摄像设备的制作方法

本发明涉及摄像设备。

背景技术：

在以例如监控相机为代表的网络相机中，相机单元通过摄像元件拍摄通过镜头单元的入射光以获取图像。

在拍摄景深内的被摄体时，典型地获得处于良好摄像状态的图像，在拍摄景深外的被摄体时，典型地获得摄像状态恶化的图像。

特别地，当使用光圈处于打开状态的网络相机时，摄像屏幕的范围内的摄像画面范围容易落到景深外。于是，在监控使用方面，当诸如人脸的被摄体处于成像状态不良的范围内时，可能无法识别被摄体。在这样的情况下，能够通过缩窄光圈使景深变深。然而，在黑暗时段的监控中，存在如下情况：在光圈处于打开状态以便引入大量光的情况下使用网络相机。在这样的情况下，不能够缩窄光圈。尽管根据到被摄体的各距离可以安装多个监控相机以便在景深内拍摄被摄体，但是这增加了相机的数量。于是，需要相机自身实现深的景深。

响应于该需求，作为在光圈打开的状态下使景深变深的技术，存在如下的相机技术：该相机技术包括使摄像元件相对于镜头单元倾斜的俯仰功能，从而扩宽景深的范围。

然而，当摄像元件相对于镜头单元倾斜时，在倾斜单元周围产生间隙。

期望间隙被密封，以防止异物从间隙进入相机单元、出现在所拍摄的图像中。

不具有俯仰功能的一些现有的摄像设备包括布置在摄像元件和光学滤波器之间的密封构件，以便防止异物进入相机单元。

例如，日本特开2016-139763号公报讨论了通过密封树脂使密封玻璃和供摄像元件安装的框彼此粘接的结构。

然而，在实施了包括用于使摄像元件相对于镜头单元倾斜的俯仰功能的相机技术的摄像设备的情况下，通过摄像元件相对于镜头单元的倾斜，使倾斜单元周围的间隙的尺寸变化。于是，如果在日本特开2016-139763号公报中讨论的密封结构应用于包括俯仰功能的摄像设备，则当倾斜角度增大时间隙可能无法被密封。

技术实现要素：

根据本发明的一个方面，一种摄像设备，其包括：摄像元件，其被构造为将通过摄像透镜获得的像转换为电信号；摄像元件保持件，其被构造为保持所述摄像元件；基部构件，其被构造为能够倾斜支撑所述摄像元件保持件；驱动构件，其被构造为使所述摄像元件保持件倾斜以使所述摄像元件相对于与所述摄像透镜的光轴正交的面倾斜；以及密封构件，其被构造为密封所述基部构件与所述摄像元件保持件之间的间隙，其中，所述密封构件通过所述摄像元件保持件的倾斜而变形。

从以下参照附图对示例性实施方式的说明，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

图1是示出根据第一示例性实施方式的网络监控相机的分解立体图。

图2是示出安装到根据第一示例性实施方式的镜筒的摄像元件单元的立体图。

图3是示出根据第一示例性实施方式的镜筒和摄像元件单元的分解立体图。

图4a是示出根据第一示例性实施方式的摄像元件单元的立体图，图4b是示出根据第一示例性实施方式的摄像元件单元的截面图，图4c是示出根据第一示例性实施方式的摄像元件单元在摄像元件倾斜时的截面图。

