TWI820345B - 用於攝影機裝置之透鏡配置之透鏡部件 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種用於一攝影機裝置之透鏡配置(200)，該透鏡配置(200)包括：一透鏡部件(100)，其包括圍封一透鏡單元(106)並沿一縱向透鏡部件軸(A)延伸之一鏡筒(104)；一透鏡固持器(202)，其包括圍繞一空腔之一壁，其中該透鏡部件至少部分插入至該空腔中，其中該透鏡部件(100)之該鏡筒(104)界定一通道(102)，該通道(102)平行於該縱向透鏡部件軸(A)在該透鏡部件(100)之該鏡筒(104)之一壁區段內延伸，且其具有面向該透鏡配置(200)之一視場之一第一端開口，且其中該透鏡配置(200)包括一發射器(110)，該發射器(110)經配置以經由該通道(102)及該第一端開口發射電磁輻射至經定位於該透鏡配置(200)之該視場中之一區域。

Description

用於攝影機裝置之透鏡配置之透鏡部件

本發明係關於一種用於一攝影機裝置之透鏡配置。

諸如網路攝影機之模組化攝影機可用於許多不同情形，室內及室外兩者。模組化攝影機之多功能性已導致對模組化攝像機的具成本效益生產之需求增加。為滿足此需求，不僅期望降低模組化攝影機之組件的成本，亦期望降低與模組化攝影機之組裝相關聯的成本。進一步期望改良此等模組化攝影機之功能。

一模組化攝影機通常包括兩個分開零件：一感測器單元及一主單元，該主單元經由電纜連接至感測器單元。

感測器單元可包括：一透鏡固持器及一透鏡部件，該透鏡部件藉由該透鏡固持器可釋放地支撐。一影像感測器可配置於透鏡固持器中。感測器單元可非常小，且具有1至10mm之範圍內之一長度及1至10mm之範圍內之一直徑。

主單元可經配置用於影像處理及網路通信，且亦可與感測器單元分開放置。

因此，一模組化攝影機之感測器單元包括若干組件，且感 測器單元之組裝需要複數個步驟，該複數個步驟係複雜、耗時且成本高昂。此外，組裝需要高精度。舉例而言，組件在模組化攝影機之感測器單元內的相對位置的小偏差可導致欠對準，從而降低模組化攝影機之效能。明確言之，透鏡固持器中之透鏡部件之正確對準尤其重要，此係因為小偏差可顯著降低藉由模組化攝影機所達成的影像品質。

在典型的監控攝影機中，諸如錄音或照明之主動附件放置於距透鏡一定距離處，從而增大攝影機之總尺寸。

此外，模組化攝影機可用於不同環境中及用於不同目的。為了獲得高品質影像或從影像獲得其他附加資訊，可向模組化攝影機之感測器單元添加附件，藉此增大感測器單元之尺寸。

US6476851B1揭示一種電子內視鏡，在該電子內視鏡中校正失真並防止陰影。該內視鏡包括配置於該內視鏡之一末端中之一成像單元。一對光導48配置於成像單元之外部，並沿該成像單元之光軸方向延伸。

鑑於上文所述，本發明之目的係提供一種用於一攝影機裝置之具有改良功能性及緊湊性之透鏡配置。

為了達成上述目標以及從以下描述顯而易見之其他目標的至少一者，根據本發明提供一透鏡配置及一攝影機裝置。較佳實施例將從描述顯而易見。

根據一實例，一種用於一攝影機裝置之一透鏡配置之透鏡部件可包括圍封一透鏡單元並沿一縱向透鏡部件軸延伸之一鏡筒。該鏡筒界定一通道，該通道平行於該縱向透鏡部件軸延伸，且具有設置於透鏡部 件之前端中之第一端開口。該通道經組態以經由該第一端開口從與該透鏡部件相關聯之一發射器引導聲音及/或電磁輻射至該透鏡部件前方之一區域及/或該通道經組態以經由該第一端開口從該透鏡部件前方之一區域引導聲音及/或電磁輻射至與該透鏡部件相關聯之一接收器。

