专利名称：自动追踪系统及其装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种追踪装置，尤指一种可自动调整一数字摄影 装置的面向方位的追踪装置。
背景技术：
一般的数字摄影装置，如数字相机(以下皆以数字相机来举例说 明)，于操作及设计方面，无不以追求拍摄高质量、画质清晰的影像为 目标。为了配合长时间拍摄并追求稳定影像的需求，因而发展出摄影 用脚架来固定数字相机的位置以及拍摄方向，以免于因手持晃动而造 成拍摄影像模糊的问题。
传统的摄影用脚架大多设有云台装置，以供数字相机能固设于其
上，如台湾新型专利公告第00138620号，"摄影用脚架云台结构"专 利中所述的云台装置具有调整方向、倾斜角度的结构，使用者可依需 求来调整云台装置的水平旋转角度、位置高度以及垂直倾斜角度，进 而带动数字相机的镜头朝向所欲拍摄影像的方位。虽然摄影用脚架可 辅助数字相机稳定地撷取影像，然而在使用过程中，尤其是拍摄动态 物体时，使用者必须随时操控云台装置的旋转角度，以能跟拍动态物 体，如此，不仅不甚方便，使用者也无法与运动中的物体同时入镜摄 影。
另外，即使拍摄静态物体，甚至是自拍时，使用者会先把数字相 机固设于云台装置上，并先行调整好适当的方向角度，以能于设定数 字相机的定时拍摄功能后撷取所欲影像。然而，因为公知的摄影用脚 架无法因应取像的位置来调整镜头方向，容易致使因镜头校对不精准 而捕捉到未符合己意的画面，且在拍摄过程中，使用者更受到数字相 机镜头固定方向的限制而不能随意移位。
因此，由上可知，使用者实际上在使用公知摄影用脚架，显然仍 存在上述不便及缺陷，有待加以改善。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型所提出的自动追踪系统及其装置，适用于 将一数字摄影装置固设于一自动追踪装置上，自动追踪装置接收数字 摄影装置传送的追踪信号来调整适当的转动角度以及倾斜角度，期能
自动控制数字摄影装置的镜头随取像物体移动。
本实用新型的目的在于提供一种自动追踪系统及其装置，俾能自 动控制一数字摄影装置的面向方位。
本实用新型揭示一种自动追踪系统，包括有一数字摄影装置以及 一自动追踪装置。
本实用新型更揭示一种自动追踪装置，适用于调整上述的数字摄 影装置的面向方位。所述的数字摄影装置特别包括一储存单元、 一处 理单元以及一信号传输接口。储存单元中特别储存一脸部辨识程序， 用以辨识脸部位置；处理单元耦接于该储存单元，用以执行该脸部辨 识程序并根据该脸部辨识程序的结果来产生一追踪信号；信号传输接 口耦接于该处理单元，用以接收该追踪信号并将其传递至外部元件。
本发提供了一种自动追踪装置，适用于调整一数字摄影装置的面 向方位，其中该数字摄影装置会传送一追踪信号给该自动追踪装置， 该自动追踪装置包括有
一座体，用来使该数字摄影装置组设于其上方；
一控制单元，耦接于该数字摄影装置，用以根据该追踪信号来转 换成一转动信号；以及
一传动模块，耦接于该座体的下方，且与该座体相互连动，该传
动模块包括有
一步进马达，耦接于该控制单元，根据该转动信号驱动后运
转；以及
一磁性元件模块，其借由通电后产生磁性； 借此，该传动模块根据该转动信号旋转至适当角度，以连动该数 字摄影装置面向适当的方位。
本发明还提供了一种自动追踪系统，包括有 一数字摄影装置，其包括；
一储存单元，其储存一脸部辨识程序，用以辨识脸部位置；
以及
一处理单元，其耦接于该储存单元，用以执行该脸部辨识程 序并根据该脸部辨识程序的结果来产生一追踪信号；以及 一自动追踪装置，其包括
一座体，用来使该数字摄影装置组设于其上方； 一传动模块，耦接于该座体的下方，且与该座体相互连动；
以及