图5是示出根据第二示例性实施方式的摄像元件单元的截面图。

图6是示出根据第三示例性实施方式的网络监控相机的分解立体图。

图7是示出根据第三示例性实施方式的摄像设备的分解立体图。

图8是示出根据第三示例性实施方式的摄像设备的立体图。

图9a是示出根据第三示例性实施方式的摄像设备的截面图，图9b是示出根据第三示例性实施方式的摄像设备在摄像元件倾斜时的截面图。

图10a是示出根据第四示例性实施方式的摄像设备的截面图，图10b是示出根据第四示例性实施方式的摄像设备在摄像元件倾斜时的截面图。

图11是示出从根据第四示例性实施方式的摄像设备移除了盖的状态的立体图。

图12是示出从根据第五示例性实施方式的摄像设备移除了盖的状态的立体图。

图13a是示出根据第六示例性实施方式的摄像设备的截面图，图13b是示出根据第六示例性实施方式的摄像设备在摄像元件倾斜时的截面图。

具体实施方式

以下参照附图说明本发明的一些示例性实施方式。

图1是作为摄像设备的示例的网络监控相机(在下文中，称为监控相机)的构造图。图2是示出安装到根据第一示例性实施方式的镜筒的摄像元件单元的立体图。图3是示出根据第一示例性实施方式的镜筒和摄像元件单元的分解立体图。

网络监控相机包括盖2、圆顶盖3、镜筒4、摄像元件单元5和平摇-俯仰转动单元(pan-tiltrotationunit)6。

盖2在中央处具有供圆顶盖3布置的开口并且与平摇-俯仰转动单元6一起形成壳体。

圆顶盖3具有半球形状并且覆盖镜筒4。圆顶盖3被保持并固定在盖2与平摇-俯仰转动单元6之间。

平摇-俯仰转动单元6以能够在平摇方向、俯仰方向和转动方向上转动的方式支撑供摄像元件单元5安装的镜筒4。平摇-俯仰转动单元6通过紧固螺钉1紧固于盖2。

镜筒4包括作为摄像透镜的固定组的透镜和移动组的透镜、前固定框7以及导杆15、16、19和20。镜筒4还包括透镜移动框10、光圈单元12、透镜固定框13、透镜移动框17、后固定框23等。

固定组的透镜和移动组的透镜包括在光轴方向上固定的固定透镜8、在光轴方向上移动以进行变倍率操作的变焦透镜9以及在光轴方向上固定的固定透镜14。固定组的透镜和移动组的透镜还包括在光轴方向上移动以进行聚焦操作的聚焦透镜18和在光轴方向上固定的固定透镜25。前固定框7保持固定透镜8。透镜移动框10保持变焦透镜9。透镜移动框10以能够在光轴方向上移动的方式被导杆15保持。通过导杆16和透镜移动框10的u形槽的接合来限制透镜移动框10绕着导杆15的转动。

齿条11在受到齿条弹簧(未示出)在光轴方向和转动方向上的施力的状态下固定于透镜移动框10，齿条11与步进马达22的螺纹部接合，并且通过螺纹部的转动与透镜移动框10在光轴方向上一起移动。

光圈单元12调节进入镜筒4的光量。光圈单元12通过螺钉(未示出)固定于透镜固定框13。

透镜固定框13保持固定透镜14。透镜移动框17保持聚焦透镜18。透镜框17以能够在光轴方向上移动的方式被导杆20支撑。通过导杆19和透镜移动框17的u形槽的接合来限制透镜移动框17绕着导杆20的转动。联接到透镜移动框17的齿条(未示出)在受到齿条弹簧(未示出)在光轴方向和转动方向上的施力的状态下固定到透镜移动框17，齿条与步进马达24的螺纹部接合，并且通过螺纹部的转动与透镜移动框17在光轴方向上一起移动。

后固定框23保持固定透镜25。前固定框7和透镜固定框13通过螺钉(未示出)固定于后固定框23。导杆15和20被固定成被保持在前固定框7与后固定框23之间。导杆16被固定成被保持在前固定框7与透镜固定框13之间。导杆19被固定成被保持在透镜固定框13与后固定框23之间。光遮断器21和26通过焊接固定于柔性印刷电路板(fpc，未示出)。fpc连接到光圈单元12、步进马达22、24、101、102以及光遮断器21、26，并且通过通电启动它们。

光遮断器21布置于透镜移动框10的移动区域，并且基于光遮断器21的输出和步进马达22的驱动脉冲数控制透镜移动框10的位置。光遮断器26布置于透镜移动框17的移动区域，并且基于光遮断器26的输出和步进马达24的驱动脉冲数控制透镜移动框17的位置。

