专利名称：摄像机组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包括被设置为可摇动且可俯仰的摄像机和透明视口罩的摄像机 组件。
背景技术：
监视摄像机被用于监控不同场所。具有摇动、俯仰和变焦(panning，tilting and zooming, PTZ)能力的半球摄像机被普遍安装在监控系统中。在一些监控系统中，可能有利 的是，将具有这种摇动和俯仰能力的摄像机系统设置为在具有有限视角的摇动/俯仰视图 与全貌(overview)全景图像之间快速转换。然而，这种能够在全貌图像与摇动/俯仰监视 视图之间快速转换的半球摄像机系统经常是复杂、笨重且昂贵的。WO 2008079862公开了一种广角、高分辨率成像系统，该成像系统包括被安装在单 一封装体中的广角成像装置和具有摇动、俯仰和变焦能力的高分辨率摄像机，使得任一摄 像机均不会阻挡对方所具有的视场。WO 2008079862的结构需要庞大且笨重的封装体，以能够将两个摄像机布置在相 同的平台上。而且，使PTZ摄像机围绕广角成像设备旋转可能产生机械问题，尤其是关于摄 像机系统平衡的问题，这是因为摄像机组件的质心将随着PTZ摄像机的旋转而旋转。一种 解决该问题的方法可为引入放置在PTZ摄像机的相反侧的衡重体。然而，这将使得整个组 件更加沉重。此外，该系统因复杂的设计和两台摄像机而昂贵。另外，具有两台摄像机和复 杂设计意味着增大发生故障的可能性。
发明内容
鉴于以上所述，本发明的目的在于提供一种改进的摄像机组件。总的来说，上述目的通过所附独立专利权利要求来实现。具体地，根据第一方面，本发明由一种摄像机组件实现，该摄像机组件包括被设置 为能摇动且能俯仰的摄像机、透明视口罩，所述透明视口罩包括第一部件和第二部件，所述 第一部件和所述第二部件被设置为使所述摄像机呈现不同视角，并且所述第二部件包括镜 头。其优点在于，能够以简单的结构来实现在获取的具有不同视角的图像(即通过第 一部件和通过第二部件获取的图像)之间快速转换。另外的优点在于摄像机的视场能够被 更为有效的利用。本发明还基于这样的理解，拍摄摄像机正下方区域的常规半球摄像机的 视场部分通常提供非常少的信息量。例如，如果站在摄像机正下方的一群人被成像，则该图 像仅示出这群人的头顶。因此能够识别出有一群人站在摄像机的正下方，但是无法获得更 多有关这群人的信息。然而，出于监视目的所关注的个体特征，比如这些人的穿着、他们的 身高、或他们的面部特征，无法从该视图中得到。然而，本发明使得由摄像机沿上述方向定 向时获取的图像信息令人满意。如果通过第二部件呈现的视角大于通过第一部件呈现的视 角，则这会是有利的，因为摄像机在不需要使该摄像机在其所成像的区域周围移动的情况
3下提供了更多信息。所述透明视口罩可以被设置为至少部分地围绕所述摄像机。其优点在于，摄像机 被透明视口罩保护。所述透明视口罩可以为基本球形形状。基本球形形状的优点在于，其很坚固，并且 其允许摄像机的光学输入通过摄像机简单的旋转移动而接近透明视口罩操作，同时保持光
学质量。所述第二部件可以被设置在所述透明视口罩的对称轴线与所述透明视口罩相交 的地方。尽管第二部件被设置在该地方，并由此影响与摄像机在不用第二部件时成像的视 图对应的视图的图像质量，但与通过将第二部件设置在所述地方所实现的光学能力而言的 优点相比，这是很小的牺牲。另一种限定第二部件的放置方式可为参照代替透明视口罩的对称轴线的摄像机 组件的几何中心线。第二部件可以被设置为邻近透明视口罩的对称轴线与透明视口罩相交的地方，也 就是，第二部件可以被设置为不关于透明视口罩的对称轴线对称。如果摄像机组件被安装 在天花板之外的某个地方(例如墙上)，这会是有利的。所述镜头可以是广角镜头。