TWI553369B

TWI553369B - 具有密封感測器空間之影像收集器裝置及密封影像收集器中之感測器空間之方法

Info

Publication number: TWI553369B
Application number: TW103128166A
Authority: TW
Inventors: 傑斯帕利茲奇; 李維恩尼可拉斯摩樂; 喬漢博格斯坦
Original assignee: 安訊士有限公司
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2014-08-15
Publication date: 2016-10-11
Also published as: JP2015129918A; EP2887637B1; US9338333B2; KR101606877B1; CN104735311A; EP2887637A1; JP5963015B2; KR20150072329A; CN104735311B; TW201526214A; US20150181086A1

Description

具有密封感測器空間之影像收集器裝置及密封影像收集器中之感測器空間之方法

本發明係關於具有其中配置一感測器之一感測器空間之一影像收集器裝置，且係關於一種密封一影像收集器裝置中之一感測器空間之方法。

在影像收集器裝置中，保護用於收集影像之感測器免受諸如灰塵及光之有害因素通常係重要的。其中可產生此問題之一影像收集器裝置之一實例係一相機。在一些相機中，藉由將一外部螺紋接合於一透鏡上且將一內部螺紋接合於一透鏡支撐架上而將該透鏡安裝於該透鏡支撐架中。在此安裝操作中，螺紋可輕微損壞或磨損，使得金屬微粒擦離螺紋。螺紋上亦可存在由透鏡之製造留下之切屑。金屬微粒或切屑可落在配置於透鏡後之一感測器上，且可損壞該感測器，或至少減小影像品質。特定言之，在相機之運輸期間，黏附於螺紋上之任何切屑可脫落。其中解決此問題之一方法係在透鏡之螺紋上塗敷油脂，使得任何切屑被鎖於油脂中且不落在感測器上。然而，在一些情況中，此非一滿意的解決方案，因為此非實際防止切屑進入其中配置感測器之感測器空間，而僅使切屑留存於螺紋上。此外，在許多情況中，影像收集器裝置之安裝係在一無塵室環境中完成，此使油脂成為難處理之一添加劑。因此，存在對於此問題之一解決方案之一需要。

本發明之一目的係提供其中安全保護感測器免受諸如灰塵之有害因素之一影像收集器裝置。

另一目的係提供其中可緊緊密封一感測器空間之一影像收集器裝置。

一進一步目的係提供密封一影像收集器裝置中之一感測器空間之一方法，該方法使得可確保安全保護該影像收集器裝置中之一感測器免受諸如灰塵之有害因素。

根據一第一態樣，完全或至少部分藉由一影像收集器裝置達成此等及其他目的，該影像收集器裝置包括配置於一電路板上之一感測器、一透鏡及一透鏡支撐架，該透鏡安裝於該透鏡支撐架中，其中該感測器配置於其中之一感測器空間形成於該透鏡與該電路板之間，該監測裝置進一步包括一密封裝置，該密封裝置包括一第一末端、一第二末端，延伸在該第一末端與該第二末端之間之一彈性圓周壁部分，及配置於該第一末端處之一末端壁，一開口形成於該末端壁中，其中包圍該開口之一末端壁部分係可撓性，其中該密封裝置配置於該感測器空間中，該密封裝置之該圓周壁部分在該感測器周圍經配置且密封該感測器空間，其中該圓周壁部分在沿著該透鏡與該電路板之間之該感測器空間之一方向中經壓縮，且其中該末端壁中之該開口密封性圍封該透鏡。以此方式，該感測器空間可經緊緊密封，保護該感測器免受來自該透鏡支撐架之灰塵及微粒。

該透鏡包括一外部螺紋，且該透鏡支撐架包括一內部螺紋，該透鏡經螺合式接合於該透鏡支撐架中，且包圍該開口之該末端壁部分可配置於該外部螺紋之兩個相鄰齒腹之間。此配置實現該感測器空間之一特別緊之密封。此外，此配置可提供一緊密封免受自該等螺紋擦離之切屑。

