电路板中。图像传感器可连接到主单元。图像传感器可面向镜头单元106。发射器和/或接收器110可布置在图像传感器印刷电路板上或邻近图像传感器印刷电路板。由此，发射器和/或接收器110可容易地连接到图像传感器。镜头装置200可包括散热器。由于图像传感器可能对发射器和/或传感器产生的热量敏感，因此散热器可增加镜头装置200的寿命。

现在将参照图4a、图4b描述镜头装置200的第二实施例。示出的镜头装置200的实施例包括镜头支架202和能滑动地插入到镜头支架202的腔中的镜头构件100。

镜头构件100包括包围镜头单元106并且沿着镜头构件轴线A延伸的镜筒104。

镜筒104包括均呈径向向外延伸的镜头构件突起206的形式的两个壁部分。每个镜头构件突起包括第一镜头构件表面部分208a和第二镜头构件表面部分208b。第一镜头构件表面部分208a和第二镜头构件表面部分208b中的每一个在由纵向镜头构件轴线A和纵向镜头构件轴线A的法线限定的平面中延伸。

通道102提供在镜筒的壁中并且具有在两个镜头构件突起内的延伸部。镜头构件可包括两个分开的通道102，在每一个镜头构件突起206的内部有一个通道102延伸。

通道102包括第一环形部分，第一环形部分终止于镜头构件100的前端处的环形的第一端部开口。通道102的第一环形部分邻接第二部分，在第二部分中通道分叉成两个通道段，每个通道段在两个镜头构件突起206中的相应一个的内部延伸并且终止于具有周向延伸部的第一端部开口，如由从后侧示出镜头构件100的图4b明显看出的。

镜头支架202的腔与镜头构件100互补形成，使得镜头构件100能滑动地插入到该腔中。更具体地，镜头支架包括均具有第一镜头支架表面部分212a和第二镜头支架表面部分212b的镜头支架突起210。第一镜头支架表面部分212a和第二镜头支架表面部分212b中的每一个在由光学轴线A和光学轴线A的法线限定的平面中延伸。

通过将镜头构件突起206与在镜头支架突起210之间形成的槽对准，镜头构件能滑动地插入到镜头支架的腔中。

可通过施加锁定力的锁定构件将镜头构件100锁定在腔中。

应当理解，本发明不限于示出的实施例。因此，在本发明的范围内可想到若干修改和变型，因此本发明的范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (13)

1.一种用于摄像机设备的镜头装置，所述镜头装置包括：

镜头构件，包括包围镜头单元并且沿着纵向镜头构件轴线延伸的镜筒；

镜头支架，包括围绕腔的壁，

其中所述镜头构件至少部分地插入到所述腔中，

其中所述镜头构件的所述镜筒限定通道，所述通道在所述镜头构件的所述镜筒的壁部分内平行于所述纵向镜头构件轴线延伸并且具有面对所述镜头装置的视场的第一端部开口，并且

其中所述镜头装置包括发射器，所述发射器被布置用于经由所述通道和所述第一端部开口向位于所述镜头装置的视场中的区域发射电磁辐射。

2.根据权利要求1所述的镜头装置，其中所述通道包括布置在所述通道中的光导。

3.根据权利要求1或2所述的镜头装置，其中所述发射器被布置用于发射呈紫外光、红外光、雷达无线电波、可见光或激光中的至少一种形式的电磁辐射。

4.根据权利要求1所述的镜头装置，还包括布置在所述腔的底部处的图像传感器，其中所述图像传感器面向所述镜头单元。

5.根据权利要求1所述的镜头装置，其中所述通道还包括第二端部开口。

6.根据权利要求5所述的镜头装置，其中所述第二端部开口是点状的；并且其中所述第一端部开口具有半环形形状或环形形状。

7.根据权利要求5或6所述的镜头装置，还包括在所述发射器与所述通道的所述第二端部开口之间提供通信的连接件。

8.根据权利要求5所述的镜头装置，其中所述第二端部开口面向所述发射器。

9.根据权利要求8所述的镜头装置，其中所述发射器被布置在所述腔的底部处的图像传感器上或者邻近所述腔的底部处的图像传感器。

10.根据权利要求1所述的镜头装置，其中所述镜头构件能滑动地插入到所述镜头支架中。

11.根据权利要求10所述的镜头装置，其中所述镜筒包括呈径向向外延伸的镜头构件突起的形式的壁部分；并且其中所述通道在所述镜头构件突起内延伸。

12.根据权利要求1所述的镜头装置，其中所述镜头构件被可松脱地附接到所述镜头支架。

13.一种摄像机设备，包括根据权利要求1所述的镜头装置。

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