CN205232317U - 工业用相机的组装结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种工业用相机的组装结构，其包括摄像模块，该摄像模块具有电路板及电路板上所设的感光检测元件，并在电路板上结合有一镜头座的基座，而基座表面上朝前方设有凸出的中空对接部，并在对接部内部具有可供预设镜头结合的安装孔，且安装孔底部设有可供感光检测元件对准嵌入而形成密合状态的镜头孔，便可将摄像模块与镜头座进一步结合在壳体内部的容置空间，并由镜头座的对接部穿过壳体的通孔而伸出至外部，此种镜头座与壳体分离构件设计，可使壳体不需针对摄像模块不同尺寸的感光检测元件开发出不同的模具，而仅只需更换不同镜头孔大小的镜头座配合感光检测元件进行组装，也可简化工艺与模具数量，进而达到结构稳定、便于量产且成本更为低廉的效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种工业用相机的组装结构，尤其涉及镜头座与壳体分离构件设计，可使壳体不需针对摄像模块不同尺寸的感光检测元件开发出不同的模具，以更换不同镜头孔大小的镜头座配合感光检测元件进行组装，进而达到结构稳定、便于量产且成本更为低廉的效果。
背景技术
现今电子科技以日新月异的速度成长，并因应电脑设备在开放架构下软硬件标准化、功能不断的扩充与升级，厂商便开发出适用于各专业领域中的工业电脑，主要应用在如工业控制、工业自动化、测量、网络与通讯设备、机器视觉与运动控制等，也可适用于肩负重要任务的医疗、国防、交通运输与航天太空领域等需要高可靠度与稳定性的应用，以满足特定规格及严苛环境下执行各项高效能运行的要求。
再则，机器视觉的应用在各种产业的生产制造及品质感光检测已是行之有年，并利用机器视觉提升感光检测精度或加速生产效率，因此逐渐成为许多生产感光检测设备中所必备的取像装置，而随着机器视觉的技术不断推陈出新，亦可适用于数字监控、视频通讯或3D导引视觉机器人等高速机器视觉应用，以满足高解析度、高画面更新率与大量影像资料的传输、处理与判读的需求，且可提高感光检测产出的效率而降低生产成本。
而一般机器视觉感光检测系统包括有照明光源、摄影机、影像处理装置、显示屏等，其中工业用的摄影机主要可分为面扫描式及线扫描式二种型式，并由摄影机将经过镜头投射在感光检测元件上所采集到的影像传输至影像处理装置作进一步的解读后，再加以储存、分析或是可以直接显示于屏幕上，因此一般这样的摄影机皆为可拆装式的镜头，并将镜头利用螺接的方式结合于壳体的镜头座上，这样虽然可针对实际的应用将镜头自镜头座的安装孔内拆卸，再更换不同规格的镜头，以获得更高解析度与最佳的成像品质，但因为目前摄影机内部电路板所搭载的感光检测元件尺寸配合镜头座的镜头孔皆为固定而无法更换，并造成感光检测系统硬体升级的困难或必须淘汰更换整台摄影机，以致使设备更新与使用成本变得相对高昂，且因镜头座与壳体为一体成型所制成，若是镜头座的镜头孔欲配合不同的尺寸感光检测元件组装使用，便需要针对壳体分别开发不同的模具才能进行生产，造成模具数量变多而成本仍然无法有效降低，故要如何有效解决因镜头座与壳体一体成型而无法配合组装不同尺寸的感光检测元件所衍生的模具数量变多、成本高昂等问题已被业界视为所亟欲解决的课题，则有待从事此行业者重新设计来加以有效解决。
发明内容
因此，本实用新型的发明人有鉴于上述常见的问题与缺失，乃搜集相关资料经由多方的评估及考量，并利用从事于此行业的多年研发经验不断的试作与修改，始设计出此种工业用相机的组装结构。
