专利名称：成像装置和板簧的制作方法
技术领域：
本发明涉及成像装置和板簧。
背景技术：
诸如保安摄像机等成像装置用于取得周围环境的图片，但是却具有固定的安装位置。因此，根据通过保安摄像机中安装的镜头能够被拍摄的范围与由用户通过使用保安摄像机要拍摄的位置之间的关系，成像装置的镜头期望水平和竖直移动。此外，镜头的水平移动指的是沿摇摄方向(pan direction)的移动，镜头的竖直移动指的是沿俯仰方向(tilt direction)方向的移动。保安摄像机通常由镜头体或包括镜头和支撑构件的构件组成，所述支撑构件用于支撑镜头体并将主体固定到房间内的天花板等。在这种情况下，镜头体可以相对于支撑构件在摇摄和俯仰方向上移动。
发明内容
通过球接头、万向节等将现有的镜头体在摇摄和俯仰方向上定位。但是，上述机构具有复杂的结构，并且需要大的空间用于安装组成部分。此外，上述结构需要大量螺钉用于安装组成部分。因此，很难实现成像装置制造中的尺寸减小和成本降低。期望提供卓越和改进的成像装置和可以实现整体尺寸减小的板簧，并且期望用简单的构造来改变镜头的方向并固定镜头的位置。根据本发明的实施例，提供了成像装置，其包括镜头壳体，镜头安装在所述镜头壳体上；圆柱形构件，其具有与镜头壳体的旋转轴一致的中心轴，并且所述圆柱形构件形成于镜头壳体的侧面上，旋转轴在俯仰方向上延伸，所述俯仰方向作为与水平方向垂直的面内方向；基底，其支撑镜头壳体以使得镜头壳体能沿俯仰方向转动；和板簧，其固定到基底，并且板簧通过弹性力将圆柱形构件的圆周表面朝向基底按压。板簧可以具有第一弯曲部分，所述第一弯曲部分将圆柱形构件的圆周表面朝向基底按压。板簧还可以具有板状插入部分，并且基底可以具有第一开口，所述第一开口适合于接收插入到第一开口中的插入部分，以固定板簧。成像装置还可以包括盖，所述盖允许镜头暴露，并且覆盖镜头壳体、圆柱形构件、 基底和板簧；板簧可以通过弹性力将盖固定到基底。盖可以沿俯仰方向能转动地支撑镜头壳体。板簧可以具有将盖固定到基底的第二弯曲部分。盖可以具有第二开口和引导部分，所述第二开口适合于接收插入到第二开口中的板簧，所述引导部分将板簧引导至第二开口。根据本发明的另一实施例，提供了板簧，其包括第一弹簧部分，其通过弹性力将圆柱形构件的圆周表面朝向支撑镜头壳体的基底按压，圆柱形构件形成于镜头壳体的侧表面上，镜头安装在镜头壳体上；和第二弹簧部分，其通过弹性力将盖固定到基底，盖在使得镜头暴露的同时覆盖镜头壳体、圆柱形构件和基底。板簧还可以包括板状插入部分，所述板状插入部分插入到形成于基底中的第一开口中。上面描述的本发明可以减小装置整体的尺寸，并用简单构造来改变和固定镜头的方向和位置。
图1是根据本发明的实施例的保安摄像机的立体图；图2是根据实施例的保安摄像机的侧视图；图3是去除外盖的、根据实施例的保安摄像机的立体图；图4是图3中所示的保安摄像机的分解立体图；图5是图3中所示的保安摄像机的分解侧视图；图6是图3中所示的保安摄像机的分解侧视图；图7是去除外盖的、根据实施例的保安摄像机的分解立体图；图8是镜头体的分解立体图；图9是摇摄板簧的俯视图；图10是摇摄板簧的侧视图；图11是俯仰板簧的俯视图；图12是俯仰板簧的侧视图；图13是俯仰板簧的侧视图；图14是外盖的立体图；图15是外盖的仰视图；和图16是图6的局部放大视图，示出俯仰板簧保持镜头壳体的突起部分的状态。
