CN100579177C - 监视摄像机装置 - Google Patents

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Abstract

此处公开了一种监视摄像机装置，包括：外壳组件，具有带内表面的倾斜的板状部分；容纳于所述外壳组件中的摄像机组件；所述摄像机组件包括：固定件；具有摇摄轴线的摇摄轴；和所述摇摄轴形成为一体的保持件；具有仰摄轴线的仰摄轴；成像单元，用于通过形成所述外壳组件一部分的所述倾斜的板状部分的所述开孔拍摄特定目标的图像；摇摄电动机，用于环绕所述摇摄轴线驱动所述摇摄轴；控制单元，用于控制所述摇摄电动机使所述成像单元环绕所述摇摄轴的所述摇摄轴线转动。

Description

监视摄像机装置
技术领域
本发明涉及一种监视摄像机装置，尤其是涉及一种作为构成监视系统的一部分的监视摄像机装置，该监视系统用于监视特定目标例如强行侵入不经许可任何人都不得进入的特殊房间的没有资格的人和其它入侵者。
背景技术
到目前为止，已经提出了大量的不同的常规监视摄像机装置，其包括一个具有开孔的外壳组件，一个容纳于外壳组件中的摄像机组件，所述摄像机组件通过所述外壳组件的开孔拍摄特定目标的图像。
这类常规监视摄像机装置的一个典型的例子是，其包括一个外壳组件100和一个容纳于外壳组件100中的摄像机组件125。如图13所示，外壳组件100包括一个倾斜的板状部分121，其限定一个具有中心轴线圆形开孔185；中空半球状部分130。
如图11所示，摄像机组件125包括一个固定件；一个摇摄轴140，其中具有摇摄轴线“A”，摇摄轴140由固定件支撑着来环绕摇摄轴线“A”转动；一个完全和摇摄轴140形成为一体的保持件109；一个仰摄轴150，其中具有仰摄轴线“B”，在仰摄轴150的仰摄轴线“B”垂直于摇摄轴140的摇摄轴线“A”的状态下，仰摄轴150由保持件109保持着并环绕仰摄轴线“B”转动；一个成像单元110，用于通过形成外壳组件100一部分的倾斜的板状部分121的开孔185拍摄特定目标的图像，其中成像单元110具有光轴129，在成像单元110的光轴129垂直于仰摄轴150的仰摄轴线“B”的状态下，成像单元110完全由仰摄轴150支撑着。
摄像机组件125还包括一个用于环绕摇摄轴线“A”驱动摇摄轴140转动的摇摄电动机160；一个用于环绕仰摄轴线“B”驱动仰摄轴150转动的仰摄电动机170；和一个控制单元120，用于控制摇摄电动机160使成像单元110环绕摇摄轴140的摇摄轴线“A” 转动，以及控制仰摄电动机170使成像单元110环绕仰摄轴150的仰摄轴线“B”转动。
如图12所示，控制单元120包括摇摄信号产生装置161，用于产生一个与摇摄轴140有关的摇摄信号；摇摄值计算装置165，用于计算表明摇摄角“θp”的摇摄值，以响应由摇摄信号产生装置161产生的摇摄信号；仰摄信号产生装置171，用于产生一个与仰摄轴150有关的仰摄信号；仰摄值计算装置175，用于计算表明仰摄角“θt”的仰摄值，以响应由仰摄信号产生装置171产生的仰摄信号。
控制单元120还包括摇摄值上限存储装置164，用于事先存储一个预定的摇摄上限值“Θpmax”；摇摄电动机控制装置163，用于控制摇摄电动机驱动装置162，使摇摄电动机驱动装置162驱动摇摄电动机160，响应从摇摄上限值存储装置164接收到的预定的摇摄上限值“Θpmax”和由摇摄值计算装置165计算所得的摇摄值，并且摇摄电动机驱动装置162用于驱动摇摄电动机160以使摇摄电动机160的驱动轴围绕摇摄电动机160驱动轴的中心轴线转动。
控制单元120还包括仰摄上限值存储装置174，用于事先存储一个预定的仰摄上限值“Θtmax”；仰摄电动机控制装置173，用于控制仰摄电动机驱动装置172，使仰摄电动机驱动装置172驱动仰摄电动机170，响应从仰摄上限值存储装置174接收到的预定的仰摄上限值“Θtmax”和由仰摄值计算装置175计算所得的仰摄值，并且仰摄电动机驱动装置172用于驱动仰摄电动机170以使仰摄电动机170的驱动轴围绕摇摄电动机170驱动轴的中心轴线转动。
如先前所述构成的常规监视摄像机装置可被安全可靠的安置于，例如为一个特殊房间的天花板顶壁之上，用以监视特定目标例如强行侵入不经许可任何人都不得进入的该特殊房间的没有资格的人和其它入侵者的。
为了使成像单元110环绕摇摄轴140的摇摄轴线“A”转动，微型计算机可操作地向控制单元120输出操作命令信号。来自微型计算机单元的操作命令信号首先由控制单元120通过输出终端166接收。然后摇摄电动机驱动装置162由摇摄电动机控制装置163控制，以使成像单元110环绕摇摄轴140的摇摄轴线“A”转动，响应通过输出终端166从微型计算机单元接收到的操作命令信号、通过摇摄值计算装置165计算所得的摇摄值和从摇摄上限值存储装置164接收到的预定的摇摄上限值“Θpmax”。
而后，当摇摄电动机控制装置163判断出通过摇摄值计算装置165计算所得的摇摄值比从摇摄上限值存储装置164接收到的预定的摇摄上限值“Θpmax”较小时，摇摄电动机驱动装置162由摇摄电动机控制装置163控制使成像单元110环绕摇摄轴140的摇摄轴线“A”转动。另一方面，当摇摄电动机控制装置163判断出通过摇摄值计算装置165计算所得的摇摄值不比从摇摄上限值存储装置164接收到的预定的摇摄上限值“Θpmax”较小时，摇摄电动机驱动装置162由摇摄电动机控制装置163控制使成像单元110不能环绕摇摄轴140的摇摄轴线“A”转动。