一控制单元，耦接于该数字摄影装置以及该传动模块之间， 用以根据该追踪信号来传送一转动信号给该传动模块；
其中，该自动追踪系统使用一耦接于该处理单元以及该控制单元 之间的信号线来传输该追踪信号至该控制单元，借此，该传动模块根 据该转动信号旋转至适当角度，以连动该数字摄影装置面向适当的方 位。
所述的自动追踪装置包括一座体、 一传动模块、 一万向接头以及 至少一支撑架。座体为一空心容置体，其上方可用于组设该数字摄影 装置，且内部设置一控制单元以及一电源单元。控制单元耦接于该数 字摄影装置以及该传动模块之间，用以根据该追踪信号来传送一转动 信号给该传动模块，其中该自动追踪装置借由一耦接于处理单元以及 控制单元之间的信号线接收从信号传输接口传出的追踪信号。电源单 元用来供应电力以使自动追踪装置中各元件相互作动。万向接头耦接 于传动模块的下方，用来配合传动模块进行360度的旋转。而支撑架 的一端耦接万向接头的下方，用以支撑该自动追踪装置能直立于水平 面上。
传动模块根据从控制单元传来的转动信号旋转至适当角度，其内 部构件包括 一步进马达、 一斜齿轮组、 一第一枢转轴、 一伞齿轮组、 一磁性元件模块以及一第二枢转轴。步进马达接收电源单元提供的电 力，并根据转动信号来转动至适当的角度；斜齿轮组耦接于该步进马 达，并借由步进马达转动而被带动运转；第一枢转轴耦接于斜齿轮组 以及座体之间，其依据斜齿轮组旋转的角度来带动组设于座体上方的 数字摄影装置水平旋转。伞齿轮组耦接于该步进马达，并借由步进马 达转动而被带动运转；磁性元件模块耦接于该伞齿轮组，由至少一磁 性柱以及一弹性元件组成，磁性柱经由电源单元通电后，压縮弹性元 件使伞齿轮组相互啮合；第二枢转轴耦接于伞齿轮组，且其一端焊接 于该传动模块上，所述的第二枢转轴依据伞齿轮组旋转的角度来带动 该传动模块转动，进而带动组设于该座体上方的该数字摄影装置前后 摆动，以调整数字摄影装置的俯仰视角。
于本实用新型的一具体实施例中，所述的数字摄影装置为一数字 相机、 一数字摄影机或一数字监视器。
于本实用新型的一具体实施例中，所述的脸部辨识程序亦可用其 它可锁定欲摄物体中特定范围的类似软件取代，不应以本实施例揭露 者为限。
于本实用新型的一具体实施例中，所述的磁性柱包括一第一磁性 柱以及一第二磁性柱，而该弹性元件为一弹簧，其中该弹簧电性连接 于该第一磁性柱与该第二磁性柱之间。斜齿轮组由一第一齿轮、 一第 二齿轮以及一第三齿轮相互卡合组成，其中第一齿轮与第二齿轮正交 啮合，而第二齿轮与第三齿轮于同一平面啮合。伞齿轮组由一第四齿
轮、 一第五齿轮以及一第六齿轮组成，其中该第五齿轮的一侧耦接于 该第一磁性柱，而另一侧连接于该第二齿轮，借由该第一磁性柱与该 第二磁性柱通电后相互吸引，进而移动该第五齿轮啮合于该第四齿轮 与该第六齿轮之间作动。
于本实用新型的一具体实施例中，可只保留第二齿轮和第五齿轮 之其一，共享于斜齿轮组和伞齿轮组中作动。
以上的概述与接下来的详细说明及附图，皆是为了能进一步说明 本实用新型为达成预定目的所采取的方式、手段及功效。而有关本实 用新型的其它目的及优点，将在后续的说明及附图中加以阐述。然所 附附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。
图1为本实用新型所揭示的数字摄影装置的一具体实施例的系统 架构示意图2为本实用新型所揭示的自动追踪系统的一具体实施例的平面 架构示意图3为本实用新型所揭示的伞齿轮组的一具体实施例的平面架构 示意图；及
图4为本实用新型所揭示的自动追踪装置的另一具体实施例的立 体架构示意图。
主要元件附图标记说明
1:数字摄影装置
11:储存单元
111:脸部辨识程序
13:处理单元
15:信号传输接口