具体实施例方式将在下文中参考附图详细描述本发明的优选实施例。此外，在本说明书和附图中， 具有基本相同功能构造的组成元件用相同的附图标记表示，并省略其重复说明。以下列顺序进行描述。1.实施例中的构造2.实施例中的组装方法3.实施例中的调节方法<1.实施例中的构造〉首先对根据本发明的实施例的保安摄像机100进行描述。保安摄像机100固定到水平面(例如，房间的天花板等)。保安摄像机100取得周围环境的图片作为移动图像或静态图像。如图1和2所示，保安摄像机100的镜头108c可以沿水平和竖直方向手动移动。此外，镜头108c的水平移动指的是沿摇摄方向的移动，镜头 108c的竖直移动指的是沿俯仰方向的移动。调节在保安摄像机100中安装的镜头108c的位置可以通过保安摄像机100拍摄使用者要拍摄的位置的图像，而不用考虑通过镜头108c能够被拍摄的范围。保安摄像机100包括由外盖107覆盖的镜头体101 ；由外盖109覆盖的下壳体103 ； 和电路板104，在所述电路板104上安装操作保安摄像机100所需的电子部件(例如，电路)。参考图7，镜头体101由基底105和镜头壳体108组成。首先对镜头体101进行描述。基底105例如由合成树脂制成。参考图8，镜头壳体支撑部分10 支撑镜头壳体 108，使得镜头壳体108可以沿俯仰方向转动。镜头壳体支撑部分10 具有圆周表面，该圆周表面与镜头壳体108的滑动部分108a的圆周表面相对应。以这种方式，镜头壳体108 可以沿俯仰方向平滑地移动。基底105放置在三个突起部分103a上，并且基底105在突起部分103a上沿摇摄方向旋转。此外，基底105支撑镜头壳体108，以使得镜头壳体108可以沿摇摄方向转动。此外，基底105具有形成圆柱形的外周部分10fe。通过摇摄板簧(pan plate spring) 102将外周部分10 朝向壳体103侧按压。镜头壳体108例如由合成树脂制成。此外，镜头108c安装在镜头壳体108上。 CCD (电荷耦合器件)成像元件或CMOS (互补金属氧化物半导体)成像元件或其他电子部件安装在镜头壳体108内；但是，在图中省略其表示。CCD成像元件或CMOS成像元件适合于将通过镜头108c的光聚焦为图像，并使该图像受到光电转换以产生信号。镜头壳体108在其侧面上形成有突起部分108b。突起部分108b是圆柱形构件的示例，并且具有与镜头壳体 108的俯仰方向旋转轴一致的中心轴。镜头壳体108可以在基底105上沿俯仰方向转动。俯仰板簧106例如由金属制成。俯仰板簧106固定到基底105，并且通过弹性力将镜头壳体108的突起部分108b的圆周表面朝向基底105按压。俯仰板簧106通过弹性力将外盖107固定到基底105。俯仰板簧106包括弯曲部分106a、106b和插入部分106c。弯曲部分106a是第一弯曲部分的示例，并且通过板簧的弹性力将突起部分108b的圆周面朝向基底105按压。弯曲部分106b是第二弯曲部分的示例。此外，弯曲部分106b被插入外盖107的相应固定孔 107a中，以通过板簧的弹性力将外盖107固定到基底105。插入部分106c形成为板状。此夕卜，插入部分106c在弯曲部分106a侧上形成有插入侧端部，并且插入基底105的插入孔 105c中。因此，俯仰板簧106固定到基底105。摇摄板簧102例如由金属制成。此外，板簧102通过弹性力将基底105朝向下壳体103按压。摇摄板簧102包括弹簧部分102c、圆形部分102d和保持部分10加。圆形部分102d是薄板并且具有环形。基底105插入圆形部分102d的内周中。因为圆形部分102d 在其内周上形成有切口部分102f，所以弹簧部分102c具有适当的弹性力、并且通过弹性力按压基底105的外周部分10fe。通过从圆形部分102d的外周弯曲来形成保持部分10 ， 并且保持部分10 保持相应的突起部分103a。在组装保安摄像机100的状态下，通过摇摄板簧102将镜头体101向下壳体103 的突起部分103a按压，所述下壳体103用作保安摄像机100的底架。将镜头体101的基底 105的外周部分10 放置在形成于下壳体103上的突起部分103a的各切口部分103aA上， 从而对基底105进行定位。此外，突起部分103a在其上表面上具有圆柱形肋103aB，并且在其侧面上具有方形肋103aC。