其优点在于广角镜头具有大视角。所述第二部件可以包括光学组件。其优点在于光学组件可以包括保护光学组件的 光学器件的外壳。而且，光学组件的优点在于其可以包括至少一个镜头，该至少一个镜头可 以进一步提高使摄像机呈现的视角。所述光学组件可以被设置为使所述摄像机呈现广视角。其优点在于摄像机在一个 视图中覆盖大部分监视区域，而不需要使摄像机的成像部件机械地摇动和俯仰。所述第二部件可以通过粘接被连接到所述第一部件。其优点在于简单且节约成 本。而且，能够使用普通且未修改的圆顶，其简单且节约成本。此外，第二部件能够被设置 在透明视口罩的任何位置上，第二部件的位置不被预先限定。另外，将圆顶保持为一件式是 有利的，因为这便于保持摄像机组件防水防尘。所述第二部件可以通过螺纹接头被连接到所述第一部件。其优点在于视场尽可能 少地受阻。由于透明视口罩和第二部件不重叠，因此不会有光学象差被与第二部件相连的 透明视口罩引入。垫片可以被设置在第二部件和螺纹接头之间以使结构防尘。所述第二部件可以被设置为嵌入所述第一部件中。由于透明视口罩和第二部件不 重叠，因此不会有光学象差被与第二部件相连的透明视口罩引入。而且，如果第二部件通过 将第一和第二部件模制在一起而嵌入第一部件，则不必使用可拆卸部件，另外该结构是防 水的。由于第二部件和第一部件非常紧密地配合在一起，镜头和圆顶的其余部分之间的距 离被最小化。大体上，权利要求中使用的所有术语均应该根据它们在本技术领域中的普通含义 来理解，除非本文另有明确的限定。所有指代“一 /该/所述(元件、设备、组件、方式、步 骤等)”均应被开放式理解为指代所述元件、设备、组件、方式、步骤等中的至少一个例子，除 非另有明确的声明。本文公开的任何方法的步骤不必严格地按照所公开的顺序来执行，除 非有明确的声明。
本发明的其它特征和优点根据以下参照附图对目前的优选实施例的详细描述将 更加明显，所述附图包括图1是根据本发明第一方面的摄像机组件的实施例的示意侧视图；图2A是根据图1的摄像机组件的实施例的示意剖视侧视图；图2B是根据图1的摄像机组件的实施例的示意剖视侧视图；图2C是根据图1的摄像机组件的实施例的示意剖视侧视图；图3A是根据图1的摄像机组件的实施例的示意侧视图；以及图3B是根据图1的摄像机组件的实施例的示意侧视图。
具体实施例方式现在将参照示出本发明特定实施例的附图对本发明进行更加全面的描述。然而， 本发明可以被实施为许多不同形式，且不应该被解释为限于本文所提出的实施例；相反，这 些实施例被作为示例来提供使得本公开内容透彻和完整，并且将向本领域技术人员完全传 递本发明的范围。在附图和说明书中相似的附图标记自始至终表示相似的元件。图1为根据第一方面的摄像机组件100的实施例的示意侧视图。摄像机组件100 包括摄像机110。摄像机110可被设置为具有摇动和俯仰能力。根据一个实施例，摄像机 110还包含变焦能力，并可为所谓的PTZ摄像机。进一步，任何实施例均可以包含对焦能力。摄像机组件进一步包括透明视口罩120。透明视口罩120被设置为至少部分地围 绕摄像机110。为了获得最佳光学质量，透明视口罩120与摄像机110的入口之间的距离被 最小化。此外，透明视口罩120包括第一部件130和第二部件140。第一部件130和第二部 件140被设置为使摄像机110呈现不同视角。所述视角可被理解为可由摄像机110成像的 给定场景的角度范围。摄像机Iio的入射光瞳可以适于匹配第二部件140的光学特性。例 如，为了提高光学质量，当将摄像机110朝向第二部件140定向时，入射光瞳能够适于调节 摄像机110的变焦和/或对焦。第二部件140可包括镜头。镜头可为广角镜头。广角镜头可例如为焦距基本短于 常规镜头的焦距的镜头。常规镜头在此可被理解为能够在正常观察条件下向人类观察者提 供呈现自然图像的镜头。