改进的运动型摄像机的制作方法

用于工业发明的本专利申请涉及一种改进的运动型摄像机。

背景技术：

运动型摄像机已被熟知并且一般应用在运动(例如滑雪、冲浪、滑雪板、山地自行车、越野摩托车等)的过程中。这些运动型摄像机固定到移动主体(例如自行车或摩托车把手、滑雪靴、滑雪板头盔等)上，从而允许使用者在不需要用手拿住摄像机的情况下记录视频。

具体地，类似的运动型摄像机包含：

-摄像机主体；

-上述摄像机主体的外壳；

-基础支撑件，其用于支撑所述外壳并且固定到移动主体。

该摄像机主体包含至少一个光学元件，该外壳包含对应于该光学元件的透明部，从而该光学元件能够在被外壳的透明部所保护的同时进行拍摄。

在大多数情况下，用于保护摄像机主体的该外壳具有密封件从而使相机主体防水。

一般来讲，该外壳由塑料材料制成，并且其内部具有一种形状，该形状允许该外壳正好接收摄像机主体而没有空隙。一般地，该摄像机主体具有平行六面体形状并且具有多个相垂直的面，这些面通过角部相互连接。外壳的壁部具有恒定的厚度。外壳的外部具有多个相垂直的面，这些面通过圆角相互连接，从而在意外震动的情况下防止危险部分的产生。

这样的外壳的该平行六面体形状的缺点是：

-具有一定数量的过度圆或不够圆的角部，这在使用者身体与外壳之间强烈碰撞时是危险的；

-具有一定数量的扁平面，其降低了外壳的空气动力学和流体动力学特性，这在与冲浪板碰撞、轰鸣声等情况下能够损害运动型摄像机的完整性，从而导致运动型摄像机从其固定的主体上分离，在更糟的情况下，损坏外壳或包含在外壳中的摄像机主体。

外壳的差劲的空气动力学和流体动力学特性能够影响摄像机主体的正确位置。事实上，摄像机主体通过调节和锁止元件而固定到基础支撑件。在运动型摄像机以高速流过流体(空气或水)时，该调节和锁止元件受到流体(空气或水)的压力。不可避免地，这样的流体的压力能够使该调节和锁止元件受力，该调节和锁止元件可能会失效。另外，调节和锁止元件上的不可避免的力生成一个角转矩，该角转矩产生了调节和锁止元件的旋转，这使得摄像机主体失去其相对于基础支撑件的正确位置，从而影响了摄像机主体的正确取向。

这些运动型摄像机还受到另外一个缺点的影响，即，如果有电子设备(例如外接电池、障碍物探测传感器、环境数据探测传感器、GPS系统、无线通信系统等)，其设置在外壳外部并且通过连接元件而连接至运动型摄像机。因此，所述电子设备增加了运动型摄像机的体积，在与使用者发生强烈碰撞时是危险的，并且容易产生磨损。

EP2353940A1公开了一种视觉系统，包括：

-基础支撑件，其适于固定到车辆上；

-光学元件，其连接至第一静止壳体，该第一静止壳体固定到该基础支撑件，以及

-外壳，其可旋转地连接至该基础支撑件。

外壳包含连接至基础支撑件的盘、圆柱管和盖子，其形成了空腔，光学元件设置在该空腔中。

盖的边缘具有尖锐角(在轴向剖面中具有90度角)，这是危险的。

光学元件连接至基础支撑件。因此，在固定到视觉系统后，使用者不能调节光学元件的位置。

DE202006017665U1公开了一种运动型摄像机，其包含一个光学元件的壳体，其具有尖锐角(在轴向剖面中具有90度角)，这是非常危险的。另外，这样的运动型摄像机仅仅包含一个光学元件，因此其不能进行3D拍摄。

