專利名稱：具有攝全景和/或傾斜功能的數(shù)字照相機及這種照相機的圖像轉動裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到一種具有攝全景和/或傾斜(tilting)功能的數(shù)字照相機，特別是涉及一種具有如透鏡或物鏡的光輸入元件和圖像獲取單元及控制器的照相機外殼的數(shù)字照相機。本發(fā)明還涉及到用于為這種數(shù)字照相機提供攝全景和/或傾斜功能的圖像轉動裝置。
背景具有攝全景和/或傾斜功能的數(shù)字照相機的普通實例是網絡(web)照相機，網絡照相機例如可以安裝在為了監(jiān)視、生產監(jiān)測等的給定的位置處。網絡照相機包括透鏡或物鏡形式的光學輸入元件和用于從光輸入元件接收到光來產生數(shù)字圖像的圖像獲取單元。通常，圖像獲取單元包括CCD元件(電荷耦合器件)。網絡照相機包括軟件和硬件以將其連接到給定的網絡上，例如以太網或雙標環(huán)網絡中。網絡照相機設置成以一特定速率產生數(shù)字圖像，如以每秒1-25幅圖像的速率。為了提高由網絡照相機覆蓋的可視量，照相機設置有用于攝全景和/或傾斜照相機的機械裝置?？偠灾皵z全景”指的是在水平平面內以一給定的角度(一般為0°-360°)轉動照相機，“傾斜”指的是在垂直平面內以一給定的角度(一般為0°-180°)轉動照相機。
在現(xiàn)有技術的網絡照相機中，攝全景和/或傾斜功能是通過移動整個照相機或至少移動其物鏡而實現(xiàn)的。因為照相機和物鏡具有一相當大的重量，所以這樣需要復雜的、大的和貴重的機構。另外，照相機攝全景或傾斜的速度因需要移動較大的質量而受到了限制。
概述本發(fā)明的目的是提供一種數(shù)字照相機，該照相機允許較快地和比較準確地攝全景和/或傾斜，因此允許照相機在單位時間內產生更多的圖像。另外，本發(fā)明的目的是提供一種圖像轉動裝置，該裝置外部地安裝在數(shù)字照相機上用于提供有效而快速的攝全景和/或傾斜功能，而不需要大的和貴重的機構。
上述目的通過提供具有圖像轉動裝置的數(shù)字照相機來實現(xiàn)，圖像轉動裝置具有外部安裝到照相機外殼上的反射鏡和轉動元件，該轉動元件用于相對照相機外殼的光輸入(透鏡或物鏡)地響應從數(shù)字照相機的控制器收到的角度位移控制信號以轉動反射鏡。
可以從以下的詳細說明、附加的權利要求書及其附圖理解本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點。
附圖簡述參考附圖，詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其中

圖1是根據(jù)本優(yōu)選實施例的數(shù)字照相機的整體結構的框圖；圖2是圖像轉動裝置和安裝有圖像轉動裝置的照相機的第一側面；圖3是圖2所示的圖像轉動裝置和照相機的第二側面；圖4是圖2和圖3所示的圖像轉動裝置的頂視圖。
詳細說明參見圖1，數(shù)字照相機300以基本的模塊方式示出。數(shù)字照相機300設置成產生一個或多個類屬對象100的數(shù)字圖像，類屬對象100可以是所有的呈現(xiàn)在一個由數(shù)字照相機300光學覆蓋的范圍內的物理目標。發(fā)明的圖像轉動裝置200在數(shù)字照相機的光輸入元件400的前面外部安裝到數(shù)字照相機300上。光輸入元件400是公知的透鏡或物鏡。圖像轉動裝置200的目的是將數(shù)字照相機的視場在至少一個平面內有效地延伸，優(yōu)選地在水平平面和垂直平面內。參見圖2到圖4，詳細描述圖像轉動裝置200的優(yōu)選實施例。