該透鏡至少在由該末端壁中之該開口圍封的一部分可具有一圓形橫截面形狀，且該末端壁中之該開口可係圓形。此一配置可(例如)容許透鏡在一旋轉運動中插入該開口中。在該旋轉運動中，該螺紋上之切屑或其他微粒可藉由包圍該開口之該末端壁部分而推離，使得其等被從該感測器空間推離。

在一實施例中，該密封裝置中之該圓周壁部分經打褶。因此，可達成該圓周壁部分之一適合彈力。一經打褶圓周壁部分可在該密封裝置之該第一末端與該第二末端之間之一方向中經壓縮，使得該密封裝置配適於該感測器空間內。此壓縮與製成該密封裝置之材料的可撓性一起可在該密封裝置之兩端處提供該感測器空間之一有效密封。

該密封裝置之該圓周壁部分可經塑形為一伸縮盒。此係達成該圓周壁部分之一適合可撓性及彈性之一實用方法，使得該密封裝置可經壓縮以適配於該感測器空間中。

該密封裝置之該圓周壁部分可具有一大體上呈矩形之橫截面形狀。此一形狀使得即使一透鏡在一旋轉運動中被插入於該開口中亦可防止該密封裝置旋轉。

該密封裝置可包括一彈性材料。存在可容易加工成所要形狀且可提供一適合彈力之許多彈性材料。

在一實施例中，該密封裝置係由一彈性材料模製而成。存在可用於製造該密封裝置之若干模製方法，例如，射出成型或壓縮成型。

該密封裝置之該彈性材料可包括矽酮橡膠。矽酮可容易加工成適合形狀，且可經預處理而不發出可對該感測器有害之氣體。

該密封裝置可經配置以密封該感測器空間免受微粒及光。以此方式，該相同密封裝置可用於保護該感測器免受灰塵及其他微粒且免受光。

根據一第二態樣，完全或至少部分藉由密封一影像收集器裝置中之一感測器空間之一方法而達成上述目標，該感測器空間經界定於配置於一透鏡支撐架中之一透鏡與一感測器配置於其上之一電路板之間，該方法包括步驟：在該透鏡與該電路板之間配置一密封裝置，該密封裝置具有一第一末端、一第二末端、延伸在該第一末端與該第二末端之間之一彈性圓周壁，及在該第一末端處之一末端壁，該末端壁具有一開口，包圍該開口之一末端壁部分係可撓性；在該透鏡周圍配置該末端壁中之該開口使得該開口密封性圍封該透鏡；在該感測器周圍配置該圓周壁；及在該透鏡支撐架與該電路板之間壓縮該密封裝置，使得該圓周壁撓曲，將該第一末端壓抵於該透鏡支撐架，且將該第二末端壓抵於該電路板，藉此密封該感測器空間。使用此一方法可以安全密封一感測器空間於一影像收集器裝置中，使得可保護該感測器免受微粒。

該方法進一步包括步驟將該透鏡螺合式接合於該透鏡支撐架中；及在該透鏡之一外部螺紋之兩個相鄰齒腹之間配置包圍該開口之該末端壁部分，藉此在該透鏡周圍形成一徑向密封。雖然將該透鏡螺合至該透鏡支撐架中，但亦可將該透鏡螺合至該密封裝置之該開口中。藉由包圍該密封裝置之該末端壁中之該開口配置該末端壁部分，可達成一緊密封。此外，位於該透鏡上之該等螺紋中之任何切屑或其他微粒可在該旋轉螺合運動期間由該末端壁推離，使得向外推該等微粒遠離該感測器空間。

自下文給出之詳細描述將瞭解本發明之適用性之一進一步範圍。然而，應瞭解，詳細描述及特定實例雖然指示本發明之較佳實施例，但僅藉由闡釋給出，因為熟習此項技術者自此詳細描述將瞭解在本發明之範疇內之多種改變及修改。

因此，應瞭解，本發明不限於所述裝置之特定組件部分或所述方法之步驟，因而裝置及方法可變動。亦瞭解，本文中使用之術語僅係為了描述特定實施例之目的，而非意欲限制。應注意，如用於說明書及隨附申請專利範圍中，冠詞「一」、「一個」、「該」及「該等」意欲指存在元件之一或多者，除非本內容脈絡中清楚另外指明。因此，舉例而言，指「一物件」或「該物件」可包含若干物件及類似者。此外，字組「包括」不排除其他元件或步驟。

