全景網絡攝像頭的製作方法
2023-05-01 07:29:06 2
全景網絡攝像頭的製作方法
【專利摘要】一種全景網絡攝像頭，包括：依次連接的攝像頭、攝像頭接口、數據提取處理器、接收機、天線，所述攝像頭固定在能夠以360°範圍旋轉的旋轉裝置上，其特徵在於：所述攝像頭依次包括：焦距為f1第一透鏡組，焦距為f2的第二透鏡組，和焦距為f3的第三透鏡組，用於承接圖像的圖像傳感器晶片，其中第一透鏡組和第二透鏡組之間的間距可變，從而使得鏡頭組處於廣角端或望遠端，從廣角端到望遠端的移動量為f3st，在廣角端出所述第二透鏡組的放大倍率為R，系統的變焦比為Z：則：f1/f3在1.7到2.5之間取值，（f3st/f3）/Z在0.05到0.79之間取值。
【專利說明】全景網絡攝像頭
【技術領域】
[0001]本發明涉及信息【技術領域】，具體涉及一種全景網絡攝像頭。
【背景技術】
[0002]全景網絡攝像頭是具有聯網功能的攝像頭，專利文獻CN2783661A公開了一種網絡攝像頭，主要包括有外殼、安裝在該外殼內的鏡頭、光電轉換元件及電路板，及包括有圓柱體、從該外殼引出的U S B頭、用於調節鏡頭與光電轉換元件之間距離的調焦齒輪及絲杆，該外殼包括有可拆卸並可旋轉連接的上殼體及下殼體，上殼體一端設有一個卡口，在該卡口上安設有包括多個L E D的、且與該上殼體呈一角度的排燈，該鏡頭通過一個隔板固定在下殼體內部，圓柱體設在該鏡頭下方，並在靠近鏡頭的一端固定有一電路板，該電路板上焊接有光電轉換元件，該圓柱體另一端設有一絲孔，絲杆穿過該絲孔，調焦齒輪橫向設在該絲杆的中部位置，該調焦齒輪與絲杆連動。本發明具有可調焦及放大圖像的優點。
【發明內容】
[0003]為解決現有技術的缺陷和不足，本發明提供一種新型的全景網絡攝像頭，相對於現有技術具有諸多的優點。
[0004]具體技術方案如下:
[0005]一種全景網絡攝像頭，包括:依次連接的攝像頭、攝像頭接口、數據提取處理器、接收機、天線，所述攝像頭固定在能夠以360°範圍旋轉的旋轉裝置上，其特徵在於:所述攝像頭依次包括:焦距為Π第一透鏡組，焦距為f2的第二透鏡組，和焦距為f3的第三透鏡組，用於承接圖像的圖像傳感器晶片，其中第一透鏡組和第二透鏡組之間的間距可變，從而使得鏡頭組處於廣角端或望遠端，從廣角端到望遠端的移動量為f3st，在廣角端出所述第二透鏡組的放大倍率為R，系統的變焦比為Z:則:fl/f3在1.7到2.5之間取值，(f3st/f3)/Z在0.05到0.79之間取值。
[0006]作為本發明優選的實施例，所述攝像頭具有變焦功能。
[0007]作為本發明優選的實施例，所述第三鏡片組為具有電壓調變對焦功能的液態鏡頭組。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1全景網絡攝像頭原理圖；
[0009]圖2本發明的攝像頭的結構示意圖。
[0010]圖3是圖2所述的攝像頭的剖視圖。
【具體實施方式】
[0011]為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。[0012]圖1是根據本發明實施例的無線通信網絡100的插圖。
[0013]圖解的無線通信網絡包括所有的無線網絡元件通信到或通信經過的單個接入點101。為了簡潔和清楚起見，圖1的無線通信網絡100被圖解，其包括三個網絡元件103、105和107，但是應當理解實際的無線通信網絡可以包括更多活動或非活動的網絡元件。應當理解，接入點101可以經過有線通信鏈路被連接到其它的接入點或網絡元件。從而，接入點101可以在部分無線網絡的有線與無線部分之間起橋接作用。
[0014]在圖解的示例中，不同的網絡元件可以例如對應於個人電腦、用戶電子裝置、家用器具、印表機伺服器、個人數字助理、視聽設備或任何其它適當的裝置類型。
[0015]在特殊的實施例中，第一網絡元件103定期發射包括裝置標識和信息的宣告消息。宣告消息由接入點101來廣播。