摇摄板簧102具有定位孔10 和方形孔102b。定位孔10 确定摇摄板簧102的位置。方形孔102b适合于固定摇摄板簧102。此外，每个弹簧部分102c都具有上述形状以按压镜头体101，每个所述弹簧部分102c都通过相应的切口部分102f各自形成在摇摄板簧 102的内侧。外盖107覆盖镜头体101。外盖107形成有镜头开口部分107b。镜头开口部分 107b在镜头108c的俯仰方向移动范围内在外盖107上开口，以使得镜头108c可以暴露。 如图14和15所示，镜头壳体支撑部分107c形成在外盖107内。镜头壳体支撑部分107c 具有圆形表面，该圆形表面与镜头壳体108的滑动部分108a的圆形表面相对应。以这种方式，镜头壳体108可以沿俯仰方向平滑地移动。此外，引导部分107e和限制部分107d设置在外盖107内。当外盖107固定到基底105时，引导部分107e与俯仰板簧106的相应弯曲部分106b接触。当与引导部分107e 接触时，弯曲部分106b被引导至外盖107的相应固定孔107a。当外盖107固定到基底105 时，限制部分107d与俯仰板簧106的弯曲部分106b的相应侧面接触。限制部分107d对弯曲部分106b的外扩进行限制。以这种方式，引导部分107e和限制部分107d将俯仰板簧 106的弯曲部分106b平滑地引导至外盖107的相应固定孔107a中。<2.实施例中的组装方法〉然后对本实施例中的保安摄像机100的组装方法进行描述。电路板104安装在下壳体103上。通过未示出的单个螺钉和如图4中所示形成于下壳体103上的钩10 来固定电路板104。镜头体101的基底105置于形成在下壳体103的突起部分103a上的切口部分 103aA 上。然后覆盖俯仰板簧102以保持基底105。此外，定位孔10 与相应圆柱形肋103aB 对准，如图7所示。因此，确定了摇摄板簧102的位置。此外，对摇摄板簧102进行按压，使得方形孔102b配合到相应肋103aC，如图7所示。在这种状态下，摇摄板簧102通过形成于摇摄板簧102内的三个弹簧部分102c来保持基底105。弹簧部分102c具有悬臂薄板簧的功能。因此，借助于三个弹簧部分102c将基底105向下壳体103的切口部分103aA按压。存在多个增大或减小实施例中的摇摄板簧102的弹性力的方法。这些方法具有易于调节弹性力的大小的优点。增大或减小弹性力的方法的示例包括增大或减小摇摄板簧 102的厚度的方法、增大或减小板簧的材料硬度的方法、增大或减小弹簧部分102c的尺寸的方法、以及增大或减小基底105的外周部分10 的厚度的方法。通过本实施例中的摇摄板簧102的形状，以近似相等的间隔设置在圆形部分102d 的外周上的三个保持部分10 与下壳体103的相应肋103aC配合。因此，弹簧部分102c 的弹性力施加到三个保持部分10 的方形孔102b。因此，通过使得弹簧部分102c靠近相应的方形孔102b而引起的弹性力，方形孔102b分别受到沿着使摇摄板簧102从下壳体103 脱离的方向的力。但是，因为三个保持部分10 通过圆形部分102d彼此连接，所以上述力彼此牵制。因此，摇摄板簧102将不会从下壳体103脱开。因此，不需要通过螺钉等将摇摄板簧102固定到下壳体103。此外，通过上述构造和形状的摇摄板簧102，用于使镜头体101沿摇摄方向(图1 中的箭头方向)转动的机构只具有基底105和摇摄板簧102，基底105的形状使得镜头壳体108不在基底105上沿摇摄方向滑动。