技术实现要素：

本发明的目的是消除现有技术的缺点，通过公开一种空气动力学、流体动力学和抗震的运动型摄像机，该运动型摄像机对于使用者来说是安全和可靠的。

本发明的另一个目的是提供一种通用的、实用的、功能性的、灵活多变的运动型摄像机，该运动型摄像机适于集成多个功能，而不会损害其可靠性和空气动力学特性，也不会损害其可用性和人类工程学特性。

本发明的另一个目的是公开一种运动型摄像机，其能够改变其拍摄模式，同时从不同角度和/或以3D模式进行拍摄。

本发明的运动型摄像机包含：

-基础支撑件，其适于固定到将要移动的主体上；

-外壳，其可拆卸地连接至基础支撑件；所述外壳包含基础盘和至少部分透明的盖，该盖固定到基础盘上从而形成空腔，该空腔以所述基础盘和所述盖为边界；

-至少一个摄像机主体，其包含至少一个光学元件，该光学元件具有光轴；所述至少一个光学元件设置在该外壳的所述空腔内，并且安装在该外壳的所述基础盘上；和

-连接元件，其将该外壳连接至该基础支撑件从而使得所述外壳相对于所述基础支撑件围绕轴旋转，该轴垂直于该外壳的该基础盘。

该运动型摄像机还包含驱动元件，其设置在该盖的所述空腔内，并且安装在该盖的所述基础盘上，从而驱动所述至少一个光学元件。

该盖的形状为大地水准面(geoid)的一部分，大地水准面在大约50度-60度的纬线的位置被切断，从而该盖包含基本上平的上表面，和弯曲成像旋转的椭球的一部分一样的侧表面，从而避免尖锐角，并且在所述至少一个光学元件的任何位置，所述至少一个光学元件的光轴总是垂直于盖的切线，该切线穿过该光轴切断该盖的点，从而最小化由该盖导致的衍射的风险。

附图说明

为了清楚，根据本发明的运动型摄像机继续参考附图进行说明，其仅仅是出于示例的目的，而非限制的意义，其中：

图1是本发明的运动型摄像机的俯视立体分解图；

图2是本发明的运动型摄像机的仰视立体分解图；

图3是图1的运动型摄像机的外壳的俯视立体图，其中该外壳的盖的一部分被移除，从而示出盖的光学元件；

图4是本发明的运动型摄像机的第二实施例的立体分解图；

图5是图4的运动型摄像机的两个模块的立体图，其中，每个模块都以与图4不同的角度而示出。

具体实施方式

图1和图2示出了本发明的运动型摄像机，其一般由附图标记(1)所表示。

运动型摄像机(1)包含基础支撑件(2)和外壳(3)，外壳(3)可拆卸地连接至基础支撑件(2)。基础支撑件(2)适于固定在将要移动的主体上，例如头盔、把手、滑雪靴等，在下文将其定义为移动主体。

所述基础支撑件(2)包含：

-静止支撑元件(21)，其固定到移动主体；和

-移动支撑元件(22)，其可拆卸地连接到静止支撑元件(21)。

静止支撑元件(21)具有盘形板的形状。移动支撑元件(22)具有矩形板的形状。

静止支撑元件(21)包含凹陷壳体(S)，其收纳移动支撑元件(22)从而移动支撑元件(22)与静止支撑元件(21)相持平。

凹陷壳体(S)横向地具有鸠尾榫轮廓并且以横壁(P1)、底壁(P2)和两个纵向侧壁(P3、P4)为边界，纵向侧壁相对于底壁(P2)以锐角而倾斜。

由此，通过使移动支撑元件(22)滑入凹陷壳体(S)中，所述移动支撑元件(22)能够插入到静止支撑元件(21)的所述凹陷壳体(S)中。

凹陷壳体(S)的纵向侧壁(P3、P4)能够相对于底壁(P2)以直角或钝角而倾斜，并且在这种情况下，移动支撑元件(22)从上方向下插入并嵌入到凹陷壳体(S)中。

运动型摄像机(1)的基础支撑件(2)包含连接/分离元件(23、24)，其用于连接/分离移动支撑元件(22)与静止支撑元件(21)。连接/分离元件(23、24)有利地包含两个销(23)和两个孔(24)，该销(23)接合到移动支撑元件(22)，该孔(24)位于凹陷壳体(S)的侧壁(P1)上。以这样的方式，移动支撑元件的销(23)与静止支撑元件的凹陷壳体(S)的孔(24)相结合。