1‧‧‧影像收集器裝置

2‧‧‧透鏡

3‧‧‧透鏡支撐架

4‧‧‧電路板

5‧‧‧感測器

6‧‧‧感測器空間

7‧‧‧密封裝置

8‧‧‧O環

9‧‧‧第一末端

10‧‧‧第二末端

11‧‧‧圓周壁部分

12‧‧‧末端壁

13‧‧‧開口

14‧‧‧末端壁部分

15‧‧‧外部螺紋

16‧‧‧內部螺紋

17‧‧‧抵靠凸肩

18‧‧‧內部末端

19‧‧‧齒腹

20‧‧‧齒腹

現將藉由實例且參考隨附示意圖更詳細描述本發明，其中：圖1係根據一實施例之一影像收集器裝置之一截面圖，圖2係展示一透鏡之一末端及圖1之影像收集器裝置之一密封裝置之一細節圖，圖3係配置於圖1中展示之透鏡周圍之密封裝置之一末端壁之部分之一細節圖，圖4係圖1之影像收集器裝置之密封裝置之一透視圖。

在圖1中展示一影像收集器裝置1。在此實施例中，影像收集器裝置係一相機1，其具有配置於一透鏡支撐架3中之一透鏡2。此外，相機1具有一電路板4，一感測器5配置於該電路板4上。電路板經螺合於透鏡支撐架3上。一感測器空間6形成於透鏡2與電路板4之間。因此，感測器5配置於感測器空間6中。一密封裝置7配置於電路板4與透鏡2之間。呈一O環8形式之一額外密封配置於透鏡支撐架3外部之透鏡周圍。

在圖4中可更清晰看見密封裝置7，圖4單獨展示密封裝置7。密封裝置7具有一第一末端9及一第二末端10。一圓周壁11延伸於第一末端9與第二末端10之間。在所示之實施例中，圓周壁11經打褶且可稱為伸縮盒形狀。在第一末端9處，密封裝置7具有一末端壁12，一開口13形成於該末端壁12中。在此實施例中，整個密封裝置係可撓性的，但至少包圍開口13之一末端壁部分14應係可撓性的。如下文中將進一步描述，密封裝置7足夠可撓性以係可壓縮以適配於感測器空間中，且提供足夠彈力以於經壓縮時彈回，因此容許分別抵於電路板4及透鏡支撐架3之一緊密封。密封裝置可藉由諸如射出成型或壓縮成型之模製程序而由矽酮模製。可使矽酮硬化或以其他方式處理矽酮，使得一旦將密封裝置7安裝至相機1中時矽酮不發出氣體。否則此等氣體可對感測器5有害。

在所示之實施例中，密封裝置7具有有圓形隅角之一大體上呈正方形橫截面形狀。開口13係圓形，以配適於透鏡2之一圓形橫截面周圍。

參考圖2，且參考圖3中之特寫細節圖，將進一步描述用於密封感測器空間6之密封裝置7的配置。在所示之實施例中，透鏡2具有一外部螺紋15，且透鏡支撐架3具有一內部螺紋16。透鏡2可因此螺合式接合於透鏡支撐架3中。當安裝相機組件時，將密封裝置7放置於透鏡支撐架3中，其中第一末端9面對其中透鏡2待插入之透鏡支撐架之經螺合部分，且其中第二末端10面對其中電路板4待附接之透鏡支撐架3的對立部分。將密封裝置7之末端壁12與透鏡支撐架3之一抵靠凸肩17接觸放置。接著，將透鏡2螺合至透鏡支撐架3中。當透鏡2之內部末端18通過抵靠凸肩17時，透鏡2亦開始插入至密封裝置7之末端壁12中的開口13中。當透鏡之外部螺紋15到達開口13時，透鏡2開始螺合至開口中。當透鏡2已螺合至透鏡支撐架3至一所要深度時，包圍開口13之末端壁部分14鎖於外部螺紋之兩個相鄰齒腹19、20之間。可能黏附於螺紋15上之微粒由包圍開口13之末端壁部分14推離，且因此防止該等微粒進入感測器空間。包圍開口13之末端壁部分14之可撓性實現抵於透鏡2之一好密封。密封裝置7之大體上呈正方形橫截面形狀與超過抵靠凸肩17之透鏡支撐架之內部之一類似正方形橫截面形狀組合，使得可防止密封裝置7旋轉。亦可以此方式防止密封裝置7扭曲。接著可將具有感測器之電路板4螺合至透鏡支撐架3上，其中放置感測器5使得其變得由圓周壁11包圍。

