专利名称：镜头安装装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及摄像机，尤其涉及一种用于安装摄像机镜头的系统。
背景技术：
由于技术的发展，摄像机比如网络摄像机中的图像传感器阵列的尺寸已经缩小。这导致安装传感器的传感器模子的尺寸减小。当传感器模子的尺寸减小时，基于光学原理，为了保证视野，镜头必须移动而更接近图像传感器模子。在典型的镜头安装系统中，用户可通过转动聚焦环而相对于传感器模子调节镜头的相对位置。同样的相对定位用于聚焦和变焦操作。产生的问题是用户可能使镜头组接触传感器模子，而没有察觉地将镜头组推压在传感器模子上，从而可能导致镜头破裂或损害图像传感器或镜头安装装置的其他部件，比如将图像传感器连接于基片或PCB上的销。
实用新型内容本实用新型的实施例提供了一种镜头安装装置，该装置允许用户使镜头组完全接触传感器或壳体。聚焦环通常用于使镜头组相对于传感器移动。一旦镜头组完全接触传感器，那么进一步转动聚焦环将导致聚焦环以类似于转矩扳手的方式相对于镜头壳体滑动并且松脱，从而避免施加过度的作用力，而损害镜头安装装置的镜头和其他部件。而且，定位装置用于使镜头安装装置与传感器组件对准。这正是所希望的，因为传感器尺寸的减小将镜头和传感器之间的容许对准误差从约0.7mm降低到小于0.3mm。
根据本实用新型的一方面，用于将镜头安装在基片上的镜头安装装置包括镜头座部件，其中所述基片具有安装在所述基片上的传感器壳体内的传感器，所述镜头座部件包括连接于镜头的镜头座本体。这些镜头座本体包括用于使镜头座本体和安装在基片上的传感器壳体对准的定位元件。所述镜头座部件包括一柔性安装元件，该柔性安装元件连接到基片上，并允许镜头座本体朝传感器壳体移动或远离传感器壳体。
在某些实施例中，定位元件包括多个用于使镜头座本体和传感器壳体对准的定位肋。镜头座本体不与基片接触。所述柔性安装元件包括一对位于镜头座本体相反两侧的柔性安装带。当镜头焦点对准时，所述镜头座部件用于保持传感器和镜头之间的间隙。所述镜头座部件包括与镜头螺纹连接以便相对于传感器调节镜头位置的螺纹部分。
根据本实用新型的另一方面，一种镜头装置包括位于镜头壳体中的镜头。所述镜头壳体包括具有多个槽的连接面。镜头座部件与镜头壳体螺纹连接，以便可以相对于镜头座部件调节镜头的位置。聚焦环包括与镜头壳体的连接面连接的滑动环部分。所述滑动环部分包括多个齿，这些齿位于柔性滑动环支架上且与所述连接面上的槽啮合，从而转动镜头壳体而沿轴向方向相对于镜头座部件在完全伸展位置和完全收缩位置之间调节镜头的位置，其中在完全伸展位置镜头离镜头座部件最远，在完全收缩位置镜头离镜头座部件最近。在镜头到达完全收缩位置之后，当聚焦环沿着朝镜头座部件移动镜头的方向转动时，柔性滑动环支架使齿从镜头壳体的连接面的槽滑出并且松脱。
在某些实施例中，滑动环部分包括一对位于镜头壳体相反两侧上的齿。所述连接面的多个槽是位于镜头壳体外表面上的面向外的槽。滑动环部分包括多个面向内的槽。聚焦环可在轴向方向上朝镜头座部件移动或远离镜头座部件，其中聚焦环的滑动环部分的齿与镜头壳体的连接面的槽啮合。
图1是根据本实用新型的实施例所述的用于将镜头安装在基片上的镜头安装系统的分解透视图；图2是在图1的镜头安装系统中镜头座部件和PCB的分解透视图；图3是图2的镜头座部件和PCB的另一分解透视图；图4是图1的镜头安装系统中的镜头和聚焦环的分解透视图；图5是图1的组装后的镜头安装系统的剖面图。
具体实施方式