广角镜头可具有大于50°的视角。广角镜头可为超广角镜头。超 广角镜头能够具有大于80°的视角。广角镜头能够由至少两个透镜元件组成。此外，所述镜头可为鱼眼镜头。鱼眼镜头是不提供直线性图像的具有极大视角的 广角镜头。鱼眼镜头能够由至少两个透镜元件组成。鱼眼镜头能够具有大于90°的视角。第二部件可以是鱼眼变距镜。鱼眼变距镜能够包括如上所述的鱼眼镜头。鱼眼变 距镜的优点在于其包括能易于安装和拆卸的密封包装。图1中，透明视口罩120被实施为基本球形形状。然而，可理解的是，透明视口罩 120可例如被实施为基本球形和基本圆柱形形状的组合。此外，透明视口罩120能够被实施 为基本圆柱形形状。在一个实施例中，第二部件140被设置在摄像机组件100的中心线与透明视口罩 120相交的地方。在一些安装设施中，例如当摄像机组件被安装在天花板上时，这暗示着当摄像机朝向第二部件140定向时，摄像机110的视图被基本竖直向下地定向在摄像机组件 100的下方。根据另一实施例，第二部件140可被设置为邻近透明视口罩120的对称轴线170 与透明视口罩120相交的地方，也就是不关于透明视口罩120的对称轴线170对称。此外，第二部件140可通过粘接被连接到第一部件130。第二部件140能够例如 通过粘接将第二部件140连接到第一部件130上而被连接到第一部件130。可替代地，第二 部件140可例如通过粘接被连接到第一部件130的开口中。进一步，第二部件140可通过螺纹接头被连接到第一部件130。例如通过至少一个 螺纹接头将第一部件130和第二部件140螺纹连接在一起，第二部件140能够被连接到第 一部件130。可替代地，通过将第二部件140螺纹连接到第一部件130中的开口，第二部件 140能够被连接到第一部件130。在该实施例中，第一部件130中的开口和第一部件140的 外侧能够具有螺纹。图2A为实施例的示意剖视侧视图，其中带螺纹的金属(优选为铝)环180可被用 于将第二部件140连接到第一部件130。第二部件140可被设置在保持架210中。保持架 210能够具有带螺纹的外表面200。金属环180可以具有比第一部件130中的开口大的外 直径以及直径对应于第一部件130中的开口直径的带螺纹内表面190。金属环180能够被 设置在第一部件130内侧围绕第一部件130的开口。所述内侧为第一部件130的具有面向 摄像机110的表面的一侧。第二部件140和保持架210能够穿过开口插入，然后被螺纹连 接到金属环180中。可替代地，金属环180能够被设置在第一部件130的外侧围绕第一部 件130的开口，并且第二部件140从第一部件130的内侧穿过开口插入，然后被螺纹连接至 金属环180。垫片能够被设置在金属环180与第二部件140之间，以提供防尘密封。图2B和2C为实施例的示意剖视侧视图，其中第二部件140被实施为两个镜头。在 图2C中，与图2B相比，第一部件130和保持架210被实施为具有斜坡。这能够是有利的， 因为这使得将保持架210插入到第一部件130中得到简化。根据又一实施例，第二部件140可通过卡口固定件被连接到第一部件130。例如， 第二部件140可以具有围绕第二部件140的基座的多个突部，该多个突部配合至第一部件 的开口中的适当尺寸的凹槽中。第二部件140通过将突部插入凹槽中然后旋转第二部件而 被卡口固定到第一部件130。第二部件140然后可通过弹簧加载销被锁定就位。第二部件140能够被设置为嵌入第一部件130。例如，第二部件140和第一部件 130能够被模制在一起。在另一实施例中，第一部件130可被设置为具有适于接纳第二部件 140的区域。例如，第一部件130可以包括适于接纳第二部件140的中空腔。在一个实施例中，第二部件140包括光学组件。该光学组件可为被设置为呈现物 体图像的镜头或镜头系统的配置。该光学组件可以是物镜。光学组件可以被设置为使摄像机110呈现广视角。光学组件中的至少一个镜头可 以是广角镜头。广角镜头是焦距基本短于常规镜头的焦距的镜头。常规镜头在此可被理解 为能够在正常观察条件下向人类观察者提供呈现自然图像的镜头。该镜头可以是鱼眼镜 头。鱼眼镜头是不提供直线性图像的具有极大视角的镜头。在本发明实施例中使用的物镜可以是如上限定的广角镜头。可替代地，该物镜可 以是如上限定的鱼眼镜头。