参照图14，曲线图表示与仰摄角“θt”相关联的预定的摇摄上限值“Θpmax”，虚线200表示摇摄上限值“Θp”和仰摄上限值“Θt”中的每一个，第一条直线通过点“R1”和点“R2”，第二条直线通过点“R1”和点“R8”，第三条直线通过点“R2”和点“R9”，由虚线200和第一至第三条直线定义一个区域。摇摄上限值“Θp”和仰摄上限值“Θt”各自依赖于所述的倾斜的板状部分121的开孔185的形状和所述倾斜角“θo”，其是倾斜的板状部分121的内表面和垂直板状部分的内表面面面相交的角度。
如果成像单元110移进前面所述的由虚线200和第一至第三条直线定义的区域，外壳组件100的倾斜的板状部分121会起到阻止成像单元110拍摄特定目标图像的作用。
然而，如先前所述这样构成的常规监视摄像机装置遇到这样的问题，即每个摇摄电动机和仰摄电动机被控制单元控制，使成像单元环绕每个摇摄轴的摇摄轴线和仰摄轴的仰摄轴线转动时，未考虑外壳组件的倾斜的板状部分的倾斜角和开孔的形状。这导致这样的事实即外壳组件的倾斜的板状部分会起到阻止成像单元拍摄特定目标的图像的作用。该外壳组件的倾斜的板状部分会起到阻止成像单元拍摄特定目标的作用这个事实的结果是，外壳组件的倾斜的板状部分使监视系统不可能监视一个特定目标，例如入强行侵入不经许可任何人都不得进入的的特殊房间的没有资格的人和其它入侵者。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种监视摄像机装置，其能够控制每个摇摄电动机和仰摄电动机以使成像单元环绕每个摇摄轴的摇摄轴线和仰摄轴的仰摄轴线转动，同时考虑外壳组件的倾斜的板状部分的倾斜角和开孔的形状。
本发明的另一个目的是提供一种监视摄像机装置，其生产成本低廉。
本发明的再一个目的是提供一种监视摄像机装置，其构造简单，易于缩小尺寸。
依据本发明的第一个目的，提供一种监视摄像机装置，包括：一个外壳组件，具有带内表面的倾斜的板状部分；一个容纳于所述外壳组件中的摄像机组件，在形成为所述外壳组件一部分的所述倾斜的板状部分中有一个开孔，所述开孔中有一个中心轴线，所述开孔具有和所述外壳组件的倾斜的板状部分的内表面同面(flush)的一个假想的内表面，所述假想的内表面是圆形，所述摄像机组件，包括：一个固定件；一个具有一个摇摄轴线的摇摄轴，所述摇摄轴由所述固定件支撑着可环绕所述摇摄轴线转动；一个完全和所述摇摄轴形成为一体的保持件；一个具有一个仰摄轴线的仰摄轴，在所述仰摄轴的仰摄轴线垂直于所述摇摄轴的摇摄轴线的状态下，所述仰摄轴由所述保持件支持着可环绕所述仰摄轴线转动；一个成像单元，用于通过形成所述外壳组件一部分的倾斜的板状部分的开孔拍摄一个特定目标的图像，其中所述成像单元具有光轴，在所述成像单元的光轴垂直于所述仰摄轴的仰摄轴线的状态下，所述成像单元完全由仰摄轴支撑着；一个摇摄电动机，用于环绕所述摇摄轴线驱动所述摇摄轴；和一个控制单元，用于控制所述摇摄电动机使所述摇摄电动机环绕所述摇摄轴的摇摄轴线转动所述成像单元，以响应环绕所述仰摄轴线被驱动的所述仰摄轴的转动。
监视摄像机装置还包括一个仰摄电动机，用于环绕所述仰摄轴线驱动所述仰摄轴转动，所述控制单元可以有效地控制所述仰摄电动机使所述仰摄电动机环绕所述仰摄轴的仰摄轴线转动所述成像单元，以响应环绕所述摇摄轴线被驱动的所述摇摄轴的转动。
在第一个假想仰摄平面上，所述成像单元的光轴可以同所述摇摄轴的摇摄轴线共面。在第一个假想的摇摄平面上，所述成像单元的光轴可以同所述仰摄轴的仰摄轴线共面。第一个假想仰摄平面可以和使所述开孔的所述轴线位于其上的第二个假想仰摄平面以在第一个假想的仰摄平面和第二个假想的仰摄平面之间的摇摄角相交。第一个假想摇摄平面可以和使开孔的轴线位于其上的第二个假想摇摄平面以在第一个假想的摇摄平面和第二个假想的摇摄平面之间的仰摄角相交。
所述控制单元可以包括：摇摄信号产生装置，用于产生一个与所述摇摄轴的所述转动相关的摇摄信号；摇摄值计算装置，用于计算表示一个所述第一个假想的仰摄平面和所述第二个假想的仰摄平面之间的所述摇摄角的摇摄值，以响应由所述摇摄信号产生装置产生的所述摇摄信号；仰摄信号产生装置，用于产生一个与所述仰摄轴的所述转动相关的仰摄信号；仰摄值计算装置，用于计算一个表示所述第一个假想的摇摄平面和所述第二个假想的摇摄平面之间的仰摄角的仰摄值，以响应由所述信号产生装置产生的所述仰摄信号；摇摄上限值存储装置，用于事先存储一个与第一个假想的摇摄平面和第二个假想的摇摄平面之间的仰摄角相关联的预定的摇摄上限值，并输出摇摄上限值，响应由所述仰摄值计算装置计算所得的仰摄值；摇摄值判断装置，用于基于由所述仰摄值计算装置计算所得的仰摄值，判断从所述摇摄上限值存储装置接收到的摇摄上限值是不是超过由摇摄值计算装置计算所得的摇摄值；摇摄电动机驱动装置，驱动摇摄电动机使所述摇摄电动机的驱动轴环绕摇摄电动机驱动轴的中心轴线转动；摇摄电动机控制装置，控制摇摄电动机驱动装置，基于所述摇摄值判断装置的判断结果，使摇摄电动机驱动装置驱动摇摄电动机；仰摄上限值存储装置，用于事先存储一个与第一个假想的仰摄平面和第二个假想的仰摄平面之间的摇摄角相关联的预定的仰摄上限值，并输出仰摄上限值，响应由所述摇摄值计算装置计算所得的摇摄值；仰摄值判断装置，用于基于由所述摇摄值计算装置计算所得的摇摄值，判断从所述仰摄上限值存储装置接收到的仰摄上限值是不是超过由仰摄值计算装置计算所得的仰摄值；仰摄电动机驱动装置，驱动仰摄电动机使所述仰摄电动机的驱动轴环绕仰摄电动机驱动轴的中心轴线转动；仰摄电动机控制装置，控制仰摄电动机驱动装置，基于所述仰摄值判断装置的判断结果，使仰摄电动机驱动装置驱动仰摄电动机。
所述保持件的横截面成为L形，含有一个表面平行于固定件表面的第一板状部分，和一个表面垂直于第一板状部分表面，且与第一板状部分完全形成为一体的第二板状部分。