本实用新型的主要目的在于摄像模块的电路板上设有感光检测元件，并在电路板结合镜头座的基座表面上朝前方设有凸出的中空对接部，且对接部内部的安装孔底部设有可供感光检测元件嵌入而形成密合状态的镜头孔，便可将摄像模块与镜头座进一步结合在壳体内部的容置空间，并由镜头座的对接部穿过壳体上的通孔而伸出至外部，此种镜头座组装结构简单而模具设计容易，并于组装后可方便感光检测元件与镜头孔进行对准，且该镜头座与壳体分离组构设计，可使壳体不需针对摄像模块不同尺寸的感光检测元件开发出不同的模具，而仅只需更换不同镜头孔大小的镜头座配合感光检测元件进行组装，以利于模块化大量生产，也可简化工艺与模具数量，进而达到结构稳定、便于量产且成本更为低廉的效果。
本实用新型的次要目的在于摄像模块的感光检测元件周边处为设有定位于电路板上的多个导热块，当摄像模块的感光检测元件在运行时，可通过导热块来吸收感光检测元件所产生的热量，并将热量经由镜头座传导至壳体上形成一热传导路径后，便可通过导热块与感光检测元件相接触形成抵贴提供直接的热传导功能，并利用镜头座与壳体进一步增加其整体的散热面积，以提高感光检测元件的散热效率，并保持整体系统正常的运行。
本实用新型的另一目的在于镜头座的镜头孔相邻于安装孔处的纵向表面形成有阻挡面，并在阻挡面上形成有吸光层，当摄像模块的感光检测元件在运行时，可由感光检测元件感应镜头座的安装孔内所结合的预设镜头聚焦投射的光线，并在感光检测元件感应的过程中亦可通过吸光层予以吸收部分入射至镜头孔内非影像资讯的光线，以有效抑制感光检测元件可能感应光线产生的杂乱信号，由此可确保影像采集的品质。
附图说明
图1为本实用新型的立体外观图；
图2为本实用新型的立体分解图；
图3为本实用新型另一视角的立体分解图；
图4为本实用新型的前视图；
图5为本实用新型的侧视剖面图；
图6为本实用新型摄像模块与镜头座在组装前的侧视剖面图；
图7为本实用新型摄像模块与镜头座在组装后的侧视剖面图；
图8为本实用新型摄像模块与镜头座在组装后的立体外观图。
【符号说明】
1、摄像模块
11、电路板
111、第一穿孔
112、螺丝
113、接合孔
114、第一连接器
12、感光检测元件
121、导热块
122、导热介质
2、镜头座
21、基座
211、螺孔
2111、凸柱
212、定位柱
22、对接部
221、安装孔
2211、内螺纹
222、镜头孔
2221、导斜面
2222、阻挡面
223、吸光层
3、壳体
30、容置空间
31、外壳
311、通孔
312、镜头外框
3121、保护套环
313、第二穿孔
3131、凹槽
314、螺丝
315、锁孔
316、导光柱
32、后盖
321、散热片
322、第三穿孔
323、螺丝
324、防水垫圈
33、电路模块
331、线路板
332、芯片组
333、第二连接器
3331、连接单元
334、第三连接器
3341、连接单元
335、指示灯
34、传输界面
341、电源接头
342、信号接头
具体实施方式
为实现上述目的及功效，本实用新型所采用的技术手段及其构造，现绘图就本实用新型的优选实施例详加说明其构造与功能如下，以便于完全了解。
请参阅图1-5所示，其分别为本实用新型的立体外观图、立体分解图、另一视角的立体分解图、前视图及侧视剖面图，由图中可清楚看出，本实用新型工业用相机的组装结构包括有摄像模块1、镜头座2及壳体3，其中：
该摄像模块1具有电路板11，并在电路板11一侧表面上设有感光检测元件12，且该感光检测元件12可为互补式氧化金属半导体(CMOS)或感光耦合元件(CCD)，而感光检测元件12周边处则设有定位于电路板11上的多个导热块121，以利于感光检测元件12运行时所产生的热量可经由导热块121导出至外部来辅助进行散热；另外，电路板11上位于感光检测元件12的外侧周围表面处设有可供螺丝112穿设的多个第一穿孔111及接合孔113，且电路板11相对于感光检测元件12的另一侧表面上设有第一连接器114。