图1示出了用于将镜头12安装在通常为PCB的基片14上的镜头安装系统10的实施例。传感器16位于安装在基片14上的传感器模子或壳体18上。镜头座部件20将镜头12连接于基片14。聚焦环22连接于镜头12，用于调节镜头12的焦点。镜头座部件20的特征在图2和3中示出，而图4详细示出了聚焦环22。组装后的镜头安装系统10在图5中示出。
如图2和3所示，镜头座部件20包括镜头座本体26，该安装本体连接于传感器壳体18和镜头12。从图3中可以看出，镜头座本体26具有许多定位元件28，用于将镜头座本体26与传感器壳体18对准。在所示实施例中，定位元件是定位肋28，它们使镜头座本体26与传感器壳体18对齐。肋28位于传感器壳体18的外边缘附近。图3示出了四对肋28，它们位于矩形传感器壳体18的四个拐角附近。每对肋28包括一个用于容纳传感器壳体18的一部分的槽30。槽30的深度足够浅，以便当传感器壳体18完全容纳在槽30内时，镜头安装壳体26不与基片14接触。这通过图5中镜头安装壳体26和基片14之间的间隔32示出。间隔32通常约为0.9mm。当然，传感器壳体可以具有其他的形状，不同配置的定位元件也可用于其他实施例中。
镜头座部件20还包括柔性安装机构，以便弹性地将镜头座部件20连接于基片14，并使镜头座本体26朝传感器壳体18移动或远离传感器壳体18。在这种实施例中，柔性安装机构包括一对位于镜头座本体26两侧的柔性安装带34。带34具有孔36，紧固件延伸穿过该孔而在远离镜头座本体26和传感器壳体18的位置将带34固定在基片14上。柔性带34允许镜头座本体26相对于传感器壳体18移动。这样，镜头座部件20在传感器壳体18上浮动。在另一实施例中，柔性带34可以由其他的具有别的形状和结构的柔性部件代替，比如弹簧类构件。
镜头座本体26包括螺纹孔40(图2和3)，该孔与镜头12的镜头壳体46的螺纹部分44(图4)连接，如图5中的装配图中所示。这种螺纹配合可以使镜头12沿轴向方向相对于传感器16在完全伸展位置和完全收缩位置之间调节位置，其中在完全伸展位置镜头12离镜头座部件20和传感器16最远，在完全收缩位置镜头12离镜头座部件20和传感器16最近。图5示出了在将两部件完全旋在一起之后处于最接近传感器16的完全收缩位置的镜头12。在所述位置，镜头座本体26的结构使得在镜头12焦点对准时保持距离传感器16和壳体18的间隙48，以便镜头不接触传感器16和壳体18。即使当镜头12接触传感器16时柔性带34也能防止损害的发生。
如图4所示，镜头壳体46包括具有许多槽52的连接面50。所示的槽52是位于镜头壳体46的外部连接面50上的面向外的槽。聚焦环22包括与镜头壳体46的连接面50连接的滑动环部分56。所述滑动环部分56包括多个位于柔性滑动环支架62上的齿60。图4示出了面向内的齿60。齿60与镜头壳体46的连接面50的槽52啮合，从而转动镜头壳体46，而沿轴向方向相对于镜头座部件20在完全伸展位置和完全收缩位置之间螺旋地调节镜头12的位置。在镜头12到达完全收缩位置之后，当聚焦环22沿着朝镜头座部件20和传感器16移动镜头12的方向转动时，柔性滑动环支架62使齿60从镜头壳体46的连接面50的槽52滑出并且松脱。这样，镜头12将不能再前进而损坏传感器16或损害镜头12和镜头座本体26之间的螺纹连接。图4示出了一对相对布置的齿60。在另一实施例中，可以设置更多的齿60。通常为偶数的齿，均匀地分布在柔性滑动环支架62周围。槽52的数目通常大于齿60的数目。