相較於一習知透鏡部件，所提供的透鏡部件可具有一改良功能性。舉例而言，該透鏡部件可透過該等通道收集聲音，而不需要用於接收或傳輸聲音的任何外部裝置。此可有利於模組化監控攝影機，其中習知模組化監控攝影機不具有作為內建功能的聲音擷取。本透鏡部件可擁有各種不同功能。所提供的透鏡部件可以小尺寸製造，此在製造將用作監控攝影機之模組化攝影機時非常受期望。所提供的透鏡部件容許在不喪失功能性之情況下製造一緊湊透鏡配置。

發射器及/或接收器可配置於該通道內。藉此，可提供一具成本效益之透鏡部件及透鏡配置。

該透鏡部件可包括一光導。該光導可配置於該通道中。此可容許一通道不具有一筆直延伸部，但仍經組態用於引導呈光之形式的電磁輻射。

根據一第一態樣，提供一種用於一攝影機裝置之透鏡配置，該透鏡配置包括：一透鏡部件，其包括圍封一透鏡單元並沿一縱向透鏡部件軸延伸之一鏡筒；及一透鏡固持器，其包括圍繞一空腔之一壁。該透鏡部件至少部分插入至該空腔中。該透鏡部件之該鏡筒界定一通道，該通道平行於縱向透鏡部件軸在該透鏡部件之該鏡筒的壁區段內延伸，且其具有面向該透鏡配置之視場之一第一端開口。該透鏡配置包括一發射器，該發射器經配置以經由該通道及該第一端開口發射電磁輻射至定位於該透 鏡配置之視場中之一區域。

該通道在該透鏡部件之該鏡筒的壁區段內延伸。藉此，可達成具有改良功能性之一緊湊透鏡配置。藉由通道在該鏡筒之壁內延伸，可促進該通道及該發射器之對準。

該通道可包括一光導。該光導可配置於該通道中。

發射器可經配置以發射或接收呈以下項之至少一者之形式之電磁輻射：UV光、IR光、雷達無線電波、可見光或雷射光。應注意，該發射器可發射不同電磁輻射。舉例而言，藉由使用IR光，包括該透鏡配置之一攝影機裝置可適合在一較暗環境中使用。雷達或雷射可使透鏡配置能夠判定視場中所存在之物之距離。

該透鏡配置可進一步包括配置於該空腔之一底部處之一影像感測器。該影像感測器係面向該透鏡單元。

該通道可進一步包括一第二端開口。藉由該通道包括第二端開口，該發射器可定位於該通道之外部，且可經配置以發射經由該第二端開口進入該通道之電磁輻射。

該第二端開口可係點狀的。該第一端開口具有一半環形或環形。該第一端開口之一半環形或環形可改良透鏡配置之電磁輻射之發射的功能性及有效性。若該電磁輻射係任何種類之光，則可達成該光之更均勻分佈。

該透鏡配置可進一步包括在該發射器與該通道之第二端開口之間提供一通信之一連接器。因此，舉例而言，該發射器可配置於該攝影機裝置之一部分上，並透過該連接器連接至該透鏡配置。當製造該透鏡配置時，此可提供製程之靈活性。此可提供一具成本效益且緊湊的透鏡配 置。

該第二端開口可面向該發射器。藉此，該發射器可在不提供一連接器之情況下直接與該通道通信，此可促進透鏡配置之組裝。

該發射器可配置於在該空腔之一底部處配置之一影像感測器附近。藉此，可促進提供該透鏡配置之改良功能性。

在一模組化攝影機中，該發射器可連接至該影像感測器，連接至該主單元或與該影像感測器或該主單元相關聯之一控制單元。

該透鏡部件可滑動地插入至該透鏡固持器中。該透鏡部件組態為可滑動地插入至該透鏡固持器中可提供該透鏡配置之促進組裝。此可提供一具成本效益之透鏡配置。藉由此組態，可促進通道之對準。

該鏡筒可包括呈徑向向外延伸之一透鏡部件突部之形式之一壁區段。該通道可在該透鏡部件突部內延伸，因此實現維持透鏡部件之緊湊性。此外，一透鏡部件突部之提供可實現將該透鏡部件安裝於該透鏡固持器中，而無對一螺紋接頭之任何需要。因此，可降低藉由影像感測器擷取之影像的瑕疵風險。