因此，与通常的方法不同，不需要复杂的机构，不需要螺钉等来固定摇摄板簧102。因此，保安摄像机100可以实现节省空间。镜头壳体108放置在基底105上。镜头壳体108在两个侧表面上形成有滑动部分 108ao滑动部分108a使镜头壳体108沿俯仰方向转动。基底105形成有镜头壳体支撑部分10 ，使所述镜头壳体支撑部分10 形成接收相应的滑动部分108a的形状。然后在弯曲部分106a保持镜头壳体108的突起部分108b的状态下，将俯仰板簧 106插入图8中所示基底105的插入孔105c中。此外，还在图8中未示出的相反表面侧上， 将俯仰板簧106类似地插入在基底105中。在这种状态下，镜头壳体108和基底105通过俯仰板簧106彼此结合。因为弯曲部分106a保持镜头壳体108的突起部分108b，所以支撑弯曲部分106a的薄板部分用作悬臂薄板簧。当镜头壳体108根据滑动部分108a而转动时，薄板簧的弹性力用作载荷。结果， 俯仰板簧106的弹性力用作适合于沿俯仰方向将镜头108c保持在位置上的力。此外，如果滑动部分108a和突起部分108b形成为彼此分开，则存在如下优点。与俯仰板簧106的接触会损坏镜头壳体108的突起部分108b。即使在这样的情况下，沿俯仰方向的滑动表面是滑动部分108a的表面，滑动部分108a不同于和俯仰板簧106接触的突起部分108b。因此，可以维持沿俯仰方向的移动。具有更大直径的滑动部分108a可以使沿滑动方向的移动稳定。具有较小直径的突起部分108b可以减小俯仰板簧106的尺寸。存在多个增大或减小本实施例中的俯仰板簧106的弹性力的方法。这些方法具有易于调节弹性力的大小的优点。增大或减小弹性力的方法的示例包括增大或减小俯仰板簧 106的厚度的方法、增大或减小板簧的材料硬度的方法、增大或减小弯曲部分106a的弯曲角度的方法、和增大或减小镜头壳体108的突起部分108b的直径的方法。俯仰板簧106沿着与安装期间的竖直方向垂直的方向插入。俯仰板簧106将镜头壳体108朝向基底105 —侧按压。因此，俯仰板簧106将不会沿安装期间的竖直方向脱离。 另一方面，可以容易地在插入方向上移除俯仰板簧106。俯仰板簧106的另一弯曲部分106b也是如此，使得支撑弯曲部分106b的薄板部分用作板簧。弯曲部分106b插入在外盖107的固定孔107a中。以这种方式，外盖107与基底105结合在一起。俯仰板簧106插入固定孔107a的方向也垂直于安装期间的竖直方向。采用上述构造，俯仰板簧106通过被保持在基底105和外盖107之间而得到固定。 因此，不需要通过螺钉等来固定俯仰板簧106。如上所述，只要通过按顺序使下壳体103、电路板104、镜头体101和摇摄板簧102 重叠，可以容易地组装保安摄像机100。<3.实施例中的调节方法〉对本实施例中的保安摄像机100的镜头108c的调节方法进行描述。[摇摄方向]如果要在图1的箭头指示的摇摄方向上手动转动镜头体101，则摇摄板簧102的弹簧部分102c充当载荷。如果通过等于或大于该载荷的力来转动镜头体101并且当镜头 108c面向所需方向时手从镜头体101释放开，则镜头108c停在该位置。在这种状态下镜头体101的保持力与摇摄板簧102的弹簧部分102c的弹性力相对应。