接下来，说明光学滤波器驱动机构100。光学滤波器驱动机构100将红外截止滤波器107或白玻璃(dummyglass)108插入光路，或者将红外截止滤波器107或白玻璃108从光路撤回。在日间模式下光学滤波器驱动机构100将红外截止滤波器107插入光路，在夜间模式下光学滤波器驱动机构100将红外截止滤波器107从光路撤回并将白玻璃108插入光路。

滤波器保持框109保持白玻璃108，并且以能够在大致垂直于光轴的方向上移动的方式被固定于后固定框23的导杆105和106支撑。齿轮单元103与设置于过滤器保持框109的齿轮部接合，该齿轮单元103与通过螺钉111固定于后固定框23的步进马达101接合，并且过滤器保持框109在大致垂直于光轴的方向上被驱动。

过滤器保持框110保持红外截止过滤器107，并且以能够在大致垂直于光轴的方向上移动的方式被导杆105和106支撑。齿轮单元104与设置于过滤器保持框110的齿轮部接合，该齿轮单元104与通过螺钉112固定于后固定框23的步进马达102接合，并且过滤器保持框110在大致垂直于光轴的方向上被驱动。

接下来，参照图2至图4c说明摄像元件单元5。图4a是示出根据第一示例性实施方式的摄像元件单元5的立体图。图4b是示出根据第一示例性实施方式的摄像元件单元5的截面图。图4c是示出根据第一示例性实施方式的摄像元件单元5在摄像元件倾斜时的截面图。

摄像元件单元5包括俯仰基部501、密封构件502、摄像元件保持件503和摄像元件密封构件511。

用作基部构件的俯仰基部501通过螺钉(未示出)固定于后固定框23。摄像元件516将通过摄像透镜获得的像转换为电信号。摄像元件516被焊接到与摄像元件516电气连接的回路基板518，并且通过粘接剂(未示出)粘接到摄像元件金属片512。fpc517使回路基板518连接到变焦透镜9、聚焦透镜18、光圈单元12和光学滤波器驱动机构100的驱动回路基板(未示出)。

摄像元件保持件503能够相对于与光轴正交的面倾斜。在摄像元件保持件503的倾斜轴上布置了轴承504和507。此外，在摄像元件保持件503与轴承507之间布置了波形垫片505和轴承垫片506，并且通过波形垫片505和轴承垫片506在倾斜轴方向上对摄像元件保持件503施力。此外，摄像元件保持件503支撑摄像元件金属片512。以下说明的光学低通滤波器510和摄像元件密封构件511被依次插到摄像元件保持件503中。

用作第二密封构件的摄像元件密封构件511密封摄像元件保持件503与摄像元件516之间的间隙。通过利用紧固螺钉519将安装有摄像元件516和回路基板518的摄像元件金属片512固定到摄像元件保持件503，使摄像元件密封构件511被保持在摄像元件金属片512与摄像元件保持件503之间。

密封构件502密封摄像元件保持件503与俯仰基部501之间的间隙。密封构件502通过粘接固定到俯仰基部501，并且通过摄像元件保持件503被朝向俯仰基部501加压。密封构件502由诸如橡胶的弹性遮光材料形成并且通过摄像元件保持件503的倾斜而变形。

用作驱动构件的步进马达514固定于俯仰基部501，并且通过压装(indentation)等将蜗杆513固定到马达轴。涡轮一体地设置于摄像元件保持件503，并且与蜗杆513接合。步进马达514连接到fpc(未示出)，并且通过通电驱动和转动蜗杆513以使摄像元件保持件503和摄像元件516倾斜。拉伸弹簧515用于去除蜗杆513与涡轮之间的松动(backlash)，并且安装到俯仰基部501和摄像元件保持件503以产生沿拉伸方向的施力。

以如下方式确定摄像元件保持件503的最初倾斜基准位置：通过一体地设置于摄像元件保持件503的检测构件来检测固定于俯仰基部501的光遮断器的电压输出值，并且计算步进马达514的驱动脉冲数。