外壳组件还包括由垂直和水平板状部分构成的两个不同部分，其每个部分具有一个内表面，在垂直板状部分的内表面与倾斜的板状部分的内表以垂直板状部分的内表面与倾斜的板状部分的内表面之间的第一倾斜角度面面相交的状态下，垂直板状部分与倾斜的板状部分完全形成为一体；在水平板状部分的内表面与倾斜的板状部分的内表面以垂直板状部分的内表面与倾斜的板状部分的内表面之间的第二倾斜角度面面相交的状态下，水平板状部分与倾斜的板状部分完全形成为一体；且垂直板状部分的内表面与水平板状部分的内表面以垂直板状部分的内表面与水平板状部分的内表面之间的垂直角度面面相交的状态下，垂直板状部分与水平板状部分完全形成为一体。
外壳组件还包括一个具有中心轴线的中空半球状部分，在中空半球状部分的中心轴线与倾斜的板状部分的开孔的中心轴线彼此轴向对准的状态下，中空半球状部分与倾斜的板状部分完全形成为一体。
在摇摄轴的摇摄轴线与倾斜的板状部分的开孔的中心轴共面的状态下，构成摄像机组件一部分的固定件可以可靠地与构成外壳组件一部分的水平板状部分形成为一体。
在摇摄轴的摇摄轴线与构成外壳组件一部分的倾斜的板状部分的开孔的中心轴，彼此相交于构成外壳组件一部分的倾斜的板状部分的开孔的假想内表面的中心点的状态下，构成摄像机组件一部分的固定件可以可靠地与构成外壳组件一部分的水平板状部分形成为一体。
摇摄电动机驱动装置可以有效的设定三个不同的工作状态，包括驱动摇摄电动机使成像单元顺时针环绕摇摄轴的摇摄轴线转动的第一工作状态，驱动摇摄电动机使成像单元逆时针环绕摇摄轴的摇摄轴线转动的第二工作状态，和驱动摇摄电动机使成像单元不能环绕摇摄轴的摇摄轴线转动的第三工作状态。
仰摄电动机驱动装置可以有效的设定三个不同的工作状态，包括驱动仰摄电动机使成像单元顺时针环绕仰摄轴的仰摄轴线转动的第一工作状态，驱动仰摄电动机使成像单元逆时针环绕仰摄轴的仰摄轴线转动的第二工作状态，和驱动仰摄电动机使成像单元不能环绕仰摄轴的仰摄轴线转动的第三工作状态。
摇摄电动机控制装置可以有效地控制摇摄电动机驱动装置，当摇摄值判断装置判断出由摇摄值计算装置计算所得的摇摄值等于由摇摄上限值存储装置存储的摇摄上限值时，使摇摄电动机驱动装置设为所述第三工作状态。
仰摄电动机控制装置可以有效地控制仰摄电动机驱动装置，当仰摄值判断装置判断出由仰摄值计算装置计算所得的仰摄值等于由仰摄上限值存储装置存储的仰摄上限值时，使仰摄电动机驱动装置设为所述第三工作状态。
控制单元可操作地连接到一个微型计算机，用于产生一个操作命令信号使成像单元自动地环绕摇摄轴的摇摄轴线转动。当摇摄值判断装置判断出由摇摄值计算装置计算所得的摇摄值等于由摇摄上限值存储装置存储的摇摄上限值时，摇摄电动机控制装置可以有效地控制摇摄电动机驱动装置，从第一工作状态和第二工作状态中的一个状态切换到由摇摄电动机驱动装置设定的第一工作状态和第二工作状态中的一个工作状态。
控制单元可操作地连接到一个微型计算机，用于产生一个操作命令信号使成像单元自动地环绕仰摄轴的仰摄轴线转动。当仰摄值判断装置判断出由仰摄值计算装置计算所得的仰摄值等于由仰摄上限值存储装置存储的仰摄上限值时，仰摄电动机控制装置可以有效地控制仰摄电动机驱动装置，从第一工作状态和第二工作状态中的一个状态切换到由仰摄电动机驱动装置设定的第一工作状态和第二工作状态中的一个工作状态。
摇摄上限值存储装置可以有效地预先进一步存储一个同所述第一假想摇摄平面和第二假想摇摄平面之间的仰摄角相关的机械限定摇摄值，机械限定摇摄值比摇摄上限值较大。在摇摄电动机驱动装置设为所述第三工作状态后，摇摄电动机控制装置可以有效地控制摇摄电动机驱动装置，使摇摄电动机驱动装置驱动摇摄电动机，使成像单元转动到从摇摄上限值存储装置接收到的机械限定摇摄值。
仰摄上限值存储装置可以有效地预先进一步存储一个同所述第一假想仰摄平面和第二假想仰摄平面之间的摇摄角相关的机械限定仰摄值，机械限定仰摄值比仰摄上限角较大。在仰摄电动机驱动装置设为所述第三工作状态后，仰摄电动机控制装置可以有效地控制仰摄电动机驱动装置，使仰摄电动机驱动装置驱动仰摄电动机，使成像单元转动到从仰摄上限值存储装置接收到的机械限定仰摄值。
摇摄上限值存储装置可以有效地预先存储所述摇摄上限值“Θp”，其由下列公式给出：
Θp＝±arccosine(tanθt/tanθo)
其中，“θt”表示第一假想摇摄平面和第二假想摇摄平面之间的仰摄角，“θo”表示垂直板状部分的内表面和倾斜的板状部分的内表面之间的第一倾斜角。摇摄上限值存储装置可以有效地输出摇摄上限值“Θp”到摇摄值判断装置，响应由所述仰摄值计算装置计算所得的仰摄值。
摇摄上限值存储装置可以有效地预先存储所述摇摄上限值“Θp”，其由下列公式近似计算所得：
Θp＝±arccosine(tanθt/tanθo)
其中，“θt”表示第一假想摇摄平面和第二假想摇摄平面之间的仰摄角，“θo”表示垂直板状部分的内表面和倾斜的板状部分的内表面之间的第一倾斜角。摇摄上限值存储装置可以有效地输出摇摄上限值“Θp”到摇摄值判断装置，响应由所述仰摄值计算装置计算所得的仰摄值。
仰摄上限值存储装置可以有效地预先存储所述仰摄上限值“Θt”，其由下列公式给出：
Θt＝±arctan(cosθp×tanθo)
其中，“θp”表示第一假想仰摄平面和第二假想仰摄平面之间的摇摄角，“θo”表示垂直板状部分的内表面和倾斜的板状部分的内表面之间的第一倾斜角。仰摄上限值存储装置可以有效地输出仰摄上限值“Θt”到仰摄值判断装置，响应由所述摇摄值计算装置计算所得的摇摄值。
仰摄上限值存储装置可以有效地预先存储所述仰摄上限值“Θt”，其由下列公式近似计算所得：
Θt＝±arctan(cosθp×tanθo)