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图3A为根据图1的摄像机组件100的实施例的示意侧视图。在图3A中，摄像机 110被设置为沿第二部件140的方向，使得摄像机所记录的图像信息通过第二部件140获 取。第二部件的视角150被示意性地示出。图3B为根据图1的摄像机组件100的实施例的示意侧视图。在图3B中，摄像机 110被设置为沿一方向，使得摄像机所记录的图像信息通过第一部件130获取。第一部件的 视角160被示意性地示出。摄像机110可摇动和俯仰。根据一个实施例，摄像机110的移动在通过第一部件 130进行图像获取的过程中能够被控制，使得当摄像机110摇动和俯仰时，来自第二部件 140的视图被避免。另外，在进一步的实施例中，摄像机110能够变焦。可替代地，在通过第一部件130进行图像获取的过程中，摄像机110能够被设置为 当朝向第二部件140定向时不获取任何图像信息。在另一实施例中，如果摄像机110要掠 过第二部件140的区域，摄像机110的移动速度可以在摄像机朝向第二部件140定向时增 大。在又一实施例中，仍然在通过第一部件130进行获取的过程中，当摄像机110朝向 第二部件140定向时，摄像机110的变焦能够被自动调节，以提高由摄像机110获取的图像 信息的表象。在一个实施例中，当摄像机110朝向第二部件140定向时，为了将图像视图定位为 预定方位，如果摄像机110没有已处于预定位置，则摄像机110可被旋转至预定位置。这样 做的优点在于，不管摄像机110在朝向第二部件140定向之前是如何定向的，所获得的图像 根据预定位置定位。由于观察者不必测出或算出摄像机110是如何被定位的，因此这简化 了所获得图像的分析。当摄像机110朝向第二部件140定向时，摄像机110处于全貌模式。在处于全貌 模式时，摄像机110的摇动、俯仰和/或变焦可被禁用。在一个实施例中，摄像机110能够具有包括摄像机110的预定摇动和俯仰位置的 使用者界面。摄像机110的一个预定位置可位于第二部件140的中心。对于全貌视图，该位 置就视角150和图像质量方面为最佳方位。在通过第一部件130进行图像获取的过程中， 摄像机110的预定位置能够朝向例如商店的大门或受欢迎部门定向。在一个实施例中，摄像机110的缺省位置为例如通过第二部件140进行图像获取。 观看摄像机110生成的图像的使用者能够通过例如用手指或用指针点击来指示特别关注 的图像部分。在使用者指示之后，摄像机Iio转换为通过第一部件130进行图像获取，并转 换该摄像机的位置使得该摄像机朝向全貌视像中特别关注景象的地方定位。这样做的 优点在于，其将通过第二部件140进行的覆盖大部分区域的广角视图的图像获取与通过第 一部件130进行的无扭曲比例的正常视图的图像获取相结合。如果使用者监控通过第一部件130进行的图像获取中的某个物体，并且该物体从 视图中丢失，则能够利用通过第二部件140进行的图像获取，以帮助重新找到该物体。摄像机组件100可包括外壳。该外壳可适用于室内和/或室外。该外壳能够包括 围绕透明视口罩120的外部透明视口罩。以上参照一些附图大体上对本发明进行了描述。然而，如本领域技术人员已经理