該透鏡配置之該透鏡固持器可包括與該等透鏡部件突部相對應之突部，使得該透鏡部件可滑動地插入至透鏡固持器中，而無對任何螺紋配置之需要。

該透鏡固持器可包括與該等透鏡部件突部相對應之凹槽以促進該透鏡配置之組裝。

該透鏡部件突部可包括與該等透鏡固持器突部上之螺紋相對應的螺紋，使得該透鏡部件可藉由一螺紋配件插入至該透鏡固持器中。

根據一第二態樣，提供一種攝影機裝置，其包括如上描述 之一透鏡配置。該攝影機裝置可為一模組化攝影機。

通常，已關於第一態樣詳細討論該第二態樣之不同特徵及優點。該討論關於第二態樣同樣有效，且因此參考上述討論。可注意，各種實施例或視需要特徵同樣適用於第二態樣。

通常，除非本文另有明確定義，否則技術方案中使用的所有術語將根據其等在技術領域中的普通含義解釋。除非另有明確說明，否則對「一/一個/該[元件、裝置、組件、構件、步驟等]」之所有參考應被開放地解釋為指代該元件、裝置、部件、構件、步驟等之至少一個例項。除非明確說明，否則本文所揭示的任何方法的步驟不必按所揭示的確切順序執行。

100:透鏡部件

102:通道

104:鏡筒

106:透鏡單元

108:第一端開口

110:發射器/接收器

200:透鏡配置

202:透鏡固持器

206:透鏡部件突部

208a:第一透鏡部件表面區段

208b:第二透鏡部件表面區段

210:透鏡固持器突部

212a:第一透鏡固持器表面區段

212b:第二透鏡固持器表面區段

OA:光軸

A:縱向透鏡部件軸

透過參考隨附圖式(其中相同元件符號將用於相似元件)對本發明之較佳實施例之以下闡釋性及非限制性詳細描述，將更佳地暸解本發明之以上以及額外目標、特徵及優點，其中：圖1係一透鏡配置之一透視圖。

圖2係一透鏡部件之一透視圖。

圖3係繪示一透鏡配置之一橫截面圖。

圖4a係呈一透鏡配置之一實施例的分解形式之一透視圖。

圖4b係圖4a中所展示的該透鏡配置之透鏡部件之一透視圖。

現將在下文參考隨附圖式更全面地描述本發明，其中展示本發明之當前較佳實施例。然而，本發明可體現為許多不同形式，且不應 被解釋為限於本文所闡述之實施例；實情係，此等實施例係為了徹底性及完整性而提供，並將本發明之範疇完全傳達給熟習技術者。

以下將參考圖1至圖3描述一攝影機裝置之一透鏡配置。

圖1繪示透鏡配置200之一實施例。透鏡配置包括一透鏡固持器202及一透鏡部件100，該透鏡部件100可釋放地附接至透鏡固持器202。透鏡固持器202及透鏡部件100沿透鏡配置200之光軸OA對準。在一經組裝狀態下，光軸OA與一縱向透鏡部件軸A重合。

透鏡配置200可被包括於一攝影機裝置中。攝影機裝置可係一模組化攝影機，其包括：一感測器單元及一主單元，該主單元經由電纜連接至感測器單元。透鏡配置200可被包含於感測器單元中。主單元可經配置用於影像處理及網路通信。主單元可與感測器單元分開放置。替代地，主單元可與於感測器單元放置在一起。

應注意，攝影機裝置不必係一模組化攝影機，且因此本發明亦適用於其他類型之攝影機裝置。

包括透鏡配置200之攝影機裝置可係提供視訊序列之一監控攝影機。

如從圖2顯而易見，透鏡部件100包括圍封一透鏡單元106之一鏡筒104。該鏡筒包括藉由該鏡筒104界定之至少一個通道102。鏡筒具有沿縱向透鏡部件軸A之一延伸部。各通道102平行於該縱向透鏡部件軸A延伸。各通道102包括設置於透鏡部件100之一前端處之一第一端開口。在經組裝狀態下，透鏡部件100之前端經引導朝向透鏡配置200之一視場。

所展示實施例包括在鏡筒之壁內延伸之三個通道102。

透鏡部件100與一發射器及/或接收器110相關聯。因此，透鏡部件100可經配置以發射或接收聲音及/或電磁輻射。

在一些實施例中，通道102可經組態以經由第一端開口108從與透鏡部件100相關聯之一發射器引導聲音及/或電磁輻射至透鏡部件100前方之一區域。因此，在一經組裝狀態下，透鏡配置200可發射聲音及/或電磁輻射至經定位於透鏡配置200之視場中之一區域。