参考附图，运动型摄像机(1)的外壳(3)包含：

-基础盘(31)；和

-盖(32)，其由至少部分透明的材料制成，并且固定到基础盘(31)，从而限定出由所述基础盘(31)和所述盖(32)所限定的空腔(32a)。

参考图3，运动型摄像机(1)还包含摄像机主体，其由基础盘(31)所支撑，并且被收纳在外壳(3)的空腔(32a)内。摄像机主体包含两个光学元件(33)，光学元件(33)被安装为能够相对于基础支撑件而移动从而确定方向。光学元件(31)具有在相同平面上的光轴(A)，该平面垂直于外壳的基础盘(31)。光学元件(33)相对于旋转轴(X1、X2)可旋转地安装，旋转轴(X1、X2)平行于外壳的基础盘(31)并且互相平行。

盖(32)可以仅在光轴(A)所处平面周围的中央细条中由透明材料制成。

运动型摄像机包含驱动元件(M)，其用于驱动运动型摄像机的每个光学元件(33)，从而改变其取向。

所述驱动元件(M)允许所述两个光学元件(33)处于三种不同位置：

-第一位置，其中，所述两个光学元件(33)具有交叉的光轴(A)(请见图3)；在此情况下，运动型摄像机能够以两个不同的方向来拍摄(例如，相对于移动方向的前方和后方)；

-第二位置，其中，两个光学元件(33)具有平行的光轴(A)，光轴(A)垂直于基础盘(31)；在此情况下，运动型摄像机能够根据垂直于基础盘(31)的方向而进行3D拍摄；

-第三位置，其中，两个光学元件(33)具有交叉的光轴(A)，光轴(A)在关联点(point of incidence)相互关联(incident)；在此情况下，运动型摄像机能够进行3D拍摄，相对于第二位置而言突出了立体效果。

必须注意的是，虽然附图仅仅展示了两个光学元件(33)，但是运动型摄像机能够包含多个光学元件(33)，其能够移动从而设置到多个位置。

为了移动光学元件(33)，驱动元件(33)能够有利地为伺服电动机，例如无刷电动机或步进电动机。每个光学元件(33)各自使用各自的电动机，由此可以独立地移动光学元件并且可以以各种独立的位置而拍摄。

盖(32)的形状为大地水准面的一部分，大地水准面在大约50度-60度的纬线的位置被切断。以这样的方式，盖(32)包含基本上平的上表面(34)，和弯曲成像旋转的椭球的一部分一样的侧表面(35)。大地水准面的一部分已经被研究为，在光学元件(33)的任何位置，光学元件的光轴(A)总是垂直于盖(32)的切线，该切线穿过光学元件(33)的光轴(A)切断盖(32)的点，从而最小化由盖导致的衍射的风险。

另外，形状为大地水准面的一部分的盖(32)没有尖锐角，因此其允许优化运动型摄像机(1)的空气动力学特性和流体动力学特性，以及允许从总体上减少由运动型摄像机与外部主体之间可能的震动所导致的损害。

据此，力趋于在盖(32)的表面上滑动而不产生角转矩，该角转矩可能导致盖的旋转以及运动型摄像机(1)从其固定的主体上分离。

本发明的运动型摄像机(1)还包含电池(未在附图中示出)。电池为摄像机主体供电。优选地，电池集成在基础支撑件(2)的移动支撑元件(22)内。

移动支撑元件(22)的两个销(23)和静止支撑元件(21)的对应的孔(24)不仅仅作为移动支撑元件(22)与静止支撑元件(21)之间的连接/分离元件，还作为电力在电池与运动型摄像机的摄像机主体之间传送的导体。