如圖1所示，數(shù)字照相機300還包括圖像獲取單元500，該單元安裝有適宜的裝置用于產生表示目標100的數(shù)字圖像。優(yōu)選地，圖像獲取單元500包括一個CCD元件(電荷耦合裝置)，其內部結構是本領域的技術人員公知的。數(shù)字照相機300還具有用于控制圖像獲取單元500和外部圖像轉動裝置200的控制器600?？刂破?00有效地連接到裝置200和單元500上還連接到用于存儲圖像獲取單元500所獲取的圖像的數(shù)字存儲器700上。另外，數(shù)字照相機300可以包括圖像轉換單元800，其目的是當視場被攝全景或傾斜時，轉動數(shù)字圖像以補償由圖像轉動裝置200引起的轉動效應。圖像轉換單元800對應于一個關于物鏡400的圖像轉動裝置200的一個轉動角度且當轉換數(shù)字圖像以補償當前的攝全景和/或傾斜角度時利用這一轉動角度?？梢源_信數(shù)字照相機領域的技術人員可以很好地完成這一圖像轉換，即在一個方向或多個方向轉動數(shù)字圖像。因此，這里不對圖像轉換單元800的內部結構作詳細描述。
存儲器700可以是商業(yè)的存儲器，例如EEPROM存儲器。
如圖1所示，數(shù)字照相機300可以連接到網絡900，例如以太網或雙標環(huán)網絡中，這些網絡可以是互聯(lián)網的一部分。在這一申請中，數(shù)字照相機300的控制器600安裝有適宜的軟件以允許數(shù)字照相機300適合在網絡900上、即在產生數(shù)字圖像的網絡服務器上作為網絡照相機使用。
數(shù)字照相機300的攝全景和/或傾斜角度，或特別是圖像轉動裝置關于物鏡400的中心軸改變照相機300視場的角度，可以由照相機用戶通過網絡900訪問控制器600來設定和改變?；蛘呤?，攝全景和/或傾斜角度可以由直接連接到數(shù)字照相機300上的計算機來控制。
參見圖2到圖4詳細描述圖像轉裝置200的優(yōu)選實施例。在這些圖中示出了以下的元件數(shù)量標號名稱119 框架118 齒形帶張緊裝置117 帶輪116 齒形帶115 帶輪114 齒形帶113 齒形帶張緊裝置212 光傳感器111 反射鏡保持架110 傾斜反射鏡19 固定反射鏡18 照相機鏡頭(物鏡)27 馬達16 照相機外殼15 反射鏡輪14 傘形齒輪
13傾斜軸22固定件11導向輪圖像轉動裝置200具有包括第一固定反射鏡9和第二傾斜反射鏡10的鏡系統(tǒng)。固定反射鏡9以相對于照相機300的光軸呈37°的角度直接安裝在物鏡8的前面。固定反射鏡9安裝在反射鏡輪5上，它繞物鏡轉動因此提供0°到360°范圍的轉動角度的視場。
在視場的中心，安裝有傾斜反射鏡10，以使其轉動軸垂直于照相機的光軸。傾斜反射鏡10由反射鏡輪5保持，因此，引起傾斜反射鏡10繞物鏡8和固定反射鏡9一起轉動。由于反射鏡9和10關于物鏡8的幾何設置，可以在短時間內進行大量的監(jiān)測。
傾斜反射鏡10連接到反射鏡保持架11上，反射鏡保持架11依次在兩個固定件2之間樞接到反射鏡輪5上。在反射鏡輪5的對面，同軸安裝有稍小的導向輪1。傾斜軸3同反射鏡輪偏心安裝，因此，引起傾斜反射鏡10的移動。導向輪1將其運動轉換給傾斜軸3且從傾斜軸3經過傘形齒輪4轉換到反射鏡保持架11。這種排列類似于行星齒輪，其中，導向輪表示中心輪，傾斜軸表示一行星輪。反射鏡輪作為行星輪的保持架。