2:自动追踪装置
17:镜头
21:座体
211:控制单元
213:电源单元
23:传动模块
231:步进马达
233:斜齿轮组
233a:第一齿轮 233b:第二齿轮
233c:第三齿轮 235:第一枢转轴
237:伞齿轮组 237a:第四齿轮 237b:第五齿轮 237c:第六齿轮 239:磁性元件模块 239a:第一磁性柱 239c:第二磁性柱 239b:弹簧
241:第二枢转轴 341:固定式齿轮
243:转动轴
25:支撑架
27: USB接线
29:万向接头
3:自动追踪系统
具体实施方式
本实用新型所提出的自动追踪系统及其装置是于公知的摄影用脚 架上设置一传动模块，借由组设于自动追踪装置的一数字摄影装置中 的人脸辨识软件来锁定欲拍摄物体的位置，以控制该传动模块运作来 驱动该自动追踪装置左右旋转及前后摆动，进而调整数字摄影装置的 镜头能随被摄物体移动。
本实用新型主要技术特征在于自动控制一数字摄影装置的镜头朝 向方位的设计，以下就仅提出必要的外部硬件和内部系统架构及其动 作，然而，除了以下所提及的构件，数字摄影装置中当然包括其它的 必要元件，因此，不应以本实施例揭露者为限。
本实用新型所揭露的自动追踪系统及其装置，可供一数字摄影装 置组设于其上，进而控制该数字摄影装置的镜头能自动朝向取像物体 转动。因而在述及本实用新型之前，请先参阅图1，该图为本实用新型 所揭示的数字摄影装置的一具体实施例的系统架构示意图。数字摄影
装置1特别包括一储存单元11、 一处理单元13以及一信号传输接口 15。储存单元11特别储存一脸部辨识程序111，其用以辨识脸部位置； 处理单元13耦接于该储存单元，用以执行该脸部辨识程序111并根据 该脸部辨识程序111的结果(如脸部位置)来产生一追踪信号；信号传输 接口 15耦接于该处理单元13,用以接收该追踪信号并将其传递至本实
用新型所提出的自动追踪装置利用。
于本实用新型的一具体实施例中，所述的脸部辨识程序111亦可 用其它可锁定欲摄物体中特定范围的类似软件取代，不应以本实施例 揭露者为限。
于本实用新型的一具体实施例中，数字摄影装置1为一数字相机、 一数字摄影机、 一数字监视器或其它可配合本实用新型的具有撷取影 像功能的装置。
接着，请参阅图2，该图为本实用新型所揭示的自动追踪系统的 一具体实施例的平面架构示意图，其中相关配合本实用新型的装置的
系统架构请一并参考图1。如图2所示，自动追踪系统3包括有一数字
摄影装置1以及一自动追踪装置2，其中该自动追踪装置2适用于调整 该数字摄影装置1的镜头17能朝向所欲拍摄物体。所述的数字摄影装 置l借由一信号线，如USB接线27耦接于自动追踪装置1，以能通过 信号传输接口 15传输处理单元13产生的追踪信号。
自动追踪装置2包括一座体21、 一传动模块23、至少一支撑架 25以及一万向接头29。座体21为一空心容置体，其上方设有置放槽 以及枢孔(图中未示)，使数字摄影装置1可组设于座体21的上方，当 座体21转动时，连带使数字摄影装置1随之转动。座体21的内部设 置一控制单元211以及一电源单元213。控制单元211耦接于数字摄影 装置1以及传动模块23之间，用以根据从信号传输接口 15传出的追 踪信号来传送一转动信号给传动模块23。电源单元213用来供应电力 以使自动追踪装置2中各元件相互作动。支撑架25的一端耦接于传动 模块23的下方，用以支撑该自动追踪装置2能直立于水平面上。而万 向接头29耦接于传动模块23以及支撑架25之间，用来配合传动模块 23进行360度旋转。