其中，“θp”表示第一假想仰摄平面和第二假想仰摄平面之间的摇摄角，“θo”表示垂直板状部分的内表面和倾斜的板状部分的内表面之间的第一倾斜角。仰摄上限值存储装置可以有效地输出仰摄上限值“Θt”到仰摄值判断装置，响应由所述摇摄值计算装置计算所得的摇摄值。
所述控制单元可以包括：摇摄信号产生装置，用于产生一个与摇摄轴的转动相关的摇摄信号；摇摄值计算装置，用于计算表明第一个假想的仰摄平面和第二个假想的仰摄平面之间的摇摄角的摇摄值，响应由摇摄信号产生装置产生的摇摄信号；仰摄信号产生装置，用于产生一个与仰摄轴的转动相关的仰摄信号；仰摄值计算装置，用于计算表明第一个假想的摇摄平面和第二个假想的摇摄平面之间的仰摄角的仰摄值，响应由仰摄信号产生装置产生的仰摄信号；摇摄上限值计算装置，用于计算与第一个假想的摇摄平面和第二个假想的摇摄平面之间的仰摄角相关联的摇摄上限值；摇摄值判断装置，用于基于由所述仰摄值计算装置计算所得的仰摄值，判断由所述摇摄上限值计算装置计算所得的摇摄上限值是否超过由摇摄值计算装置计算所得的摇摄值；摇摄电动机驱动装置，用于驱动摇摄电动机，使摇摄电动机的驱动轴围绕摇摄电动机驱动轴的轴线转动；摇摄电动机控制装置，基于所述摇摄值判断装置的判断结果，控制摇摄电动机驱动装置，使摇摄电动机驱动装置驱动摇摄电动机；仰摄上限值计算装置，用于计算与第一个假想的仰摄平面和第二个假想的仰摄平面之间的摇摄角相关联的仰摄上限值；仰摄值判断装置，用于基于由所述摇摄值计算装置计算所得的摇摄值，判断由所述仰摄上限值计算装置计算所得的仰摄上限值是不是超过由仰摄值计算装置计算所得的仰摄值；仰摄电动机驱动装置，用于驱动仰摄电动机，使仰摄电动机的驱动轴围绕仰摄电动机驱动轴的轴线转动；仰摄电动机控制装置，基于所述仰摄值判断装置的判断结果，用于控制仰摄电动机驱动装置，使仰摄电动机驱动装置驱动仰摄电动机。
附图说明
根据结合附图的下列描述，可以更明显地理解依据本发明所述的监视摄像机装置的特征和优点。
图1是一曲线图，表示由摇摄上限值存储装置存储的摇摄上限值和由仰摄上限值存储装置存储的仰摄上限值，每个存储装置都是依据本发明所述的优选实施例的监视摄像机装置的一部分；
图2是依据本发明所述的优选实施例的监视摄像机装置的部分截面视图；
图3是依据本发明所述的优选实施例的监视摄像机装置的透视图；
图4a是依据本发明所述的优选实施例的监视摄像机装置的局部透视图；
图4b是依据本发明所述的优选实施例的监视摄像机装置的局部透视图；
图5是表示构成依据本发明所述的优选实施例的监视摄像机装置一部分的控制单元的方块图；
图6是一曲线图，表示由摇摄上限值存储装置存储的摇摄上限值和由仰摄上限值存储装置存储的仰摄上限值，每个存储装置都构成依据本发明所述的优选实施例的监视摄像机装置的一部分；
图7是一曲线图，表示由摇摄上限值存储装置存储的摇摄上限值和由仰摄上限值存储装置存储的仰摄上限值，每个存储装置都构成依据本发明所述的优选实施例的监视摄像机装置的一部分；
图8是一曲线图，表示由摇摄上限值存储装置存储的摇摄上限值和由仰摄上限值存储装置存储的仰摄上限值，每个存储装置都构成依据本发明所述的优选实施例的监视摄像机装置的一部分；
图9是一曲线图，表示由摇摄上限值存储装置存储的摇摄上限值和由仰摄上限值存储装置存储的仰摄上限值，每个存储装置都构成依据本发明所述的优选实施例的监视摄像机装置的一部分；
图10是由依据本发明所述的优选实施例的监视摄像机装置的操作流程图；
图11是常规监视摄像机装置的局部透视图；
图12是表示构成常规监视摄像机装置一部分的控制单元的方块图；
图13(a)是表示构成常规监视摄像机装置一部分的外壳组件的透视图；
图13(b)是表示构成常规监视摄像机装置一部分的外壳组件的侧视图；以及
图14是一曲线图，表示由依据本发明所述的优选实施例的监视摄像机装置的摇摄上限值存储装置存储的预定摇摄上限值。
具体实施方式
参考图1到10，其表示依据本发明所述的优选实施例的监视摄像机装置。
图2所示的优选实施例的监视摄像机装置包括：一个外壳组件2，其具有带内表面的倾斜的板状部分2a；和容纳于所述外壳组件2中的摄像机组件25。形成为所述外壳组件2的一部分的倾斜的板状部分2a中有一个开孔3，且开孔3中有一个中心轴线，开孔3具有和构成外壳组件2一部分的倾斜的板状部分2a的内表面同面的一个假想的内表面，假想的内表面是圆形。
摄像机组件25包括固定件26；具有摇摄轴线10的摇摄轴5；完全和摇摄轴5形成为一体的保持件9；和具有仰摄轴线15的仰摄轴11。固定件26可有效地支撑着摇摄轴5环绕摇摄轴线10转动，而保持件9可有效地保持仰摄轴11环绕仰摄轴线15转动。在该实施例中，仰摄轴11的仰摄轴线15垂直于摇摄轴5的摇摄轴线10。
摄像机组件还包括成像单元18，用于通过构成外壳组件2一部分的倾斜的板状部分2a的开孔3拍摄一个特定目标的图像；摇摄电动机7，用于驱动摇摄轴5环绕摇摄轴线10；和控制单元20，用于控制摇摄电动机7使摇摄电动机环绕摇摄轴5的摇摄轴线10转动成像单元18，以响应被驱动环绕仰摄轴线15的仰摄轴11的转动。成像单元18具有光轴19。在成像单元18的光轴19垂直于所述仰摄轴11的仰摄轴线15的状态下，成像单元18完全由仰摄轴11支撑着。
保持件9的横截面成L形，含表面平行于固定件26表面的第一板状部分9a，以及，表面垂直于第一板状部分9a且与第一板状部分9a形成为一体的第二板状部分9b。
摄像机组件还包括仰摄电动机13，用于环绕仰摄轴线15驱动仰摄轴11转动。控制单元20可以有效地控制仰摄电动机13，使仰摄电动机13环绕仰摄轴11的摇摄轴线15转动成像单元18，以响应被驱动环绕摇摄轴线10的摇摄轴5的转动。