该镜头座2具有基座21，并在基座21表面上朝前方设有凸出的中空对接部22，且对接部22内部所具有的安装孔221内壁面处形成有内螺纹2211，而对接部22的安装孔221底部设有贯通的镜头孔222，其镜头孔222后方周缘处形成有向外扩张的导斜面2221，并在镜头孔222相邻于安装孔221处的纵向表面形成有平整状的阻挡面2222，且阻挡面2222上利用油墨或其他吸光材料以涂布的方式形成有吸光层223；此外，镜头座2的基座21上位于对接部22的外侧周围表面处设有多个螺孔211，并在螺孔211前后二侧周缘处皆朝外形成有环状的凸柱2111，且基座21后侧表面上设有多个定位柱212。
该壳体3包括有中空的外壳31及结合于外壳31上的后盖32，并在外壳31与后盖32内部之间形成有可供电路模块33定位的容置空间30，且外壳31底部设有连接于电路模块33上并露出于壳体3外部的传输界面34，而外壳31前方处设有连通至容置空间30内的通孔311，并在通孔311外侧周围处形成有凸出的环状镜头外框312，且镜头外框312前侧处套接有保护套环3121，再在通孔311相邻于镜头外框312处的纵向表面上设有可供螺丝314穿设的多个第二穿孔313，且各第二穿孔313后侧周缘处分别朝外形成有凹槽3131；并且，外壳31后方的开口内侧处设有多个锁孔315，并在外壳31顶部设有外露的多个导光柱316，而后盖32后侧表面上设有矗立状的多个散热片321，并在散热片321外侧周围处亦设有可供螺丝323穿设的多个第三穿孔322。
再则，电路模块33具有线路板331，其线路板331一侧或二侧表面上设有至少一个芯片组332，且该芯片组332可为现场可编辑逻辑闸阵列(FPGA)芯片、中央处理器(CPU)、图形处理单元(GPU)、影像处理器(GMCH)、网络芯片或其他形式的处理芯片，而线路板331表面上亦可设有电源驱动电路、存储模块(图中未标示)、固态硬盘(SSD)等电子零组件或电路，并在线路板331后侧表面上设有第二连接器333及位于第二连接器333下方处的第三连接器334，且各第二连接器333与第三连接器334内分别插接有可为柔性扁平排线(FFC)或柔性电路板(FPC)的连接单元3331、3341，再在线路板331前侧上方处设有可为发光二极体(LED)的多个指示灯335；另外，传输界面34包括有至少一个电源接头341及信号接头342，并由电源接头341与信号接头342的端子组分别连接于第三连接器334的连接单元3341上用以进行传输电源或信号的使用。
请搭配参阅图6-8所示，分别为本实用新型摄像模块与镜头座在组装前的侧视剖面图、组装后的侧视剖面图及立体外观图，由图中可清楚看出，当本实用新型在组装时，先将镜头座2的对接部22以镜头孔222对正于摄像模块1的感光检测元件12处，便可推动到基座21使其定位柱212穿入电路板11的接合孔113内，并由定位柱212的导引与限位作用，以利于感光检测元件12与对接部22的镜头孔222内进行对准，且待基座21底部抵贴于电路板11表面上后，便可将感光检测元件12完全嵌入于镜头孔222内形成密合状态，并使导热块121抵靠于镜头孔222周缘处的导斜面2221上，而基座21的螺孔211则分别对应于电路板11的第一穿孔111处，并由螺丝112穿过第一穿孔111中后，再螺入于基座21的螺孔211内使镜头座2与摄像模块1的电路板11结合成为一体。