[0016]第二網絡元件105可操作來接收和處理宣告消息。另外，第二網絡元件105可操作來發射由接入點101廣播的查詢消息。在所描述的實施例中，第三網絡元件107可操作來產生包括裝置標識的查詢響應消息並且將其發射到第二網絡元件105，第二網絡元件105可操作來接收並處理這個查詢響應消息。從而，第二網絡元件105在所述示例中將接收來自於其它網絡元件的裝置標識和信息。
[0017]第二網絡元件105包括一個或多個能夠察覺第二網絡元件105的操作物理環境的狀況的傳感器。例如，第二網絡元件可以處理視頻傳感器信號以提供基於視覺輸入的各種服務。在某些實施例中，第二網絡元件105可以例如視覺上檢測包括與其它網絡元件101、107相關聯的目標在內的目標的位置。
[0018]然而，基於傳感器信號的處理只趨向於導致可能是緩慢的、不可靠的、複雜的、受限的並且亞最佳的性能。例如，基於來自於視覺視頻攝像頭的傳感器信號的目標檢測可能是複雜並且不可靠的，並且可能基於對目標被檢測到的許多假設。例如，檢測諸如AV環境中的擴音器之類的目標一般來說將基於擴音器形狀、大小和顏色的假設。這些假設可能或多或少是正確的(例如特別設計的揚聲器如果沒有附加信息就不能識別)，從而導致在視覺傳感器信號中對擴音器的檢測不可靠並會發生變化。
[0019]根據本發明的實施例，傳感器信號的處理可以通過使用與將被檢測到的其它網絡元件的一個或多個物理特徵相關的信息而被簡化和/或改進。
[0020]在下文中，本發明的實施例將參考特殊的示例應用來描述。在該示例中，第一網絡元件103包括被連接到無線網絡通信單元的五個擴音器。第三網絡元件107包括嵌入了無線網絡通信單元的大屏幕視頻監視器。視頻監視器和擴音器共同形成視聽呈現布置，其中，視頻監視器呈現可視圖像而擴音器呈現相關聯的環繞聲。
[0021]根據本發明的實施例，第一和第三網絡元件103、107具有被存儲的與網絡元件103、107的物理特性相關的信息。特別地，第一網絡兀件103包括五個揚聲器中每個揚聲器的大小、形狀和顏色。類似地，第三網絡元件107包括視頻監視器的大小、形狀和顏色。
[0022]根據本發明，第一網絡元件103和第三網絡元件107可操作來包括與物理特徵消息中的物理特性相關的信息。而且，網絡元件包括用於向包括第二網絡元件105在內的其它網絡元件傳遞物理特徵消息的裝置。特別地，物理特徵消息可以被包括在由第一網絡元件103發射的宣告消息和由第三網絡元件107發射的查詢響應消息中。
[0023]所述實施例的第二網絡元件105的功能在圖1中被更詳細地圖解，而且將在下文中被更詳細地描述。
[0024]第二網絡元件105包括天線109，其接收由接入點101發射的無線的無線電信號並將它們供給接收機111。接收機111包括用於解調所接收信號和用於產生所接收信號的數據的所需功能塊是本【技術領域】中所熟知的。
[0025]數據被送到提取處理器113，其可操作來檢測物理特徵消息並從中提取物理特性信息。提取處理器113被耦合到情景處理器115，其可操作來確定第二網絡元件105的物理環境的物理情景特徵。提取處理器113可操作來把提取出來的物理特性信息送到情景處理器115。從而，情景處理器115第一網絡元件103的擴音器和第三網絡元件107的視頻監視器的大小、形狀和顏色的信息。
[0026]第二網絡元件105還包括視頻攝像頭117，其產生與第二網絡元件105的物理視覺環境相關的傳感器信號。視頻攝像頭117被耦合到視頻攝像頭接口 119，其產生來自於視頻攝像頭的圖像的適當的數字表示。視頻攝像頭接口 119被耦合到情景處理器115並且把數字表示送到情景處理器115。
[0027]情景處理器可操作用於響應於從提取處理器113和視頻攝像頭接口 119接收的信息來確定物理情景特徵。在所述實施例中，情景處理器115可操作來執行視覺檢測算法，尤其是執行目標檢測算法。應當理解，對來自於可視圖像的目標的檢測算法在本【技術領域】中為大家所熟知，從而就不在此做詳細描述了。一般來說，目標識別算法取得視覺傳感器信息並將其關聯到一組將被識別的目標的視覺特性。