在图4所示的实施例中，槽52和齿60沿轴向方向定位。这样，当齿60和槽52互相啮合时，聚焦环22沿轴向方向朝镜头座部件20移动或远离，从而使聚焦环22浮在镜头12上。这有利于镜头12沿轴向方向的移动，而滑动环22在轴向方向上保持固定。如图5所示，滑动环22连接于摄像机壳体70，而在轴向方向上保持固定且可旋转以转动镜头12。因为聚焦环22浮在镜头12上，所以在偶然事故比如掉落摄像机的情况下不会对镜头12传递作用力或负载。这样保护镜头12避免受到负载传递的损害。
当滑动环22沿顺时针方向转动时，镜头12朝传感器16移动，当滑动环22沿逆时针方向转动时，镜头12远离传感器16。在完全收缩位置，滑动环22的齿60从镜头壳体46的槽52滑出并且与镜头壳体46的槽52松脱。在某些实施例中，齿60可以在逆时针方向上倾斜，以便在到达完全收缩位置之后沿顺时针方向转动时更容易滑动。当滑动环22沿逆时针方向转动，倾斜的齿60还提供更好的啮合，从而使镜头从完全收缩位置远离传感器16移动到完全伸展位置。
在所示的实施例中，镜头12与镜头座部件20和聚焦环22脱开。结果，镜头12可以较容易地更换，而不需要更换其他部件。在某些实施例中，替代镜头的镜头壳体的尺寸保持相同，以便与聚焦环22和镜头座部件20形成相同的啮合。在其他实施例中，替代镜头形成更短或更高的镜头组。
上述结构配置的装置和方法仅是为了说明本实用新型原理的应用，但可以作出许多其他实施例和改进，而没有脱离如权利要求中所限定的本实用新型的主旨和范围。例如，镜头座部件的各部件的位置可以改变。定位肋可以由定位柱代替。因此本实用新型的范围不应当根据上述描述确定，而是应当根据所附权利要求以及等效物的全部范围确定。
权利要求1.一种用于将镜头安装在基片上的镜头安装装置，所述基片具有安装在基片上的传感器壳体中的传感器，其特征在于镜头安装装置包括镜头座部件，该镜头座部件包括连接于镜头的镜头座本体，所述镜头座本体包括用于使镜头座本体与安装在基片上的传感器壳体对准的定位元件、以及柔性安装元件，该柔性安装元件制作成连接于基片并允许镜头座本体朝所述传感器壳体和远离所述传感器壳体运动。
2.如权利要求1所述的镜头安装装置，其特征在于，所述定位元件包括多个用于使镜头座本体与传感器壳体对准的定位肋。
3.如权利要求2所述的镜头安装装置，其特征在于，所述多个定位肋布置在所述传感器壳体的外边缘周围。
4.如权利要求1所述的镜头安装装置，其特征在于，所述镜头座本体制作成不与所述基片接触。
5.如权利要求1所述的镜头安装装置，其特征在于，所述柔性安装元件包括一对位于所述镜头座本体两侧的柔性安装带。
6.如权利要求1所述的镜头安装装置，其特征在于，所述镜头座部件制作成用于在镜头聚焦时保持所述传感器和镜头之间的间隙。
7.如权利要求1所述的镜头安装装置，其特征在于，所述镜头座部件包括与所述镜头螺纹连接以便可相对于所述传感器调节镜头位置的螺纹部分。
8.一种镜头装置，包括位于镜头壳体上的镜头和聚焦环，其特征在于所述镜头壳体包括具有多个槽的连接面；镜头装置还包括螺纹连接于镜头壳体的镜头座部件，从而可以相对于镜头座部件调节镜头壳体位置；以及该聚焦环包括与所述镜头壳体的连接面连接的滑动环部分，所述滑动环部分包括多个齿，这些齿位于柔性滑动环支架上且与所述连接面上的槽啮合，从而转动镜头壳体以沿轴向方向相对于镜头座部件在完全伸展位置和完全收缩位置之间调节镜头的位置，其中在完全伸展位置所述镜头离所述镜头座部件最远，在完全收缩位置所述镜头离所述镜头座部件最近，在所述镜头到达完全收缩位置之后，当聚焦环沿着朝镜头座部件移动镜头的方向转动时，柔性滑动环支架可以使齿从镜头壳体的连接面的槽滑出并且松脱。