如图4所示，在第一假想的仰摄平面“t1”上，成像单元18的光轴19与摇摄轴5的摇摄轴线10共面，即第一假想的仰摄平面“t1”使成像单元18的光轴19和摇摄轴5的摇摄轴线10位于其上。第一假想的仰摄平面“t1”和开孔3的中心轴线位于其上的第二假想的仰摄平面“t2”，以第一假想的仰摄平面“t1”和第二假想的仰摄平面“t2”之间的摇摄角相交。以相似方式，在第一假想的摇摄平面“p1”上，成像单元18的光轴19与仰摄轴11的仰摄轴线15共面，即第一假想的摇摄平面“p1”使成像单元18的光轴19和仰摄轴11的仰摄轴线15位于其上。第一假想的摇摄平面“p1”和开孔3的中心轴线位于其上的第二假想的摇摄平面“p2”，以第一假想的摇摄平面“p1”和第二假想的摇摄平面“p2”之间的仰摄角相交。
外壳组件2还包括垂直和水平板状部分2b和2c，每个部分具有一个内表面。在垂直板状部分2b的内表面与倾斜的板状部分2a的内表面以垂直板状部分2b的内表面与倾斜的板状部分2a的内表面之间的第一倾斜角度面面相交的状态下，垂直板状部分2b与倾斜的板状部分2a完全形成为一体。在水平板状部分2c的内表面与倾斜的板状部分2a的内表面以垂直板状部分2b的内表面与倾斜的板状部分2a的内表面之间的第二倾斜角度面面相交的状态下，水平板状部分2c与倾斜的板状部分2a完全形成为一体。在垂直板状部分2b的内表面垂直于水平板状部分2c的内表面的状态下，垂直板状部分2b与水平板状部分2c完全形成为一体。
外壳组件2还包括一个具有中心轴线的中空半球状部分4，在中空半球状部分4的轴线与倾斜的板状部分2a的开孔3的中心轴线彼此轴向对准的状态下，中空半球状部分4与倾斜的板状部分2a完全形成为一体。中空半球状部分4包括一个具有环状端部的半球状截面；和与半球状部分环状端部完全形成为一体的向外延伸的环状的边缘部分，可用适当的粘合材料将其可靠地粘合到倾斜的板状部分2a而成为外壳组件2一部分。该中空半球状部分4由透明的合成树脂制成。
在摇摄轴5的摇摄轴线10与倾斜的板状部分2a的开孔3的中心轴线共面的状态下，固定件26可靠地和构成外壳组件2一部分的水平板状部分2c形成为一体。在摇摄轴5的摇摄轴线10与构成外壳组件2一部分的倾斜的板状部分2a的开孔3的中心轴线彼此相交于构成外壳组件2一部分的倾斜的板状部分2a的开孔3的假想内表面的中点的状态下，构成摄像机组件25一部分的固定件26可靠地和构成外壳组件2一部分的水平板状部分2c形成为一体。
参考图5，作为本发明所述的监视摄像机装置一部分的控制单元20的结构将在下面进行详细描述。
控制单元20包括摇摄信号产生装置31，用于产生一个与摇摄轴5的转动相关的摇摄信号；摇摄值计算装置35，用于计算表明第一个假想的仰摄平面“t1”和第二个假想的仰摄平面“t2”之间的摇摄角的摇摄值，响应由摇摄信号产生装置产生31的摇摄信号；仰摄信号产生装置41，用于产生一个与仰摄轴11的转动相关的仰摄信号；仰摄值计算装置45，用于计算表明第一个假想的摇摄平面“p1”和第二个假想的摇摄平面“p2”之间的仰摄角的仰摄值，响应由仰摄信号产生装置41产生的仰摄信号；和摇摄上限值存储装置34，用于事先存储一个与第一个假想的摇摄平面“p1”和第二个假想的摇摄平面“p2”之间的仰摄角相关联的预定的摇摄上限值，并输出摇摄上限值，响应由所述仰摄值计算装置45计算所得的仰摄值。摇摄信号产生装置31和仰摄信号产生装置41各自由编码器构成。
控制单元20还包括摇摄值判断装置36，用于基于由所述仰摄值计算装置45计算所得的仰摄值，判断从所述摇摄上限值存储装置34接收到的摇摄上限值是否超过由摇摄值计算装置35计算所得的摇摄值；摇摄电动机驱动装置32，用于驱动摇摄电动机7使所述摇摄电动机7的驱动轴环绕摇摄电动机7驱动轴的轴线转动；摇摄电动机控制装置33，基于所述摇摄值判断装置36的判断结果，控制摇摄电动机驱动装置32，使摇摄电动机驱动装置32驱动摇摄电动机7；和仰摄上限值存储装置44，用于事先存储一个与第一个假想的仰摄平面“t1”和第二个假想的仰摄平面“t2”之间的摇摄角相关联的仰摄上限值，并输出仰摄上限值，响应由所述摇摄值计算装置35计算所得的摇摄值。
控制单元20还包括仰摄值判断装置46，用于基于由所述摇摄值计算装置35计算所得的摇摄值，判断从所述仰摄上限值存储装置44接收到的仰摄上限值是否超过由仰摄值计算装置45计算所得的仰摄值；仰摄电动机驱动装置42，用于驱动仰摄电动机13使所述仰摄电动机13的驱动轴环绕仰摄电动机13驱动轴的轴线转动；仰摄电动机控制装置43，基于所述仰摄值判断装置46的判断结果，控制仰摄电动机驱动装置42，使仰摄电动机驱动装置42驱动仰摄电动机13。
摇摄电动机驱动装置32可以有效的设定三个不同的工作状态，包括驱动摇摄电动机7使成像单元18顺时针环绕摇摄轴5的摇摄轴线10转动的第一工作状态；驱动摇摄电动机7使成像单元18逆时针环绕摇摄轴5的摇摄轴线10转动的第二工作状态；和驱动摇摄电动机7使成像单元18不能环绕摇摄轴5的摇摄轴线10转动的第三工作状态。
仰摄电动机驱动装置42可以有效的设定三个不同的工作状态，包括驱动仰摄电动机13使成像单元18顺时针环绕仰摄轴11的仰摄轴线15转动的第一工作状态；驱动仰摄电动机13使成像单元18逆时针环绕仰摄轴11的仰摄轴线15转动的第二工作状态；和驱动仰摄电动机13使成像单元18不能环绕仰摄轴11的仰摄轴线15转动的第三工作状态。
摇摄电动机控制装置33可以有效地控制摇摄电动机驱动装置32，使摇摄电动机驱动装置32设定为第一和第二状态中的任一个；当摇摄值判断装置36判断出由摇摄上限值存储装置34存储的摇摄上限值等于由摇摄值计算装置35计算所得的摇摄值时，响应交替变化命令由仰摄电动机驱动装置42驱动的摇摄电动机7，使成像单元18从第一和第二工作状态交替地设定为第一和第二工作状态的相反状态的第二工作状态。