[0028]特別地，情景處理器115基於在物理特徵消息中接收到的物理信息來執行目標檢測算法。從而，所述實施例中的目標檢測算法估計來自於視頻攝像頭117的圖像，以檢測第一網絡元件103和第三網絡元件107的大小、形狀和顏色的目標。
[0029]作為一個特殊的示例，第二網絡元件105可以位於視頻監視器和擴音器所處房間的中心。而且，第二網絡元件105可能包括用於旋轉視頻攝像頭117的功能塊以產生整個360°的圖像。然後，情景處理器115可以在圖像中搜索五個具有從第一網絡元件103接收的物理特徵消息指出的形狀和顏色的目標。對於每個被識別的目標，該目標與在物理特徵消息中指出大小相比的相對大小可以被用來確定從第二網絡元件105到不同的擴音器的距離。如果找到超過五個可能匹配該物理特性的目標，則不同的算法可以被用於選擇很可能的匹配。例如，低於或高於給出間隔的計算出的距離可以被拒絕。類似地，目標檢測算法估計圖像中與從第三網絡元件107接收的物理特徵消息中的目標形狀和顏色相同的目標。然後，它響應於圖像中的相對大小和物理特徵消息中的報告大小來確定到視頻監視器的距離。
[0030]因此，第二網絡元件105可以自動地檢測室內五個擴音器和視頻監視器的位置。檢測的速度和可靠性由於從其它網絡元件接收物理特徵消息的緣故而得到了極大的改進，並且應用的可行性和實踐性的確可以取決於物理特徵消息的可用性。從而，所述的實施例可以實現輔助和/或增強和/或改進的服務。
[0031]應當理解，不同目標的位置確定可以以很多不同的方法來使用，並且取決於具體應用而被用於許多不同的目的。例如，第二網絡元件105可以被用來自動地檢測和估計視聽裝備。例如，可以自動地產生更改揚聲器位置建議從而改進環繞聲性能，或者它可以計算優選或最佳的用戶位置以得到最佳的環繞聲效果。[0032]在上述實施例中，簡單的物理測量由其它的網絡元件103、107提供給第二網絡元件105。這些信息可以只被傳遞少量數據並且從而可以包括在短數據消息內。在其它的實施例中，具有更多詳細信息的更充實的數據量可以被傳遞。例如，第一和第三網絡元件103、107可以發射擴音器和/或視頻監視器的圖像組。例如，圖像可能具有來自於大量不同角度的對應目標。這些信息可以充分地簡化環境處理器115的目標識別，並且可以特別地使在第二網絡元件105的視覺環境中對目標的檢測的可靠性得到改進。
[0033]應當理解，儘管示例的實施例使用視覺傳感器輸入裝置，然而任何其它用於確定第二網絡元件105的物理環境特徵的適當的傳感器輸入裝置也可以被使用。
[0034]特別地，諸如麥克風之類的音頻傳感器可以被替換或另外地使用。從而，第二網絡元件105可以優選包括用於確定包括音頻和視頻信號的視聽信號的傳感器輸入。例如，這可能對視聽應用特別有用。例如，上述實施例的第二網絡元件可能另外檢測來自於五個不同擴音器的相對音量級。在一個簡單的實施例中，固定音量的信號可以順序地從五個擴音器中的每一個被發射，並且可以被第二網絡元件105檢測到。這可以不僅提供改進的音頻環境估計，而且還可以被用來簡化視覺環境的確定。例如，相對音量級可以被用來幫助確定從第二網絡元件105到單獨的擴音器的距離。
[0035]在所述的實施例中，網絡元件包括與網絡元件的固有物理特性相關的信息。這允許信息將在製造期間被存儲在網絡元件中，因此提供了一種產生物理信息的簡單方法。然而在其它的實施例中，網絡元件可以例如可操作用於替換或另外地基於網絡元件的物理特性來確定動態或環境，並且用於把這些包括在物理特徵消息中。例如，第三網絡元件107可以確定視頻監視器是被安裝在牆壁上還是被放置在架子上。這些信息可以簡化第二網絡元件105對視頻監視器的檢測。