在一些實施例中，通道102可經組態以經由第一端開口108從透鏡部件100前方之一區域引導聲音及/或電磁輻射至與透鏡部件100相關聯之一接收器。因此，在一經組裝狀態下，透鏡配置200可從經定位於透鏡配置之視場中之一區域接收聲音及/或電磁輻射。

透鏡單元106可與發射器及/或接收器110一起起作用以擷取不止視場之影像，舉例而言，移動或聲音。因此，可提供具有改良功能性之一攝影機裝置。

在一項實例中，通道可包括經配置於該通道中之一光導。一光導可容許通道102曲折或彎曲，從而引導光通過通道102。光導可改良透鏡單元106擷取高品質影像之能力，而透鏡單元106自身可能無法擷取一高品質影像，且藉由一光導引導至透鏡部件之前端之一附加光可改良所擷取影像之品質。

在圖3(其係透鏡配置200之一橫截面圖)中，透鏡配置200被繪示為處於一經組裝狀態下，即，透鏡部件100插入至透鏡固持器202中。透鏡固持器202包括圍繞一空腔之一壁。在經組裝狀態下，透鏡部件100或透鏡部件100之至少一部分插入至透鏡固持器202之空腔中。

透鏡部件100之鏡筒104界定平行於縱向透鏡部件軸A延伸 之一通道。透鏡部件100之通道102具有面向該透鏡配置200之一視場之一第一端開口。視場可在透鏡部件100之一前端處。透鏡固持器202之空腔經配置以接收透鏡部件100。

透鏡部件100可經配置以可藉由螺合插入至透鏡固持器202之空腔中。當透鏡部件100藉由螺合插入至透鏡固持器202中時，透鏡配置可經組態使得存在透鏡部件100之一末端位置。當透鏡部件100處於末端位置時，通道102與發射器及/或接收器110對準。

透鏡部件100可經配置以可滑動地插入至透鏡固持器202之空腔中。藉由組態透鏡配置使得透鏡部件100可滑動地插入至透鏡固持器202中，其可依通道與接收器及/或發射器110之降低之欠對準風險促進透鏡配置之組裝。

透鏡配置200可包括一發射器110，該發射器110經配置以經由通道102及第一端開口發射聲音及/或電磁輻射至定位於透鏡配置200之視場中之一區域。透鏡配置200可包括一接收器110，該接收器110經配置以經由第一端開口及通道102從定位於透鏡配置200之視場中之一區域接收聲音及/或電磁輻射。透鏡配置200之通道102可包括配置於該通道102中之一光導。

發射器110可經配置以發射呈以下項之至少一者之形式之電磁輻射：UV光、IR光、雷達無線電波、可見光或雷射光。

接收器110可經配置以接收呈以下項之至少一者之形式之電磁輻射：UV光、IR光、雷達無線電波、可見光或雷射光。

通道102可界定發射器及/或接收器110與定位於透鏡配置之視場中之區域之間之一筆直視線。當電磁輻射係一雷射光時，此可係有 利的。

藉由實例，攝影機裝置之透鏡配置200可包括用於發射IR之一發射器。發射器110可發射IR光，使得攝影機裝置可在不良可見度條件下(諸如在夜晚期間)擷取高品質影像。透鏡配置之通道102的組態可確保可製造並使用一緊湊攝影機裝置，此係因為不需要IR光被放置在透鏡配置200之外部上。

該第一端開口可係半環形或環形的。在其中第一端開口具有一環形之一實例中，發射器110可經組態以發射光。在該實例中，環形第一端開口可經配置，使得經發射光被向外散佈至透鏡配置200之視場。可達成光之均勻分佈發射。此可改良透鏡配置200之功能性及擷取高品質影像或視訊序列之能力。環形第一端開口可包括一光導，以更均勻地散佈光至透鏡配置200之視場。

可藉由配置於如上所述可包括一光導之通道之末端中之一透鏡來控制從通道離開之光的光分佈。

替代地，第一端開口可經配置以依一特定方向或組成引導光。可將光發射至透鏡配置之一特定變焦位置。藉由實例，發射器可經配置以依某個距離及方向發射一變焦光，且瞄準某個物件。可結合選擇一透鏡來執行朝向一特定物件變焦光，以獲得所擷取影像之所要品質。