9.如权利要求8所述的镜头装置，其特征在于，所述滑动环部分包括一对位于所述镜头壳体两侧的齿。
10.如权利要求8所述的镜头装置，其特征在于，所述连接面的多个槽是位于所述镜头壳体外表面上的面向外的槽，且所述滑动环部分包括多个面向内的齿。
11.如权利要求8所述的镜头装置，其特征在于，所述连接面的槽的数目大于所述滑动环部分的齿的数目。
12.如权利要求8所述的镜头装置，其特征在于，所述聚焦环可以沿轴向方向朝所述镜头座部件移动和远离所述镜头座部件，其中所述聚焦环的滑动环部分的齿与所述镜头壳体的连接面的槽啮合。
13.如权利要求12所述的镜头装置，其特征在于，所述槽和所述齿沿轴向方向定位。
14.如权利要求8所述的镜头装置，其特征在于，还包括位于安装在基片上的传感器壳体中的传感器，和用于使所述镜头座部件与所述传感器壳体对准的装置。
15.如权利要求14所述的镜头装置，其特征在于，还包括用于将所述镜头座部件连接于所述基片从而使所述镜头座部件相对于所述传感器壳体沿轴向方向运动的装置。
16.如权利要求8所述的镜头装置，其特征在于，所述齿远离在完全收缩位置使镜头朝所述镜头座部件移动的转动方向地倾斜，从而在所述镜头到达完全收缩位置之后有利于所述齿从所述槽滑出。
17.一种镜头装置，包括基片、位于安装在基片上的传感器壳体中的传感器、以及位于镜头壳体中的镜头，其特征在于，镜头装置还包括连接于所述镜头的镜头座部件；用于使所述镜头座部件与安装在所述基片上的传感器壳体对准的装置；以及用于使所述镜头座部件连接于所述基片从而使镜头座本体可以朝所述传感器壳体和远离传感器壳体运动的装置。
18.如权利要求17所述的镜头装置，其特征在于，所述镜头座部件螺纹连接于所述镜头壳体，从而可以相对于所述镜头座部件调节镜头壳体的位置。
19.如权利要求17所述的镜头装置，其特征在于，所述镜头座本体保持所述传感器和镜头之间的间隙，且当镜头焦点对准时不接触所述基片。
20.如权利要求17所述的镜头装置，其特征在于，还包括聚焦环，该聚焦环包括与镜头壳体的连接面连接的滑动环部分，所述滑动环部分包括多个齿，这些齿位于柔性滑动环支架上且与所述连接面上的槽啮合，从而转动镜头壳体以沿轴向方向相对于镜头座部件在完全伸展位置和完全收缩位置之间调节镜头的位置，其中在完全伸展位置所述镜头离所述镜头座部件最远，在完全收缩位置所述镜头离所述镜头座部件最近，在所述镜头到达完全收缩位置之后，当所述聚焦环沿着朝所述镜头座部件移动镜头的方向转动时，所述柔性滑动环支架可以使齿从镜头壳体的连接面的槽滑出并且松脱。
专利摘要本实用新型涉及一种用于将镜头安装在基片上的镜头安装装置，基片具有安装在基片上的传感器壳体中的传感器。该装置包括镜头座部件，镜头座部件包括连接于镜头的镜头座本体，镜头座本体包括用于使镜头座本体与安装在基片上的传感器壳体对准的定位元件，镜头座部件包括柔性安装元件，柔性安装元件制作成连接于基片并允许镜头座本体朝传感器壳体和远离传感器壳体运动。该装置允许用户使镜头组完全接触传感器或壳体。一旦镜头组完全接触传感器，那么进一步转动聚焦环将导致聚焦环以类似于转矩扳手的方式相对于镜头壳体滑动并且松脱，从而避免施加过度作用力而损害镜头安装装置的镜头和其他部件。本实用新型还涉及一种镜头装置。
文档编号G02B7/02GK2569172SQ02238478
公开日2003年8月27日 申请日期2002年6月14日 优先权日2001年6月15日
发明者马克·泰勒, 万斯·A·普拉瑟, 马克·J·约翰逊, 阿里·穆阿耶尔 申请人:罗技欧洲公司