运动型摄像机(1)可以有利地包含用于额外电池的额外壳体，其位于基础支撑件(2)内。

参考图1和图2，运动型摄像机(1)还包含雌雄型的连接元件(4)，其将外壳(3)连接至基础支撑件(2)从而使得外壳(3)相对于基础支撑件(2)围绕垂直于基础盘(31)的轴(Y-Y)而旋转。

连接元件(4)包含销(5)，其从移动支撑元件(22)突出，从而结合到位于外壳(3)的基础盘(31)上的孔中。

移动支撑元件的销(5)是中空的，并且具有通孔(50)。在基础盘(31)的孔(40)中具有杆(41)。杆(41)具有螺纹孔(F)，其与外壳的基础盘(31)的中心相重合。

虽然图1和图2中示出了雌雄型的连接元件(4)，但是所述连接元件可以变换为卡口型。在此情况下，外壳的基础盘(31)具有下部壳体。基础支撑件(2)插入到基础盘(31)的下部壳体中并且在基础盘(31)的所述下部壳体中旋转，从而锁定基础支撑件(2)相对于外壳(3)的平移。

运动型摄像机(1)还包含锁止元件(V)，其锁止所述连接元件(4)。

所述锁止元件(V)包含螺钉(V)，其插入到移动支撑元件的销(5)的孔(50)中并且旋拧进设置在外壳的基础盘(31)的孔(40)中的杆(41)的螺纹孔(F)中。

参考图1和图2，运动型摄像机(1)还包含抗旋转元件(6、7)，其设置在外壳(3)上，并且设置在基础支撑件(2)上以防止外壳(3)相对于基础支撑件(2)而自由旋转。

抗旋转元件(6、7)包含多个孔(7)，其有利地位于外壳(3)的基础盘(31)上，还包含多个钮(6)，每个钮(6)具有伸缩式自由端部，伸缩式自由端部从静止支撑元件(2)而突出，并且插入所述孔(7)之一。

外壳水密性地与基础支撑件(2)连接到一起，从而使运动型摄像机(1)防水。

图4和图5示出了运动型摄像机(1)的第二实施例，其包含多个组件(8、8’)，其堆叠在基础支撑件(2)与外壳(3)的基础盘(31)之间。每个组件(8、8’)能够包含一个或多个电子设备，例如外接电池、障碍物探测传感器、环境数据探测传感器、GPS传感器、无线通信系统等。

为此，基础盘(31)具有下部电子触点(36)，其从外壳的基础盘(31)的下部突出。

每个组件(8、8’)具有上部电子触点(85)和下部电子触点(86)。以这样的方式，外壳的基础盘(31)的下部电子触点(36)与第一组件(8)的上部电子触点(85)相接触，第一组件(8)的下部电子触点(86)与第二组件(8’)的上部电子触点(85)相接触，以此类推。

基础支撑件(2)覆盖最后一个模块。

外壳的基础盘(31)具有下部盘形壳(37)，其位于外壳的基础盘(31)的下表面内。每个组件(8、8’)具有上部盘形突出部(88)，其从组件向上部突出，还具有下部盘形壳(87)，其位于组件的下表面内。

鉴于以上，第一组件(8)的上部盘形突出部(88)与外壳的基础盘(31)的下部盘形壳(37)连接到一起，第二组件(8’)的上部盘形突出部(88)与第一组件(8)的下部盘形壳(87)连接到一起，以此类推。

组件(8、8’)连接到一起，并连接到外壳(3)和防水的基础支撑件(2)。

以这样的方式，获得了没有尖锐角或凸起元件的紧密的运动型摄像机。插入组件(8、8’)中的电子设备被保护免于外部震动的影响，并且不会影响运动型摄像机的空气动力学特性和流体动力学特性。