[0036]在某些實施例中，網絡元件可操作來給用戶發射表示信號。例如在上述的實施例中，視頻監視器發射視頻圖像而擴音器發射音頻信號。在某些實施例中，物理特徵消息可以包括網絡元件發射的物理信號的當前特徵的信息。
[0037]從而，第三網絡元件107可以傳遞包括與正被發射的視頻圖像相關的信息的物理特徵消息。這可以提供改進的第二網絡元件105的目標檢測。例如，如果第二網絡元件105具有指出當前正舉行足球比賽的信息，則它可以響應於與這些目標每一個相關聯的綠色量在兩個候選目標之間選擇。
[0038]在某些實施例中，物理信號的數據表示可以被包括在物理特徵消息中。例如，將被顯示在視頻監視器上的高度壓縮的MPEG-2信號表示可以被包括在內，從而提供了非常精確的檢測。然而，這需要在很多應用中都不切實際的大量數據的傳遞。因此，更多間接的信息往往可以被使用，例如包括指出的被呈現的內容類型的信息或音頻採指紋信息。
[0039]在某些實施例中，網絡元件可以可操作用於在被呈現的物理信號中嵌入標誌。例如，第三網絡元件107可以包括觀察者注意不到的很少發生的視覺特徵。然而，第二網絡元件105卻可以檢測到清楚的圖案，從而提供了對來自於視頻攝像頭的圖像中的目標的精確檢測。被嵌入標誌的信息可以被包括在物理特徵消息中，因此允許第二網絡元件105接收這些信息並將其用於目標識別。優選地，標誌是十分細微從而用戶注意不到，並且因此可以被嵌入實況的圖像信號中。在其它的實施例中，標誌可以是特殊的測試信號。例如，視頻監視器可以在第二網絡元件105使用的測試期間發射特殊的顏色序列，以確定物理情景。[0040]在某些實施例中，發射物理特徵消息的網絡元件可以自己來檢測它們的環境特徵並將其包括在物理特徵消息中。例如，網絡元件可以包括GPS接收機，其可操作用於檢測網絡元件的位置並將其包括在物理特徵消息中。
[0041]發射物理特徵消息的網絡元件可以另外或替換地包括移動檢測器。如果移動檢測器確定網絡元件已經移動，則它可以執行物理環境的再估計並且發射指示新環境的更新的物理特徵消息。移動檢測器例如可以是一個簡單振動檢測器。
[0042]在下文中，可以顯現或簡化物理特徵消息的傳輸的應用的特殊示例將被描述。在這個示例中，一個房子可以包括動態網絡的大量網絡元件。這些網絡元件可以包括電視、音頻環繞聲放大器、擴音器、計算機等等。一部分或全部的這些網絡元件可操作用於經由動態網絡發射物理特徵消息。
[0043]在這個環境中，控制網絡元件可以包括顯示器並對部分或全部網絡元件執行遙控功能。從而，用戶可以使用單個可攜式控制網絡元件來控制放置在整個房子中的設備和裝置。例如，同一控制網絡元件可以控制環繞聲的音量、DVD播放器的操作以及一個或多個房間中的光源。
[0044]在所述實施例中，控制網絡元件可操作用於確定指出房子中一部分或全部的網絡元件的物理位置地圖。優選地，房子的平面圖可以被手動地輸入，並且控制網絡元件可以自動地確定其它網絡元件的位置並且將它們關聯到平面圖。特別地，如圖1的實施例所說明的，控制網絡元件可以包括基於所接收的物理特徵消息執行目標的視覺檢測的視頻攝像頭。
[0045]優選地，控制網絡元件被繞著房子移動，自動地採集物理特徵消息並檢測不同的網絡元件的位置。從而，位置圖可以被自動地或半自動地確定，並且可以在優選地是控制網絡元件一部分的適當顯示器上被呈現給用戶。優選地，控制網絡元件連續地或有規律地執行目標檢測，因此允許控制網絡自動地檢測任何網絡元件的位置變化並自動地更新位置圖。
[0046]所述攝像頭117，具有如下結構特徵:
[0047]同時配合參閱圖2及圖3，分別為本發明的變倍率液態鏡頭裝置的第一實施例的一示意圖與一剖面圖。本發明的變倍率液態鏡頭裝置用以外界物體光線聚集，以成像於一圖像傳感器I上。
[0048]本裝置具有一鏡筒40,為便於說明，將圖中箭頭所指方向定義為該鏡筒40的前方，箭頭所指的相反方向為其後方。該鏡筒40上具有一沿該鏡筒40的前後方向延伸的長條形穿槽41。本裝置主要包含固定在該鏡筒40內最前方的一第一鏡片組11、位於該鏡筒40內的第一鏡片組11之後並可前後移動的一活動式第二鏡頭組21、位於該第二鏡片組21後方並固定在鏡筒40內的第三鏡片組31。