7解的，除了以上所公开的实施例，其它实施例也同样可以处于如所附专利权利要求所限定 的本发明的范围内。
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权利要求
一种摄像机组件(100)，包括被设置为能摇动且能俯仰的摄像机(110)，透明视口罩(120)，其特征在于所述透明视口罩(120)包括第一部件(130)和第二部件(140)，所述第一部件(130)和所述第二部件(140)被设置为使所述摄像机(110)呈现不同视角，并且所述第二部件(140)包括镜头。
2.根据权利要求1所述的摄像机组件(100)，其中所述透明视口罩(120)被设置为至 少部分地围绕所述摄像机(110)。
3.根据以上任一项权利要求所述的摄像机组件(100)，其中所述透明视口罩(120)为 基本球形形状。
4.根据以上任一项权利要求所述的摄像机组件(100)，其中所述第二部件(140)被设 置在所述摄像机组件(100)的所述透明视口罩(120)的对称轴线(170)与所述透明视口罩 (120)相交的地方。
5.根据权利要求1所述的摄像机组件(100)，所述镜头是广角镜头。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的摄像机组件(100)，其中所述第二部件(140) 包括光学组件。
7.根据权利要求6所述的摄像机组件(100)，其中所述光学组件被设置为使所述摄像 机(110)呈现广视角。
8.根据以上任一项权利要求所述的摄像机组件(100)，其中所述第二部件(140)通过 粘接被连接到所述第一部件(130)。
9.根据以上任一项权利要求所述的摄像机组件(100)，其中所述第二部件(140)通过 螺纹接头被连接到所述第一部件(130)。
10.根据以上任一项权利要求所述的摄像机组件(100)，其中所述第二部件(140)被设 置为嵌入在所述第一部件(130)中。
11.根据以上任一项权利要求所述的摄像机组件(100)，其中所述摄像机(110)被设置 为，能够响应使用者的指示，从被定向为通过所述第一部件(130)获取图像定向成被定向 为通过所述第二部件(140)获取图像。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的摄像机组件(100)，其中所述摄像机(110) 被设置为，能够响应使用者的指示，从被定向为通过所述第二部件(140)获取图像定向成 被定向为通过所述第一部件(130)获取图像。
13.一种用于控制摄像机组件(100)中的摄像机(110)的方法，所述摄像机组件(100) 包括具有第一部件(130)和第二部件(140)的透明视口罩(120)，所述方法包括响应使用者的指示，将所述摄像机从被定向为通过所述视口罩(110)的所述第二部件 (140)获取广角图像重新定向成被定向为通过所述第一部件(140)获取图像，所述第二部 件(140)包括广角镜头。
14.根据权利要求13所述的方法，其中通过所述第一部件(130)获取的图像表示通过 所述第二部件(140)获取的图像中的特别关注部分。
全文摘要
一种摄像机组件(100)包括被设置为可摇动且可俯仰的摄像机(110)、透明视口罩(120)。所述透明视口罩(120)包括第一部件(130)和第二部件(140)，该第一部件(130)和第二部件(140)被设置为使所述摄像机(110)呈现不同视角，并且所述第二部件(140)包括镜头。
文档编号H04N5/232GK101902564SQ200910211800
公开日2010年12月1日 申请日期2009年11月12日 优先权日2008年11月12日
发明者斯蒂芬·伦德贝里 申请人:安讯士有限公司