接下来，说明摄像元件保持件503的倾斜与密封构件502之间的关系。如图4b所示，当在摄像元件保持件503正交于光轴的状态下驱动步进马达514时，摄像元件保持件503如图4c所示地相对于与光轴正交的面倾斜。在图4b示出的状态下，密封构件502密封摄像元件保持件503与俯仰基部501之间的间隙。另外，同样在图4c示出的状态下，密封构件502变形以密封摄像元件保持件503与俯仰基部501之间的间隙。

如上所述，无论摄像元件保持件503的倾斜角度如何，密封构件502都密封摄像元件保持件503与俯仰基部501之间的间隙。这使得能够防止异物进入镜筒4和摄像元件单元5。此外，由于密封构件502由遮光材料形成，所以还能够防止不必要的光从摄像元件保持件503与俯仰基部501之间的间隙进入摄像元件516。

在本示例性实施方式中，步进马达被用作驱动构件。可选地，可以使用超声马达。

在本示例性实施方式中，密封构件502粘接到俯仰基部501。可选地，密封构件502可以粘接到摄像元件保持件503并且可以被倾斜基部501加压，这是因为对于密封构件502而言固定至俯仰基部501和摄像元件保持件503中的任一者就足够了。

以下参照图5说明根据第二示例性实施方式的摄像设备。图5是根据第二示例性实施方式的摄像元件单元5的截面图。除了密封构件200的形状之外，本示例性实施方式中的基本构造与第一示例性实施方式的基本构造相同。除了密封构件200之外，第二示例性实施方式的构造与第一示例性实施方式的构造相同，因而省略相同部件的说明。

密封构件200密封摄像元件保持件503与俯仰基部501之间的间隙。密封构件200通过粘接固定于俯仰基部501，并且通过摄像元件保持件503被朝向俯仰基部501加压。密封构件200由诸如橡胶的弹性遮光材料形成，并且具有波纹管形状(bellowsshape)。密封构件200通过摄像元件保持件503的倾斜而变形。

在第二示例性实施方式中，由于密封构件200具有波纹管形状，所以变得能够减少当摄像元件保持件503倾斜时与密封构件200的变形相关联的驱动负荷。此外，无论摄像元件保持件503的倾斜角度如何，密封构件200都密封摄像元件保持件503与俯仰基部501之间的间隙。这使得能够防止异物进入镜筒4和摄像元件单元5。此外，由于密封构件200由遮光材料形成，所以还能够防止不必要的光从摄像元件保持件503与俯仰基部501之间的间隙进入摄像元件516。

在本示例性实施方式中，密封构件200粘接到俯仰基部501。可选地，密封构件200可以粘接到摄像元件保持件503并且可以被俯仰基部501加压，这是因为对于密封构件200而言固定至俯仰基部501和摄像元件保持件503中的任一者就足够了。

以下参照图6和图7说明根据第三示例性实施方式的摄像设备。图6是示出根据第三示例性实施方式的网络监控相机(在下文中，称为监控相机)的分解立体图。图7是示出根据第三示例性实施方式的摄像设备的分解立体图。在第一示例性实施方式和第二示例性实施方式中，已说明了圆顶型网络相机。在第三示例性实施方式和之后的示例性实施方式中，说明了镜筒能够相对于摄像设备拆装的网络相机。

如图6所示，监控相机包括作为摄像设备的示例的相机主体600和安装到相机主体600的镜筒710。镜筒710可以相对于相机主体600拆装。

相机主体600包括俯仰基部30、光学滤波器驱动单元700、摄像元件单元60、上壳70和底壳80。

用作基部构件的俯仰基部30包括可以供镜筒710安装的安装单元32。安装单元32包括三个爪，并且安装单元32的三个爪与镜筒710的爪接合以将镜筒710固定到相机主体600。此外，摄像元件单元60固定于俯仰基部30。