通过如上所述简单的多个方法增大或减小弹性力。在实施例中，弹性力经研究作为镜头体101的转矩，并且设置成50到lOONmm。根据镜头体101的重量、尺寸等来确定这个值。因此，存在多个增大或减小弹性力的方法这一事实对于产品的商业化非常有用。[俯仰方向]如果要在图2的箭头指示的俯仰方向上手动转动镜头体101，则俯仰板簧106的弯曲部分106a的弹性力充当载荷。如果通过等于或大于该载荷的力来转动镜头体101并且当镜头108c面向所需方向时手从镜头体101释放开，则镜头108c停在该位置。在这种状态下用于保持镜头体101的力与俯仰板簧106的弯曲部分106a的弹性力相对应。通过如上所述简单的多个方法增大或减小弹性力。在实施例中，弹性力经研究作为镜头体101的转矩，并且设置成10到40Nmm。根据镜头体101的重量、尺寸等来确定这个值。因此，存在多个增大或减小弹性力的方法这一事实对于产品的商业化非常有用。根据上述实施例，这样的保安摄像机100使得用于使镜头108c沿俯仰和摇摄方向上移动的机构并没有大的组成部分，并且可以通过与现有保安摄像机相比少量的组成部分来实现所述机构。此外，保安摄像机100不需要紧固螺钉，并且只通过从一个方向将组成部分重叠来组装，比之前更容易组装。结果，本发明可以实现成本降低和尺寸减小的保安摄像机。本申请包含与2010年10月27日递交于日本特许厅的日本在先专利申请JP 2010-241255中公开的内容相关的主题，该专利申请的全部内容通过引用结合于此。本领域技术人员应当理解，只要在权利要求书或等价的范围内，根据设计需求和其他因素，可以产生各种修改、组合、变形和替换。
权利要求
1.一种成像装置，其包括镜头壳体，镜头安装在所述镜头壳体上；圆柱形构件，其具有与所述镜头壳体的旋转轴一致的中心轴，并且所述圆柱形构件形成于所述镜头壳体的侧面上，所述旋转轴沿俯仰方向延伸，所述俯仰方向作为与水平方向垂直的面内方向；基底，其支撑所述镜头壳体以使得所述镜头壳体能沿所述俯仰方向转动；以及板簧，其固定到所述基底，并且所述板簧通过弹性力将所述圆柱形构件的圆周表面朝向所述基底按压。
2.根据权利要求1所述的成像装置，其中，所述板簧具有第一弯曲部分，所述第一弯曲部分将所述圆柱形构件的圆周表面朝向所述基底按压。
3.根据权利要求1所述的成像装置，其中， 所述板簧还具有板状插入部分，并且所述基底具有第一开口，所述第一开口适合于接收插入到所述第一开口中的插入部分，以固定所述板簧。
4.根据权利要求1所述的成像装置，还包括盖，其允许所述镜头暴露，并且覆盖所述镜头壳体、所述圆柱形构件、所述基底和所述板簧；其中，所述板簧通过弹性力将所述盖固定到所述基底。
5.根据权利要求4所述的成像装置，其中，所述盖沿所述俯仰方向能转动地支撑所述镜头壳体。
6.根据权利要求4所述的成像装置，其中，所述板簧具有将所述盖固定到所述基底的第二弯曲部分。
7 根据权利要求4所述的成像装置，其中，所述盖具有第二开口和引导部分，所述第二开口适合于接收插入到所述第二开口中的所述板簧，所述引导部分将所述板簧引导至所述第二开口。
8.一种板簧，其包括第一弹簧部分，其通过弹性力将圆柱形构件的圆周表面朝向对镜头壳体进行支撑的基底按压，所述圆柱形构件形成于所述镜头壳体的侧面上，镜头安装在所述镜头壳体上；以及第二弹簧部分，其通过弹性力将盖固定到所述基底，所述盖在使得所述镜头暴露的同时覆盖所述镜头壳体、所述圆柱形构件和所述基底。
9.根据权利要求8所述的板簧，还包括板状插入部分，其插入到形成于所述基底中的第一开口中。
全文摘要
本发明涉及成像装置和板簧。本发明中公开的成像装置包括镜头壳体，镜头安装在所述镜头壳体上；圆柱形构件，其具有与镜头壳体的旋转轴一致的中心轴，并且所述圆柱形构件形成于镜头壳体的侧面上，旋转轴在俯仰方向上延伸，所述俯仰方向作为与水平方向垂直的面内方向；基底，其支撑镜头以使得镜头能沿俯仰方向上转动；和板簧，其固定到基底，并且板簧通过弹性力将圆柱形构件的圆周表面朝向基底按压。
文档编号G03B17/02GK102455571SQ20111033048
公开日2012年5月16日 申请日期2011年10月20日 优先权日2010年10月27日
发明者向井孝德 申请人:索尼公司