通道102可具有與第一端開口相對之一封閉端。在此一情況下，發射器及/或接收器110可被配置於通道102內。

替代地，如圖中所展示，通道102可包括該末端中之與第一端開口相對之一第二端開口。該第二端開口可面向發射器及/或接收器110。該第二端開口可係點狀的。替代地，第二端開口可具有一圓周延伸 部。

在第一端開口與第二端開口之間延伸的通道102可具有恆定或一變化橫截面。

通道102可具有在圓周方向上之一延伸部並至少部分圍封透鏡單元106，即，通道102可具有一環形或一半環形橫截面。

因此，通道102可依一恆定橫截面在第一端開口至第二端開口之間延伸，其中舉例而言，該恆定橫截面可係環形的，如圖3中所展示。然而，其他恆定橫截面係可行的。

在另一實例中，通道可依一變化橫截面在部分圍封透鏡單元106之一半環形第一端開口與一環形第一端開口之間延伸。

在又另一實例中，通道102可具有一恆定橫截面，並在部分圍封透鏡單元106之一半環形第一端開口與一對應半環形第二端開口之間延伸。

發射器及/或接收器110可配置於第二端開口處。

發射器及/或接收器110可配置於透鏡配置200內或可與透鏡配置200分開配置。

透鏡配置200可包括在發射器及/或接收器110與通道102之第二端開口之間提供一通信之一連接器。連接可容許關於在何處配置發射器及/或接收器110的靈活性。藉由將發射器及/或接收器110配置於通道102之一外部上，可提供一易於製造之透鏡部件100及透鏡配置200。

透鏡配置200可包括一影像感測器。影像感測器可配置於空腔之一底部處。影像感測器可被包含於一印刷電路板中。影像感測器可連接至主單元。該影像感測器可面向透鏡單元106。發射器及/或接收器 110可配置於影像感測器印刷電路板上或鄰近其配置。藉此，發射器及/或接收器110可易於連接至影像感測器。透鏡配置200可包括一散熱器。散熱器可增加透鏡配置200之壽命，此係因為影像感測器可能對由發射器及/或感測器產生之熱敏感。

現在將參考圖4a、圖4b描述透鏡配置200之一第二實施例。透鏡配置200之所展示實施例包括一透鏡固持器202及一透鏡部件100，該透鏡部件100可滑動地插入至透鏡固持器202之一空腔中。

透鏡部件100包括圍封一透鏡單元106並沿一透鏡部件軸A延伸之一鏡筒104。

鏡筒104包括兩個壁區段，各壁區段呈徑向向外延伸之一透鏡部件突部206之形式。各透鏡部件突部包括一第一透鏡部件表面區段208a及一第二透鏡部件表面區段208b。第一透鏡部件表面區段208a及第二透鏡部件表面區段208b之各者在一平面內延伸，該平面藉由縱向透鏡部件軸A及縱向透鏡部件軸A之一法線界定。

一通道102設置於鏡筒之壁中且在兩個透鏡部件突部內具有一延伸部。透鏡部件可包括兩個分開通道102，各在該等透鏡部件突部206之各者內延伸。

通道102包括終止於透鏡部件100之前端處的一環形第一端開口中之一第一環形區段。如從自後側繪示透鏡部件100之圖4b顯而易見，通道102之第一環形區段聯接一第二區段，其中通道分叉為兩個通道片段，各通道片段在兩個透鏡部件突部206之各自者內延伸且終接於具有一圓周延伸部之一第一端開口中。

透鏡固持器202之空腔係與透鏡部件100互補形成，使得透 鏡部件100可滑動地插入至空腔中。更明確言之，透鏡固持器包括透鏡固持器突部210，各透鏡固持器突部210具有一第一透鏡固持器表面區段212a及一第二透鏡固持器表面區段212b。第一透鏡固持器表面區段212a及第二透鏡固持器表面區段212b之各者在藉由光軸OA及光軸OA之一法線界定之一平面中延伸。