若密封裝置7延伸至其全長度，則其將比抵靠凸肩17與電路板之間之距離更長。因此，當電路板4附接至透鏡支撐架3時，密封裝置7在透鏡支撐架3之抵靠凸肩17與電路板4之間經壓縮。由於圓周壁11之彈力，可達成感測器空間6之一緊密封。可藉由一彈性及可撓性材料及圓周壁11之一適當形狀之一適合組合而達成所要彈力。該彈力應使得密封裝置7可經壓縮以配適於感測器空間6中且使得其彈回以延伸感測器空間之整個長度且以緊緊抵靠電路板4及透鏡支撐架3。當在電路板4與抵靠凸肩之間壓縮密封裝置7時，達成感測器空間之一軸向密封。此外，包圍開口13之可撓性末端壁部分14在透鏡之外部螺紋15之兩個相鄰齒腹19、20之間之配置確保一徑向密封。

應瞭解，熟習此項技術者可以許多方式修改上述實施例且仍如上文之實施例中所示之使用本發明之優勢。作為一實例，透鏡支撐架不需要呈圖式上展示之類型，其中電路板直接附接至透鏡支撐架。代替性的，透鏡可螺合至一較短透鏡支撐架中且接著插入至附接電路板之一外殼中。在此情況中，密封裝置之末端壁可與外殼之一適合壁部分或抵靠凸肩抵靠放置。

密封裝置可由矽酮或由諸如聚胺基甲酸酯或其他熱塑性彈性體之另一彈性材料製成。可處理材料以防止其發出可對感測器有害之氣體。舉例而言，在矽酮之情況中，可使材料雙重硬化。

密封裝置可僅由一種材料製成或可由材料之一組合製成。舉例而言，密封裝置可由金屬末端部分製成，其中一可撓性圓周末端部分配置於其等之間，且其中一可撓性末端壁配置於第一末端處。此外，密封裝置可主要由具有一相對低硬度之一彈性材料製成，且其中一較硬加固環配置或嵌入於各個末端處。

可選擇圓周壁之材料使得其對灰塵及其他微粒、對水分且對光不可滲透，因此保護感測器空間及配置於其中之感測器免受此等潛在有害因素。

末端壁中之開口可具有稍微小於透鏡之經螺合部分之小直徑之一直徑，使得包圍開口之末端壁部分之可撓性確保在透鏡周圍之一緊配適。

除了例示性圖式中所示之伸縮盒形狀之外，密封裝置之圓周壁可具有其它形狀。舉例而言，圓周壁可由高度可撓性壁部分或珠之間之筆直、相當非可撓性壁部分製成。此外，密封裝置可具有諸如圓形之另一橫截面形狀。若橫截面形狀係多邊形，則隅角可使得若透鏡支撐架或外殼之壁具有對應表面(隅角可抵靠於該等表面)則當一透鏡螺合至末端壁中之開口中時防止密封裝置旋轉或扭曲。

可藉由模製(例如，射出成型或壓縮成型)製成密封裝置。

在所示之實施例中，密封裝置僅壓縮於透鏡支撐架與電路板之間。在一些例子中，可期望藉由膠或其他固定構件將密封裝置之一個或兩個末端分別固定至透鏡支撐架及電路板。

在上文之描述中，已將影像收集器裝置稱為一相機。該相機可係採用可見光或IR光之一相機。此外，該相機可係一熱成像相機。又此外，影像收集器裝置可係其他類型，諸如一IR偵測器。

因此，本發明不應限於所示實施例而應僅由隨附申請專利範圍界定。