传动模块23根据从控制单元211传来的转动信号旋转至适当角 度。传动模块23提供一容置空间，该传动模块包括 一步进马达231、 一斜齿轮组233、 一第一枢转轴235、 一伞齿轮组237、 一磁性元件模 块239、 一第二枢转轴241以及一转动轴243。步进马达231接收电源 单元213提供的电力，并由转动信号驱动后转动。斜齿轮组233通过 组设于转动轴243来耦接于步进马达231，并借由步进马达231转动而 被带动运转。 一具体实施例中，斜齿轮组233由一第一齿轮233a、 一 第二齿轮233b以及一第三齿轮233c相互卡合组成，其中第一齿轮233a 与第二齿轮233b正交啮合，而第二齿轮233b与第三齿轮233c于同一 平面啮合。第一枢转轴235的一端穿出于传动模块23的容置空间，以 耦接于第一齿轮233a以及座体21之间，当步进马达231被驱动后， 转动轴243会带动第三齿轮233c转动，并传递到第二齿轮233b、第一 齿轮233a，再传递至与座体21相连接的第一枢转轴235，进而依据斜 齿轮组233旋转的角度来带动组设于座体21上方的数字摄影装置1水 平旋转。
伞齿轮组237亦通过组设于转动轴243来耦接于步进马达231， 并借由步进马达237转动而被带动运转。而磁性元件模块239耦接于 伞齿轮组237，用以使伞齿轮组237相互啮合。 一具体实施例中，伞齿 轮组237由一第四齿轮237a、 一第五齿轮237b以及一第六齿轮237c 组成；而磁性元件模块239由一第一磁性柱239a、 一第二磁性柱239c 以及一弹簧239b组成，其中该弹簧239b电性连接于第一磁性柱239a 与第二磁性柱239c之间，且第五齿轮237b的一侧耦接于第一磁性柱 239a,而另一侧连接于第二齿轮233b。第二枢转轴241耦接于伞齿轮 组237，且其一端焊接于该传动模块23上，其依据伞齿轮组237旋转 的角度来带动该传动模块23转动，又因为传动模块23通过第一枢转 轴237耦接于座体21，因而连带座体21跟着一起运动，进而控制组设 于该座体21上方的该数字摄影装置1前后摆动，以调整数字摄影装置 1的俯仰视角。
为求更了解伞齿轮组237与磁性元件模块239的作动关系，请参 阅图3，该图为本实用新型所揭示的伞齿轮组的一具体实施例的平面架 构示意图。其中相关装置架构请一并参考图1、 2。如图3所示，磁性 元件模块239经由电源单元213通电后，第一磁性柱239a与第二磁性 柱239c会相互吸引，进而压縮弹簧239b使第五齿轮237b移动至第四 齿轮237a以及第六齿轮237c之间并与的相互啮合作动。第二枢转轴 241的一端穿出于传动模块23的容置空间，以耦接于第四齿轮237a以 及座体21之间，当步进马达231被驱动后，转动轴243会带动第六齿 轮237c转动，并传递到第五齿轮237b、第四齿轮237a,再传递至与座 体21相连接的第二枢转轴241，进而依据伞齿轮组237旋转的角度来 带动整个传动模块23。传动模块23可通过万向接头29自由地旋转各 种角度，因此在旋转的同时，亦带动座体旋转，使得组设于座体21上 方的数字摄影装置l跟着前后摆动，而达到调整俯仰视角的目的。
借此，数字摄影装置1借由脸部辨识程序111来产生追踪欲摄物 体方向的追踪信号，随后由控制单元211将该追踪信号转换成转动信 号给传动模块23，传动模块23再根据转动信号旋转至适当角度，以连 动该数字摄影装置1面向欲摄物体的方位。其中，在追踪欲摄物体的 过程中，需要水平旋转数字摄影装置1时，就利用步进马达231与斜 齿轮组233相互作动达成；而需要前后摆动数字摄影装置1来调整俯 仰视角时，就借由通电至磁性元件模块239来移动伞齿轮组237使其 正确卡合，再利用步进马达231与伞齿轮组237相互作动，直到镜头
17正对着欲摄物体为止。