藉由將透鏡部件突部206與形成於透鏡固持器突部210之間的凹槽對準，透鏡部件可滑動地插入至透鏡固持器之空腔中。

藉由一鎖定部件施加一鎖定力，透鏡部件100可被鎖定於空腔中。

應暸解，本發明不限於所展示實施例。因此，在因此藉由隨附發明申請專利範圍唯一地界定之本發明之範疇內可設想數個修改及變化。

100:透鏡部件

102:通道

104:鏡筒

106:透鏡單元

108:第一端開口

A:縱向透鏡部件軸

Claims (13)

1. 一種用於一攝影機裝置之透鏡配置，該透鏡配置包括：一透鏡部件，其包括圍封(enclosing)一透鏡單元並沿一縱向透鏡部件軸延伸之一鏡筒(barrel)；一透鏡固持器，其包括圍繞一空腔之一壁；及一影像感測器，其經配置在該空腔之一底部處，其中該影像感測器面向該透鏡單元，其中該透鏡部件至少部分插入至該空腔中，其中該透鏡部件之該鏡筒界定一通道，該通道平行於該縱向透鏡部件軸在該透鏡部件之該鏡筒之一壁區段內延伸，且其具有面向該透鏡配置之一視場之一第一端開口，及其中該透鏡配置包括一發射器，該發射器經配置以經由該通道及該第一端開口發射電磁輻射至經定位於該透鏡配置之該視場中之一區域。
2. 如請求項1之透鏡配置，其中該通道包括經配置於該通道中之一光導。
3. 如請求項1之透鏡配置，其中該發射器經配置以發射呈以下項之至少一者之形式的電磁輻射：UV光、IR光、雷達無線電波、可見光，或雷射光。
4. 如請求項1之透鏡配置，其中該通道進一步包括一第二端開口。
5. 如請求項4之透鏡配置，其中該第二端開口可係點狀的(point-shaped)；及其中該第一端開口具有一半環形或環形。
6. 如請求項4之透鏡配置，進一步包括在該發射器與該通道之該第二端開口之間提供一通信之一連接器。
7. 如請求項4之透鏡配置，其中該第二端開口係面向該發射器。
8. 如請求項7之透鏡配置，其中該發射器係配置在經配置於該空腔之一底部處之一影像感測器上或鄰近其配置。
9. 如請求項1之透鏡配置，其中該透鏡部件可滑動地插入至該透鏡固持器中。
10. 如請求項9之透鏡配置，其中該鏡筒包括呈徑向向外延伸之一透鏡部件突部之形式之一壁區段；及其中該通道在該透鏡部件突部內延伸。
11. 如請求項1之透鏡配置，其中該透鏡部件經可釋放地附接至該透鏡固持器。
12. 一種攝影機裝置，其包括一透鏡配置，該透鏡配置包括：一透鏡部件，其包含圍封一透鏡單元並沿一縱向透鏡部件軸延伸之 一鏡筒；一透鏡固持器，其包括圍繞一空腔之一壁；及一影像感測器，其經配置在該空腔之一底部處，其中該影像感測器面向該透鏡單元，其中該透鏡部件至少部分插入至該空腔中，其中該透鏡部件之該鏡筒界定一通道，該通道平行於該縱向透鏡部件軸在該透鏡部件之該鏡筒之一壁區段內延伸，且其具有面向該透鏡配置之一視場之一第一端開口，及其中該透鏡配置包括一發射器，該發射器經配置以經由該通道及該第一端開口發射電磁輻射至經定位於該透鏡配置之該視場中之一區域。
13. 一種用於一攝影機裝置之透鏡配置，該透鏡配置包括：一透鏡部件，其包含圍封一透鏡單元並沿一縱向透鏡部件軸延伸之一鏡筒；及一透鏡固持器，其包括圍繞一空腔之一壁；其中該透鏡部件至少部分插入至該空腔中，其中該透鏡部件之該鏡筒界定一通道，該通道平行於該縱向透鏡部件軸在該透鏡部件之該鏡筒之一壁區段內延伸，且其具有面向該透鏡配置之一視場之一第一端開口，其中該透鏡配置包括一發射器，該發射器經配置以經由該通道及該第一端開口發射電磁輻射至經定位於該透鏡配置之該視場中之一區域，其中該通道進一步包括一第二端開口，且其中該透鏡配置進一步包括在該發射器與該通道之該第二端開口之間提供一通信之一連接器。