仰摄电动机控制装置43可以有效地控制仰摄电动机驱动装置42，使仰摄电动机驱动装置42设定为第一和第二状态中的任一个，当摇摄值判断装置46判断出由仰摄上限值存储装置44存储的仰摄上限值等于由仰摄值计算装置45计算所得的仰摄值时，响应交替变化命令由仰摄电动机驱动装置42驱动的仰摄电动机13，使成像单元18从第一和第二工作状态交替地设定为第一和第二工作状态的相反状态的第二工作状态。
摇摄电动机控制装置33可以有效地控制摇摄电动机驱动装置32，当摇摄值判断装置36判断出由摇摄上限值存储装置34存储的摇摄上限值等于由摇摄值计算装置35计算所得的摇摄值时，使摇摄电动机驱动装置32设为所述第三工作状态。仰摄电动机控制装置43可以有效地控制仰摄电动机驱动装置42，当仰摄值判断装置46判断出由仰摄上限值存储装置44存储的仰摄上限值等于由仰摄值计算装置45计算所得的摇摄值时，使仰摄电动机驱动装置42设为所述第三工作状态。
摇摄电动机控制装置33可以有效地控制摇摄电动机驱动装置32，使摇摄电动机驱动装置32驱动摇摄电动机7，并使成像单元18转动到高于摇摄上限角的机械限定摇摄值，当由仰摄电动机驱动装置42驱动的摇摄电动机7位于第三工作状态时，响应摇摄轴完成驱动摇摄电动机7使成像单元18从摇摄上限角转动到大于摇摄上限角的机械限定摇摄值的驱动命令。
仰摄电动机控制装置43可以有效地控制仰摄电动机驱动装置42，使仰摄电动机驱动装置42驱动仰摄电动机13，并当由仰摄电动机驱动装置42驱动的仰摄电动机13位于第三工作状态时，使成像单元18从仰摄上限角转动到大于机械限定仰摄值，响应仰摄轴完成驱动仰摄电动机13使成像单元18从仰摄上限角转动到大于仰摄上限角的机械限定仰摄值的驱动命令。
在仰摄轴11逆时针由仰摄电动机13环绕仰摄轴线15驱动的状态下，当判断出由仰摄上限值存储装置44存储的仰摄上限值不大于由仰摄值计算装置45计算所得的仰摄值时，仰摄电动机控制装置43基于由摇摄值计算装置35计算所得的摇摄值，使仰摄电动机驱动装置42设定为第一工作状态。
在摇摄轴5顺时针由摇摄电动机7环绕摇摄轴线10驱动的状态下，当摇摄值判断装置36判断出由摇摄上限值存储装置34存储的摇摄上限值不大于由摇摄值计算装置35计算所得的摇摄值时，摇摄电动机控制装置33可以有效地基于摇摄值计算装置35计算所得的摇摄值，控制摇摄电动机驱动装置32，使摇摄电动机驱动装置32处于为第二工作状态。
在摇摄轴5逆时针由摇摄电动机7环绕摇摄轴线10驱动的状态下，当摇摄值判断装置36判断出由摇摄上限值存储装置34存储的摇摄上限值不大于由摇摄值计算装置35计算所得的摇摄值时，摇摄电动机控制装置33可以有效地基于摇摄值计算装置35计算所得的摇摄值，控制摇摄电动机驱动装置32，使摇摄电动机驱动装置32处于为第一工作状态。
摇摄上限值存储装置34可以有效地预先存储摇摄上限值“Θp”，其由下列公式(1)给出：
Θp＝±arccosine(tanθt/tanθo)...(1)
这里，符号“θt”表示第一假想摇摄平面“p1”和第二假想摇摄平面“p2”之间的仰摄角，符号“θo”表示垂直板状部分2b的内表面和倾斜的板状部分2a的内表面之间的第一倾斜角。摇摄上限值存储装置34可以有效地输出摇摄上限值“Θp”到摇摄值判断装置36，以响应由所述仰摄值计算装置45计算所得的仰摄值。
仰摄上限值存储装置44可以有效地预先存储仰摄上限值“Θt”，其由下列公式(2)给出：
Θt＝±arctan(cosθp×tanθo)...(2)
这里，符号“θp”表示第一假想仰摄平面“t1”和第二假想仰摄平面“t2”之间的摇摄角，符号“θo”表示垂直板状部分2b的内表面和倾斜的板状部分2a的内表面之间的第一倾斜角。仰摄上限值存储装置44可以有效地输出仰摄上限值“Θt”到仰摄值判断装置46，以响应由所述摇摄值计算装置35计算所得的摇摄值。
参考图6到10，下面将对依据本实施例所述的监视摄像机装置的工作过程进行详细描述。
下列详细的描述将直接针对第一种情况，即控制单元18依从输入到控制单元20的操作命令信号进行操作，使成像单元18环绕摇摄轴的摇摄轴线10转动。
为了使控制单元20调整第一假想摇摄平面“p1”和第二假想摇摄平面“p2”之间的仰摄角“θt”到一个仰摄角，比如“θT1”，并使成像单元18环绕摇摄轴5的摇摄轴线10转动，微型计算机被操作以向控制单元20输出操作命令信号。
控制单元20首先从微型计算机单元接收到操作命令信号。然后，仰摄电动机控制装置43控制着仰摄电动机驱动装置42，使仰摄电动机驱动装置42驱动仰摄电动机13，响应由微型计算机单元接收到的操作命令信号、仰摄值计算装置45计算所得的仰摄值和从仰摄上限值存储装置44接收到的仰摄上限值。然后在步骤S11，仰摄电动机驱动装置42驱动仰摄电动机13使成像单元18环绕仰摄轴11的仰摄轴线15转动。在步骤S12，基于由仰摄值计算装置45计算所得的仰摄值，由仰摄值判断装置46判断，第一假想摇摄平面“p1”和第二假想摇摄平面“p2”之间的仰摄角“θt”是否等于仰摄角“θT1”。
当在步骤S12的回答是肯定的“Yes”，也就是说，第一假想摇摄平面“p1”和第二假想摇摄平面“p2”之间的仰摄角“θt”等于仰摄角“θT1”，步骤S12继续进行到步骤S13。相反，当在步骤S12的回答是否定的“No”，也就是说，第一假想摇摄平面“p1”和第二假想摇摄平面“p2”之间的仰摄角“θt”不等于仰摄角“θT1”，步骤S12继续回到步骤S11。