上述的第二齿轮233b与第五齿轮237b可经简化后合并为一个齿 轮，根据转动信号来选择与斜齿轮组233或伞齿轮组237作动，以达 到水平旋转或前后摆动数字摄影装置1的目的。又，斜齿轮组233与 伞齿轮组237亦可以类似设计取代，例如将斜齿轮组233借由硬件布 局变化方向后，以另一组伞齿轮组代替；或利用减少齿轮数目却达到 相同效果的情况，因此，不应以本实施例揭露者为限。
最后，请参考图4，该图为本实用新型所揭示的自动追踪装置的 另一具体实施例的立体架构示意图。图4为修改部分图2的设计，因 而请一并参考图l一3。如图4所示，所有元件及其作动关系皆与图2 所述相同，这边即不予以赘述，惟删除万向接头29并于传动模块23 中使用一固定式齿轮341取代图2中的第二枢转轴241来达到万向接 头29的功能。
所述的固定式齿轮341耦接于伞齿轮组237以及支撑架25之间， 且其一端枢接于与第一枢转轴235相对的传动模块23上。 一具体实施 例中，固定式齿轮341枢接于传动模块23的下边框且固接于支撑架25， 当步进马达231被驱动后，转动轴243会带动第六齿轮237c转动，并 传递到第五齿轮237b、第四齿轮237a，借由第四齿轮237a与固定式齿 轮341啮合来带动整个传动模块23能前后摆动，进而带动组设于座体 21上方的数字摄影装置1前后摆动。因此，除了利用图2所述配合万 向接头29外，尚可利用本实施例提出的设计达到使数字摄影装置1能 前后摆动的目的。
借由以上实例详述，当可知悉本实用新型的自动追踪系统及其装 置利用数字摄影装置中的人脸辨识软件来追踪欲拍摄物体的位置，通 过上述的技术手段，本实用新型能自动控制数字摄影装置的镜头朝向 方位，如此不仅能正确地锁定运动中的物体，使用者亦能自拍或连同 场景一起入镜而避免因校对镜头不准确而发生出镜的问题。
但是，以上所述，仅为本实用新型的具体实施例的详细说明，并 非用以限制本实用新型，本实用新型的所有范围应以权利要求为准， 任何本领域内的普通技术人员可轻易思及的变化或修饰皆可涵盖在本 案所界定的专利范围中。
权利要求1.一种自动追踪装置，适用于调整一数字摄影装置的面向方位，其中该数字摄影装置会传送一追踪信号给该自动追踪装置，其特征在于该自动追踪装置包括有一座体，用来使该数字摄影装置组设于其上方；一控制单元，耦接于该数字摄影装置，用以根据该追踪信号来转换成一转动信号；以及一传动模块，耦接于该座体的下方，且与该座体相互连动，该传动模块包括有一步进马达，耦接于该控制单元，根据该转动信号驱动后运转；以及一磁性元件模块，其借由通电后产生磁性；借此，该传动模块根据该转动信号旋转至适当角度，以连动该数字摄影装置面向适当的方位。
2. 如权利要求l所述的自动追踪装置，其特征在于更包括至少一支撑架，其一端耦接于该传动模块的下方，用以支撑该自 动追踪装置能直立于水平面上；以及一电源单元，设置于该座体中，其供应电力以使该传动模块以及 该控制单元互相作动。
3. 如权利要求2所述的自动追踪装置，其特征在于该数字摄影装 置包括有一储存单元，储存一脸部辨识程序，用以辨识脸部位置；一处理单元，耦接于该储存单元，用以执行该脸部辨识程序并根 据该脸部辨识程序的结果来产生该追踪信号；以及一信号线，耦接于该处理单元以及该控制单元之间，用以传输该 追踪信号至该控制单元。
4. 如权利要求3所述的自动追踪装置，其特征在于该传动模块包 括有一斜齿轮组，耦接于该步进马达，并借由该步进马达转动而被带 动运转；以及一第一枢转轴，耦接于该斜齿轮组以及该座体之间，其依据该斜 齿轮组旋转的角度来带动组设于该座体上方的该数字摄影装置水平旋 转；借此，该传动模块根据该追踪信号来调整该数字摄影装置的水平 旋转角度。