光学滤波器驱动单元700将红外截止滤波器701或白玻璃702插入光路，或者将红外截止滤波器701或白玻璃702从光路撤回。在日间模式下光学滤波器驱动单元700将红外截止滤波器701插入光路，在夜间模式下光学滤波器驱动单元700将红外截止滤波器701从光路撤回并且将白玻璃702插入光路。滤波器保持框703保持红外截止滤波器701和白玻璃702。滤波器保持框703以能够在大致垂直于光轴的方向上移动的方式被固定于俯仰基部30的导杆704保持。通过导杆705与位于滤波器保持框703的u形槽的接合限制滤波器保持框703绕着导杆704的转动。齿条707在受到齿条弹簧(未示出)在转动方向和垂直于光轴的轴向上的施力的状态下固定于滤波器保持框架703，并且齿条707与步进马达706的螺纹部接合。通过螺纹部的转动使齿条707与滤波器保持框703在大致垂直于光轴的方向上一起移动。

上壳70和底壳80被构造为覆盖光学滤波器驱动单元700和摄像元件单元60。上壳70和底壳80均具有矩形形状，并且被紧固于俯仰基部30以形成相机主体600的壳体。

接下来，参照图7至图9b说明摄像元件单元60。图8是示出根据第三示例性实施方式的摄像设备的立体图。图9a是示出根据第三示例性实施方式的摄像设备的截面图。图9b是示出根据第三示例性实施方式的摄像设备在摄像元件倾斜时的截面图。

摄像元件单元60包括摄像元件保持件602和密封构件601。

摄像元件保持件602将摄像元件608保持为相对于与光轴正交的面能够倾斜。摄像元件608将通过摄像透镜获得的像转换为电信号。摄像元件608被焊接到与摄像元件608电气连接的回路基板609，并且通过粘接剂(未示出)粘接到摄像元件金属片607。安装有摄像元件608和回路基板609的摄像元件金属片607通过紧固螺钉610安装到摄像元件保持件602。此外，摄像元件保持件602一体地形成有转动轴620，转动轴620由俯仰基部30的支撑部31支撑。在转动轴620上布置有垫片603。此外，在转动轴620的一侧还布置有波形垫片604，并且波形垫片604向着转动轴620方向向对摄像元件保持件602施力。此外，保持光学低通滤波器606的光学低通滤波器保持件621插入摄像元件保持件602。

密封构件601密封摄像元件保持件602与俯仰基部30之间的间隙。密封构件601通过固定构件41和42固定于俯仰基部30，并且通过摄像元件保持件602被朝向俯仰基部30加压。密封构件601由诸如橡胶的弹性遮光材料形成，并且通过摄像元件保持件602的倾斜而变形。

用作驱动构件的步进马达612固定于俯仰基部30，并且蜗杆613通过压配等固定于马达轴。蜗轮一体地设置于摄像元件保持件602，并且与蜗杆613接合。步进马达612连接到fpc(未示出)，并且通过通电驱动和转动蜗杆613以使摄像元件保持件602和摄像元件608倾斜。拉伸弹簧605用于去除蜗杆613和蜗轮之间的松动，并且安装到俯仰基部30和摄像元件保持件602以产生沿拉伸方向的施力。

以如下方式确定摄像元件保持件602的最初俯仰基准位置：通过一体地设置于摄像元件保持件602的检测构件来检测固定于俯仰基部30的光遮断器的电压输出值，并且从检测结果计算步进马达612的驱动脉冲数。

接下来，说明摄像元件保持件602的倾斜与密封构件601之间的关系。如图9a所示，当在摄像元件保持件602正交于光轴的状态下驱动步进马达612时，摄像元件保持件602如图9b所示地相对于与光轴正交的面倾斜。在图9a示出的状态下，密封构件601密封摄像元件保持件602与俯仰基部30之间的间隙。另外，同样在图9b示出的状态下，密封构件601变形以密封摄像元件保持件602与俯仰基部30之间的间隙。

如上所述，无论摄像元件保持件602的倾斜角度如何，密封构件601都密封摄像元件保持件602与俯仰基部30之间的间隙。这使得能够防止异物进入相机单元。此外，由于密封构件601由遮光材料形成，所以能够防止不必要的光从摄像元件保持件602与俯仰基部30之间的间隙进入摄像元件608。