當反射鏡輪不移動時，如果導向輪轉動，則傾斜軸3將繞本身的軸轉動，其中，反射鏡保持架11將繞其自身的轉動軸轉動。因此，傾斜反射鏡10相對反射鏡輪5轉動，且視場的中心軸將會相對照相機的光軸呈現(xiàn)一角度。如果反射鏡輪5和導向輪1以相同的角速度轉動，則在傾斜軸上就沒有相對移動且因此不存在鏡保持架/鏡繞其自身的轉動軸的轉動。但是，反射鏡輪5作為一整體將會與固定反射鏡9和傾斜反射鏡10一起以同照相機的光軸恒定的角度轉動。
換言之，通過同時轉動反射鏡輪5和導向輪1，視場可以以任何給定的傾斜角轉動360°。然后，如果輪系彼此相互轉動，則鏡保持架11的角度將會發(fā)生改變，且視場將再一次以新的傾斜角轉動360°。這樣，可以圍繞照相機覆蓋很大的區(qū)域，且可以得到在大量的范圍內任意給定位置的圖像。
反射鏡輪5和導向輪1由相應的馬達7驅動。如圖2-4所示地配置有帶輪15、7；齒形帶14、16和齒形帶張緊裝置13、18。
發(fā)明的圖像轉動裝置至少具有以下的優(yōu)點
●轉動件的低慣性矩●高的攝全景/傾斜調整速度，短時的角度設定●高的設定精度●微型化設計●少的結構組件●低的制造成本●柔性設計●簡單的攝全景/傾斜控制●寬的視場以上參照優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了描述。但是這里公開的實施例以外的其它實施例也在由所附的獨立的專利權利要求所限定的本發(fā)明的范圍內。
權利要求
1.一種具有攝全景和/或傾斜功能的數(shù)字照相機(300)，包括具有例如透鏡或物鏡(8)的光輸入元件(400)的照相機外殼(6)；用于從通過光輸入接收的光產生數(shù)字圖像的圖像獲取單元(500)；控制器(600)；外部安裝到照相機外殼(6)上的第一反射鏡(9)和連接到控制器(600)且用于以相對照相機外殼(6)的光輸入(400、8)的轉動角度轉動第一反射鏡的圖像轉動裝置(200)，其特征在于圖像轉換單元(800)，它連接到圖像獲取單元(500)且用于將由所述圖像獲取單元(500)所獲取的數(shù)字圖像轉動相對于所述第一反射鏡(9)的轉動角的角度。
2.一種如權利要求1所述的數(shù)字照相機，還包括外裝在照相機外殼(6)上的第二反射鏡(10)，其中所述圖像轉動裝置(200)用來以相對照相機外殼(6)的光輸入元件(400、8)的第二轉動角度轉動第二反射鏡。
3.一種用于數(shù)字照相機(300)的圖像轉動裝置(200)，所述的數(shù)字照相機(300)具有照相機外殼(6)、例如透鏡或物鏡(8)的光輸入元件(400)、和用于從通過光輸入元件接收的光產生數(shù)字圖像的圖像獲取單元(500)，該圖像轉動裝置包括外裝到照相機外殼(6)上的第一反射鏡(9)，和用于以相對照相機外殼的光輸入元件(400、8)的第一轉動角轉動所述第一反射鏡的第一轉動元件(5、7)，其特征在于外裝到照相機外殼(6)上的第二反射鏡(10)；和用于以相對照相機外殼的光輸入元件(400、8)的第二轉動角轉動第二反射鏡的第二轉動元件(3、7)。
全文摘要
數(shù)字照相機(300)具有攝全景和/或傾斜功能且包括:具有例如透鏡或物鏡(8)的光輸入元件(400)的照相機外殼(6);用于從通過光輸入元件得到的光產生數(shù)字圖像的圖像獲取單元(500);和控制器(600)。第一反射鏡(9)外裝在照相機外殼(6)上。圖像轉動裝置(200)接收到來自控制器(600)的角位移信號且以相對照相機外殼(6)的光輸入元件(400,8)呈一角度地轉動第一反射鏡。
文檔編號H04N101/00GK1343323SQ0080507
公開日2002年4月3日 申請日期2000年3月17日 優(yōu)先權日1999年3月19日
發(fā)明者W·薩格法爾克, L·阿布拉哈姆松 申請人:安訊士公司