然而，上述感光检测元件12的导热块121与镜头座2的镜头孔222间进一步设有导热介质122，且该导热介质122可为导热块121表面上贴附的导热片或涂布形成的导热膏，并在感光检测元件12完全嵌入于镜头孔222内后，可将导热块121以导热介质122抵持接触于镜头孔222周缘处的导斜面2221上形成一热传导路径，而有效降低其所产生的热阻。
再请参阅如图2、4、5、8所示，当摄像模块1与镜头座2组装完成后，便可将摄像模块1与镜头座2装设于壳体3外壳31的容置空间30内，并使镜头座2的对接部22由内向外穿过外壳31的通孔311而伸出至镜头外框312内，且待镜头座2推入至定位，便可将基座21的螺孔211以凸柱2111嵌入于外壳31第二穿孔313的凹楷3131内，并由螺丝314穿过第二穿孔313中后，再螺入于基座21的螺孔211内，使摄像模块1可通过镜头座2与壳体3的外壳31结合成为一体。
再将电路模块33的线路板331利用上述的螺丝锁固的方式结合于后盖32上，并使芯片组332以导热介质(图中未示出)紧密抵贴于后盖32内壁面处形成一热传导路径，且待第二连接器333的连接单元3331另一端插接于电路板11的第一连接器114内形成电性连接后，再将后盖32罩覆于外壳31后侧处，即可使电路模块33一并收容于壳体3的容置空间30内，同时将线路板331上的指示灯335对应于外壳31的导光柱316处，以供指示灯335可朝导光柱316投射产生对外显示亮光，而后便可将后盖32盖合于外壳31后方开口处，并由螺丝323穿过第三穿孔322中后，再螺入于外壳31的锁孔315内结合成为一体，且该后盖32与外壳31的相接面处可设有一防水垫圈324，即可通过防水垫圈324使后盖32结合于外壳31上后形成密封状态，并具有良好的防水与防尘的功能。
本实用新型镜头座2对接部22的安装孔221内可利用内螺纹2211以螺接的方式结合有一镜头(图中未示出)，并将壳体3的传输界面34以电源接头341与信号接头342通过线缆(图中未示出)连接于工业电脑、网络控制自动化系统或其他电子装置，当摄像模块1的感光检测元件12运行时，可由感光检测元件12感应镜头所聚焦投射的光线，并将采集到的光线转换成电子信号后传输至电路模块33的芯片组332进行影像采集与储存等动作，并在感光检测元件12感应的过程中，亦可通过镜头孔222相邻于安装孔221处的吸光层223予以吸收部分入射至镜头孔222内非影像资讯的光线，以有效抑制感光检测元件12可能感应光线产生的杂乱信号，由此可确保影像采集的品质。
当本实用新型摄像模块1的感光检测元件12在运行时，可通过铜、铝、铁等材质制成的导热块121来吸收感光检测元件12所产生的热量，并将热量经由导热介质122传导至镜头座2上，即可通过导热介质122有效降低其热阻，再由基座21抵贴于外壳31内壁面处而传导至壳体3上形成一热传导路径，便可通过导热块121与感光检测元件12相接触形成抵贴提供直接的热传导功能，使感光检测元件12运行时所产生的热量不但可利用导热块121辅助进行散热，并经由镜头座2与壳体3进一步增加其整体的散热面积，且该导热块121配合镜头座2与壳体3所能导引出感光检测元件12的热能多寡主要视材质的种类而定，以提高感光检测元件12的散热效率，并保持整体系统正常的运行。
是以，本实用新型为针对镜头座2的基座21配合摄像模块1的电路板11组装结构简单而模具设计容易，并在组装后可方便感光检测元件12与对接部22的镜头孔222进行对准，且该镜头座2与壳体3分离构件设计，可使壳体3不需针对摄像模块1不同尺寸的感光检测元件12开发出不同的模具，而仅只需更换不同镜头孔222大小的镜头座2配合感光检测元件12进行组装，以利于模块化大量生产，也可简化工艺与模具数量，进而达到结构稳定、便于量产且成本更为低廉的效果。