参照图10a、图10b和图11说明根据第四示例性实施方式的摄像设备。

图10a是示出根据第四示例性实施方式的摄像设备的截面图。图10b是示出根据第四示例性实施方式的摄像设备在摄像元件倾斜时的截面图。图11是在从根据第四示例性实施方式的摄像设备移除了盖的状态下的立体图。除了俯仰基部30之外，构造与第三示例性实施方式中的构造相同，因此省略构造的详细说明。

如图11所示，根据第四示例性实施方式的俯仰基部30包括作为连通部的示例的两个通气孔33。两个通气孔33均是在摄像元件保持件602的转动轴620的方向上直线延伸的直线状槽。两个通气孔33位于摄像元件保持件602的转动轴620上方。如图11所示，通气孔33允许密封构件601的内部和外部彼此连通。

当摄像元件保持件602从图10a中示出的状态向图10b中示出的状态倾斜时，密封构件601内部的容积减小。此时，密封构件601内部的空气通过通气孔33排出到外部。这使得能够通过与摄像元件608的倾斜相关的密封构件601的容积改变减小驱动负荷。

通气孔33可以设置于密封构件601。此外，可以对各通气孔33布置空气过滤器或粘接剂。这使得能够防止异物进入。

以下参照图12说明根据第五示例性实施方式的摄像设备。图12是从根据第五示例性实施方式的摄像设备移除了盖的状态的立体图。除了俯仰基部30之外，构造与第四示例性实施方式的构造相同，因此省略构造的详细说明。

如图12所示，根据第五示例性实施方式的俯仰基部30包括作为连通部的示例的两个通气孔34。两个通气孔34均包括弯折形状的弯折部。此外，两个通气孔34位于摄像元件保持件602的转动轴620的上方。

当摄像元件保持件602倾斜时，密封构件601内部的容积减小。此时，密封构件601内部的空气通过通气孔34排出到外部。这使得能够通过与摄像元件608的倾斜相关联的密封构件601的容积改变减小驱动负荷。此外，由于各通气孔34包括弯折形状，所以与通气孔34成直线地延伸的情况相比，能够防止异物进入。

以下参照图13a和图13b说明根据第六示例性实施方式的摄像设备。

图13a是示出根据第六示例性实施方式的摄像设备的截面图。图13b是根据第六示例性实施方式的摄像设备在摄像元件倾斜时的截面图。除了密封构件之外，构造与第三示例性实施方式的构造相同，因此省略构造的详细说明。

密封构件901密封摄像元件保持件602与俯仰基部30之间的间隙。密封构件901通过固定构件41和42固定于俯仰基部30，并且通过摄像元件保持件602被朝向俯仰基部30加压。密封构件901由诸如橡胶的弹性遮光材料形成，并且具有波纹管形状。密封构件901通过摄像元件保持件602的倾斜而变形。此外，密封构件901的在俯仰基部30侧的高度比在摄像元件保持件602侧的高度低。

如上所述，由于在第六示例性实施方式中密封构件901具有波纹管形状，所以能够在摄像元件保持件602倾斜时减小与密封构件901的变形相关联的驱动负荷。此外，无论摄像元件保持件602的倾斜角度如何，密封构件901都密封摄像元件保持件602与俯仰基部30之间的间隙。于是，能够防止异物进入镜筒和摄像设备。此外，由于密封构件901由遮光材料形成，所以还能够减少不必要的光从摄像元件保持件602与俯仰基部30之间的间隙进入摄像元件608。

此外，由于密封构件901的在俯仰基部30侧的高度比在摄像元件保持件602侧的高度低，所以能够进一步在摄像元件保持件602倾斜时减小与密封构件901的变形相关联的驱动负荷。

本发明的构造不限于在各示例性实施方式中例示出的构造，并且可以在不脱离本发明的范围的情况下对材料、形状、尺寸、形式、数量、安装位置等作出适当地变型。

虽然已经参照示例性实施方式说明了本发明，但是应当理解，本发明不限于公开的示例性实施方式。权利要求书的范围应符合最宽泛的解释，以包含所有这样的变形、等同结构和功能。