5. 如权利要求4所述的自动追踪装置，其特征在于该传动模块更 包括有一伞齿轮组，耦接于该步进马达，并借由该步进马达转动而被带 动运转；以及一第二枢转轴，耦接于该伞齿轮组以及该支撑架之间，且其一端 枢接于与该第一枢转轴相对的该传动模块上，该第二枢转轴依据该伞 齿轮组旋转的角度来带动该传动模块转动，进而带动组设于该座体上 方的该数字摄影装置前后摆动；借此，该传动模块根据该追踪信号来调整该数字摄影装置的俯仰 视角。
6. 如权利要求4所述的自动追踪装置，其特征在于更包括 一万向接头，耦接于该传动模块以及该支撑架之间。
7. 如权利要求5所述的自动追踪装置，其特征在于该磁性元件模块由至少一磁性柱以及一弹性元件组成，该磁性柱经由该电源单元通 电后，压縮该弹性元件使该伞齿轮组相互啮合。
8. 如权利要求7所述的自动追踪装置，其特征在于该磁性柱包括 一第一磁性柱以及一第二磁性柱，而该弹性元件为一弹簧，该弹簧电 性连接于该第一磁性柱与该第二磁性柱之间。
9. 如权利要求8所述的自动追踪装置，其特征在于该斜齿轮组由 一第一齿轮、 一第二齿轮以及一第三齿轮相互啮合组成，且该伞齿轮 组由一第四齿轮、 一第五齿轮以及一第六齿轮组成，该第五齿轮的一 侧耦接于该第一磁性柱，而另一侧连接于该第二齿轮，借由该第一磁 性柱与该第二磁性柱通电后相互吸引，进而移动该第五齿轮啮合于该 第四齿轮与该第六齿轮之间作动。
10. 如权利要求8所述的自动追踪装置，其特征在于该斜齿轮组 由一第一齿轮、 一第二齿轮以及一第三齿轮相互啮合组成，且该伞齿 轮组由一第四齿轮以及一第五齿轮组成，该第二齿轮的一侧耦接于该 第一磁性柱，借由该第一磁性柱与该第二磁性柱通电后相互吸引，进 而移动该第二齿轮啮合于该第四齿轮与该第五齿轮之间作动。
11. 如权利要求9所述的自动追踪装置，其特征在于该第二枢转 轴为一固定式齿轮，其枢接于该传动模块上且固接于该支撑架，该固 定式齿轮可与该第四齿轮相互啮合作动。
12. 如权利要求IO所述的自动追踪装置，其特征在于该第二枢转轴为一固定式齿轮，其枢接于该传动模块上且固接于该支撑架，该固 定式齿轮可与该第四齿轮相互啮合作动。
13. —种自动追踪系统，其特征在于包括有 一数字摄影装置，其包括；一储存单元，其储存一脸部辨识程序，用以辨识脸部位置；以及一处理单元，其耦接于该储存单元，用以执行该脸部辨识 程序并根据该脸部辨识程序的结果来产生一追踪信号；以及一自动追踪装置，其包括一座体，用来使该数字摄影装置组设于其上方；一传动模块，耦接于该座体的下方，且与该座体相互连动；以及一控制单元，耦接于该数字摄影装置以及该传动模块之间， 用以根据该追踪信号来传送一转动信号给该传动模块；其中，该自动追踪系统使用一耦接于该处理单元以及该控制单元 之间的信号线来传输该追踪信号至该控制单元，借此，该传动模块根 据该转动信号旋转至适当角度，以连动该数字摄影装置面向适当的方 位。
14. 如权利要求13所述的自动追踪系统，其特征在于更包括 一万向接头，其耦接于该传动模块的下方；至少一支撑架，其一端耦接于该万向接头的下方，用以支撑该自 动追踪装置能直立于水平面上；以及 一电源单元，设置于该座体中，其供应电力以使该传动模块以及 该控制单元互相作动。
专利摘要一种自动追踪装置，适用于调整一数字摄影装置的镜头的面向方位，其包括一座体、一传动模块、一控制单元。其中数字摄影装置能组设于座体上方；传动模块耦接于座体的下方，且与座体相互连动；控制单元耦接于数字摄影装置以及传动模块之间，用以依据数字摄影装置所欲拍摄方向来传送一转动信号给传动模块；借此，传动模块根据转动信号旋转至适当角度，以连动该数字摄影装置面向适当的方位。
文档编号G06K9/00GK201199718SQ20082000953
公开日2009年2月25日 申请日期2008年5月13日 优先权日2008年5月13日
发明者林资智, 萧翌伶 申请人:华晶科技股份有限公司