上述详细说明仅针对本实用新型一种优选的可行实施例进行说明而已，并且该实施例并非用以限定本实用新型的申请专利范围，凡其它未脱离本实用新型所揭示的技艺精神下所完成的均等变化与修饰变更，均应包含于本实用新型所涵盖的专利范围中。
Claims (14)
1.一种工业用相机的组装结构，包括有摄像模块及镜头座，其中：
该摄像模块具有一电路板，并在电路板表面上设有感光检测元件；
该镜头座具有结合于电路板上的基座，并在基座表面上朝前方设有凸出的中空对接部，且对接部内部具有可供预设镜头结合的安装孔，再在安装孔底部设有可供感光检测元件对准嵌入的镜头孔。
2.如权利要求1所述的工业用相机的组装结构，其中该摄像模块的电路板上位于感光检测元件的外侧周围表面处设有可供螺丝穿设的多个第一穿孔，并在镜头座的基座上设有可供螺丝螺入于其内结合成为一体的多个螺孔。
3.如权利要求2所述的工业用相机的组装结构，其中该电路板上位于感光检测元件的外侧周围表面处设有多个接合孔，并在镜头座的基座上设有穿入接合孔内的多个定位柱。
4.如权利要求1所述的工业用相机的组装结构，其中该摄像模块的感光检测元件周边处设有定位于电路板上的多个导热块。
5.如权利要求4所述的工业用相机的组装结构，其中该镜头座的镜头孔后方周缘处形成有向外扩张而可供感光检测元件周边处的导热块抵靠于其上的导斜面。
6.如权利要求5所述的工业用相机的组装结构，其中该感光检测元件的导热块与镜头座的镜头孔间设有导热介质。
7.如权利要求1所述的工业用相机的组装结构，其中该摄像模块的感光检测元件为一互补式氧化金属半导体或感光耦合元件。
8.如权利要求1所述的工业用相机的组装结构，其中该镜头座的镜头孔相邻于安装孔处的纵向表面形成有阻挡面，并在阻挡面上形成有吸光层。
9.如权利要求1所述的工业用相机的组装结构，其中该摄像模块与镜头座外部进一步结合有具外壳及后盖的壳体，并在外壳与后盖内部之间形成有可供摄像模块与镜头座定位的容置空间，且外壳前方处设有可供对接部穿过伸出至外部的通孔，再在壳体的容置空间内部定位有连接于摄像模块上的电路模块。
10.如权利要求9所述的工业用相机的组装结构，其中该摄像模块的电路板上设有第一连接器，而壳体的电路模块所具的线路板表面上设有至少一个芯片组及第二连接器，并在第二连接器内插接有另一端连接于第一连接器的连接单元。
11.如权利要求9所述的工业用相机的组装结构，其中该壳体外壳的通孔外侧周围处形成有镜头外框，并在镜头外框前侧处套接有保护套环。
12.如权利要求11所述的工业用相机的组装结构，其中该镜头座的基座上设有多个螺孔，并在壳体外壳的通孔相邻于镜头外框处的纵向表面上设有多个第二穿孔，且各第二穿孔中分别穿设有螺入于螺孔内使镜头座与壳体结合成为一体的螺丝。
13.如权利要求9所述的工业用相机的组装结构，其中该壳体的外壳底部设有露出于外部的传输界面，并在传输界面上具有至少一个电源接头及信号接头，而壳体的电路模块所具的线路板表面上设有至少一个芯片组及第三连接器，并在第三连接器内插接有电性连接于传输界面上的连接单元。
14.如权利要求9所述的工业用相机的组装结构，其中该壳体的外壳后方的开口内侧处设有多个锁孔，并在后盖后侧表面上设有矗立状的多个散热片，且散热片外侧周围处设有多个第三穿孔，再在第三穿孔中分别穿设有螺入于锁孔内使后盖与外壳结合成为一体的螺丝。
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