然后在步骤S13，摇摄电动机控制装置33控制着摇摄电动机驱动装置32，使摇摄电动机驱动装置32驱动摇摄电动机7，响应由微型计算机单元接收到的操作命令信号、摇摄值计算装置35计算所得的摇摄值、从摇摄上限值存储装置34接收到的摇摄上限值和摇摄值判断装置36的判断结果。然后在步骤S14，摇摄电动机驱动装置32驱动摇摄电动机7使成像单元18环绕摇摄轴5的摇摄轴线10转动。然后在步骤S15，基于由仰摄值计算装置45计算所得的仰摄值，由摇摄值判断装置36进行判断，从摇摄上限值存储装置34接收到的摇摄上限值“Θp”是否超过由摇摄值计算装置35计算所得的摇摄值。
当在步骤S15的回答是肯定的“Yes”，也就是说，从摇摄上限值存储装置34接收到的摇摄上限值“Θp”超过由摇摄值计算装置35计算所得的摇摄值，步骤S15继续回到步骤S14。相反，当在步骤S15的回答是否定的“No”，也就是说，从摇摄上限值存储装置34接收到的摇摄上限值“Θp”不超过由摇摄值计算装置35计算所得的摇摄值，步骤S15继续进行到步骤S16。然后在步骤S16，摇摄电动机驱动装置32驱动摇摄电动机7使成像单元18不能环绕摇摄轴5的摇摄轴线10转动。
从上面的详细描述中可以理解，在由第一倾斜角“θo”和倾斜的板状部分2a的开孔3的形状而定的摇摄上限值“Θp”的范围内，摇摄电动机7可以被摇摄电动机驱动装置32驱动，使成像单元18环绕摇摄轴5的摇摄轴线10转动。
同样地，为了使控制单元20调整第一假想摇摄平面“p1”和第二假想摇摄平面“p2”之间的仰摄角“θt”到大于90度的仰摄角“θT2”，并使成像单元18环绕摇摄轴5的摇摄轴线10转动，响应操作命令信号，使成像单元18环绕摇摄轴5的摇摄轴线10转动，微型计算机被操作以向控制单元20输出操作命令信号。
控制单元20首先从微型计算机单元接收到操作命令信号。然后，仰摄电动机控制装置43控制着仰摄电动机驱动装置42，使仰摄电动机驱动装置42驱动仰摄电动机13，响应由微型计算机单元接收到的操作命令信号、仰摄值计算装置45计算所得的仰摄值和从仰摄上限值存储装置44接收到的仰摄上限值。然后在步骤S21，仰摄电动机驱动装置42驱动仰摄电动机13使成像单元18环绕仰摄轴11的仰摄轴线15转动。在步骤S22，基于由仰摄值计算装置45计算所得的仰摄值，由仰摄值判断装置46进行判断，第一假想摇摄平面“p1”和第二假想摇摄平面“p2”之间的仰摄角“θt”是否等于仰摄角“θT2”。
当在步骤S22的回答是肯定的“Yes”，也就是说，第一假想摇摄平面“p1”和第二假想摇摄平面“p2”之间的仰摄角“θt”等于仰摄角“θT2”，步骤S22继续进行到步骤S23。相反，当在步骤S22的回答是否定的“No”，也就是说，第一假想摇摄平面“p1”和第二假想摇摄平面“p2”之间的仰摄角“θt”不等于仰摄角“θT2”，步骤S22继续回到步骤S21。
然后在步骤S23，摇摄电动机控制装置33控制着摇摄电动机驱动装置32，使摇摄电动机驱动装置32驱动摇摄电动机7，响应由微型计算机单元接收到的操作命令信号、摇摄值计算装置35计算所得的摇摄值、从摇摄上限值存储装置34接收到的摇摄上限值和摇摄值判断装置36的判断结果。然后在步骤S24，摇摄电动机驱动装置32驱动摇摄电动机7使成像单元18环绕摇摄轴5的摇摄轴线10转动。然后在步骤S25，基于由仰摄值计算装置45计算所得的仰摄值，由摇摄值判断装置36进行判断，从摇摄上限值存储装置34接收到的摇摄上限值“Θp”是否超过由摇摄值计算装置35计算所得的摇摄值。
当在步骤S25的回答是肯定的“Yes”，也就是说，从摇摄上限值存储装置34接收到的摇摄上限值“Θp”超过由摇摄值计算装置35计算所得的摇摄值，步骤S25继续回到步骤S24。相反，当在步骤S25的回答是否定的“No”，也就是说，从摇摄上限值存储装置34接收到的摇摄上限值“Θp”不超过由摇摄值计算装置35计算所得的摇摄值，步骤S25继续进行到步骤S26。然后在步骤S26，摇摄电动机驱动装置32驱动摇摄电动机7使成像单元18不能环绕摇摄轴5的摇摄轴线10转动。
从上面的详细描述中可以理解，在由第一倾斜角“θo”和倾斜的板状部分2a的开孔3的形状而定的摇摄上限值“Θp”的范围内，摇摄电动机7可以被摇摄电动机驱动装置32驱动，使成像单元18环绕摇摄轴5的摇摄轴线10转动。
然后参考图7，在下文中将对摄像机组件25依从输入到控制单元20的操作命令信号工作的工作过程进行详细描述。
为了使控制单元20调整第一假想摇摄平面“p1”和第二假想摇摄平面“p2”之间的仰摄角“θt”到摇摄角“θP3”，响应使成像单元18环绕仰摄轴11的仰摄轴线15转动的操作命令信号，并使成像单元18环绕仰摄轴11的仰摄轴线15转动，微型计算机被操作以向控制单元20输出操作命令信号。
控制单元20首先从微型计算机单元接收到操作命令信号。然后，摇摄电动机控制装置33控制着摇摄电动机驱动装置32，使摇摄电动机驱动装置32驱动摇摄电动机7，响应由微型计算机单元接收到的操作命令信号、摇摄值计算装置35计算所得的摇摄值和从摇摄上限值存储装置34接收到的摇摄上限值。然后在步骤S31，摇摄电动机驱动装置32驱动摇摄电动机7使成像单元18环绕摇摄轴5的摇摄轴线10转动。在步骤S32，基于由摇摄值计算装置35计算所得的摇摄值，由摇摄值判断装置36进行判断第一假想仰摄平面“T1”和第二假想仰摄平面“T2”之间的摇摄角“Θp”是否等于摇摄角“θP3”。
当在步骤S32的回答是肯定的“Yes”，也就是说，第一假想仰摄平面“T1”和第二假想仰摄平面“T2”之间的摇摄角“Θp”等于摇摄角“θP3”，步骤S32继续进行到步骤S33。相反，当在步骤S32的回答是否定的“No”，也就是说，第一假想仰摄平面“T1”和第二假想仰摄平面“T2”之间的摇摄角“Θp”不等于摇摄角“θP3”，步骤S32继续回到步骤S31。