[0049]該第一鏡片組11具有聚光的能力，能收集外界的光通過並進入至該鏡筒40內部，以進行下一步的光學處理。
[0050]該第二鏡片組21主要作為調整焦距變化之用，其藉助一鏡座22與一露出該穿槽41的撥杆42相接合。使用者可藉助撥動該撥杆42，使該鏡座22帶動該第二鏡片組21於該鏡筒40內移動。在本實施例中，為藉助穿伸於該穿槽41的該撥杆42來移動該第二鏡片組21，實際實施時，可採取導軌、凸輪、連杆、螺旋牙配或齒輪等構件的等效手動機構組合來移動該第二鏡片組21。
[0051]該第三鏡片組31為具有電壓調變對焦功能的液態鏡頭組，其中該液態鏡頭可為介電力效應(Dielectric force)、電潤溼效應(Electro wetting effect)或微流體(Microfluid)的形變式變焦透鏡(Shape-changed lens)。該第三鏡片組31可透過電壓值的調變，改變其內部二液體之間的接口曲率，變化其自身的焦距，使經由該第二鏡片組21的光線再做更進一步的對焦，使外界的物體光線得以準確地聚集而成像於圖像傳感器I上。
[0052]上述該第一鏡片組11、該第二鏡片組21與該第三鏡片組31的屈光度依序為正、負、正的配置方式。
[0053]此外，本裝置於第二鏡片組21與第三鏡片組31之間，且靠近於第三鏡片組31處設置有一平凸透鏡51，且該平凸透鏡51具有一凸出面511面向著第二鏡片組21，用以將通過該第二鏡片組21的光線導引至該第三鏡片組31。於第三鏡片組31與該影像傳感器I之間依序安置一雙凹透鏡52及一雙凸透鏡53，用以將通過該第三鏡片組31的光線導引至該圖像傳感器I上。
[0054]藉助移動該撥杆42以調整該第二鏡片組21相對於該第一鏡片組11的位置，使本發明的變倍率鏡頭裝置可於廣角與望遠兩種不同模式間轉換。
[0055]假設第一鏡片組11的焦距為fl，第二鏡片組21的焦距為f2，第三鏡片組31的焦距為f3，從廣角端到望遠端的移動量為f3st，在廣角端出第二鏡片組21的放大倍率為R，系統的變焦比為Z。則:
[0056]fl/f3在1.7到2.5之間取值，(f3st/f3) /Z在0.05到0.79之間取值。在上述數值範圍內時系統的像差較小，整體體積較小。
[0057]以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述使用方法的限制，上述使用方法和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。
【權利要求】
1.一種全景網絡攝像頭，包括:依次連接的攝像頭、攝像頭接口、數據提取處理器、接收機、天線，所述攝像頭固定在能夠以360°範圍旋轉的旋轉裝置上，其特徵在於:所述攝像頭依次包括:焦距為Π第一透鏡組，焦距為f2的第二透鏡組，和焦距為f3的第三透鏡組，用於承接圖像的圖像傳感器晶片，其中第一透鏡組和第二透鏡組之間的間距可變，從而使得鏡頭組處於廣角端或望遠端，從廣角端到望遠端的移動量為f3st，在廣角端出所述第二透鏡組的放大倍率為R，系統的變焦比為Z，則:fl/f3在1.7到2.5之間取值，(f3st/f3)/Z在0.05到0.79之間取值。
2.如權利要求1所述的全景網絡攝像頭，所述攝像頭具有變焦功能。
3.如權利要求1所述的全景網絡攝像頭，所述第三鏡片組為具有電壓調變對焦功能的液態鏡頭組。
【文檔編號】H04N5/225GK103826040SQ201210466916
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年11月17日 優先權日:2012年11月17日
【發明者】耿振民 申請人:無錫華御信息技術有限公司