然后在步骤S33，仰摄电动机控制装置43控制着仰摄电动机驱动装置42，使仰摄电动机驱动装置42驱动仰摄电动机13，响应由微型计算机单元接收到的操作命令信号、仰摄值计算装置45计算所得的仰摄值、从仰摄上限值存储装置44接收到的仰摄上限值和仰摄值判断装置46的判断结果。然后在步骤S34，仰摄电动机驱动装置42驱动仰摄电动机13使成像单元18环绕仰摄轴11的仰摄轴线15转动。然后在步骤S35，基于由摇摄值计算装置35计算所得的摇摄值，由仰摄值判断装置46判断，从仰摄上限值存储装置44接收到的仰摄上限值“Θt”是否超过由仰摄值计算装置45计算所得的仰摄值。
当在步骤S35的回答是肯定的“Yes”，也就是说，从仰摄上限值存储装置44接收到的仰摄上限值“Θt”超过由仰摄值计算装置45计算所得的仰摄值，步骤S35继续回到步骤S34。相反，当在步骤S35的回答是否定的“No”，也就是说，从仰摄上限值存储装置44接收到的仰摄上限值“Θt”不超过由仰摄值计算装置45计算所得的仰摄值，步骤S35继续进行到步骤S36。然后在步骤S36，仰摄电动机驱动装置42驱动仰摄电动机13使成像单元18不能环绕仰摄轴11的仰摄轴线15转动。
从上面的详细描述中可以理解，在由构成外壳组件2一部分的倾斜的板状部分2a的开孔3的形状而定的摇摄上限值“Θp”的范围内，摇摄电动机7可以被摇摄电动机驱动装置32驱动，使成像单元18环绕摇摄轴5的摇摄轴线10转动。
为了使成像单元18环绕仰摄轴11的仰摄轴线15转动，响应操作命令信号，使控制单元20调整第一假想仰摄平面“T2”和第二个假想的仰摄平面“T2”之间的摇摄值“Θp”到摇摄角“θP4”，和使成像单元18环绕仰摄轴11的仰摄轴线15转动，微型计算机被操作以向控制单元20输出操作命令信号。
控制单元20首先从微型计算机单元接收到操作命令信号。然后，摇摄电动机控制装置33控制着摇摄电动机驱动装置32，使摇摄电动机驱动装置32驱动摇摄电动机7，响应由微型计算机单元接收到的操作命令信号、摇摄值计算装置35计算所得的摇摄值和从摇摄上限值存储装置34接收到的摇摄上限值。然后在步骤S41，摇摄电动机驱动装置32驱动摇摄电动机7使成像单元18环绕摇摄轴5的摇摄轴线10转动。在步骤S42，基于由摇摄值计算装置35计算所得的摇摄值，由摇摄值判断装置36进行判断，第一假想仰摄平面“T1”和第二假想仰摄平面“T2”之间的摇摄角“Θp”是否等于摇摇摄角“θP4”。
当在步骤S42的回答是肯定的“Yes”，也就是说，第一假想仰摄平面“T1”和第二假想仰摄平面“T2”之间的摇摄角“Θp”等于摇摄角“θP4”，步骤S42继续进行到步骤S43。相反，当在步骤S42的回答是否定的“No”，也就是说，第一假想仰摄平面“T1”和第二假想仰摄平面“T2”之间的摇摄角“Θp”不等于摇摄角“θP4”，步骤S42继续回到步骤S41。
然后在步骤S43，仰摄电动机控制装置43控制着仰摄电动机驱动装置42，使仰摄电动机驱动装置42驱动仰摄电动机13，响应由微型计算机单元接收到的操作命令信号、仰摄值计算装置45计算所得的仰摄值、从仰摄上限值存储装置44接收到的仰摄上限值和仰摄值判断装置46的判断结果。然后在步骤S44，仰摄电动机驱动装置42驱动仰摄电动机13使成像单元18环绕仰摄轴11的仰摄轴线15转动。然后在步骤S45，基于由摇摄值计算装置35计算所得的摇摄值，由仰摄值判断装置46判断，从仰摄上限值存储装置44接收到的仰摄上限值“Θt”是否超过由仰摄值计算装置45计算所得的仰摄值。
当在步骤S45的回答是肯定的“Yes”，也就是说，从仰摄上限值存储装置44接收到的仰摄上限值“Θt”超过由仰摄值计算装置45计算所得的仰摄值，步骤S45继续回到步骤S44。相反，当在步骤S45的回答是否定的“No”，也就是说，从仰摄上限值存储装置44接收到的仰摄上限值“Θt”不超过由仰摄值计算装置45计算所得的仰摄值，步骤S45继续进行到步骤S46。然后在步骤S46，仰摄电动机驱动装置42驱动仰摄电动机13使成像单元18不能环绕仰摄轴11的仰摄轴线15转动。
从上面的详细描述中可以理解，在由构成外壳组件2一部分的倾斜的板状部分2a的开孔3的形状而定的摇摄上限值“Θp”范围内，摇摄电动机7可以被摇摄电动机驱动装置32驱动，使成像单元18环绕摇摄轴5的摇摄轴线10转动。
而在上述的实施例中已经描述了这事实，即控制单元20包括摇摄上限值存储装置34，用于事先存储一个与第一个假想摇摄平面“p1”和第二个假想的摇摄平面“p2”之间的仰摄角相关联的摇摄上限值，并输出摇摄上限值，响应由所述仰摄值计算装置45计算所得的仰摄值。摇摄上限值存储装置34可以用摇摄上限值计算装置替换，用于计算一个与第一个假想摇摄平面“p1”和第二个假想的摇摄平面“p2”之间的仰摄角相关联的摇摄上限值。
在上述实施例中，基于由仰摄值计算装置45计算所得的仰摄值，摇摄值判断装置36可以有效地判断由摇摄上限值存储装置34接收到的摇摄上限值是否超过由摇摄值计算装置35计算所得的摇摄值，而且，摇摄值判断装置36可以有效地判断由摇摄上限值计算装置计算所得的摇摄上限值是否超过由摇摄值计算装置35计算所得的摇摄值。
尽管，在上述的实施例是中已经描述了这事实，即控制单元20包括仰摄上限值存储装置44，用于事先存储一个与第一个假想仰摄平面“t1”和第二个假想的仰摄平面“t2”之间的摇摄角“θP”相关联的仰摄上限值，并输出仰摄上限值，响应由所述摇摄值计算装置35计算所得的摇摄值，仰摄上限值存储装置44可以用仰摄上限值计算装置替换，用于计算一个与第一个假想仰摄平面“t1”和第二个假想的仰摄平面“t2”之间的摇摄角“θP”相关的仰摄上限值。
在上述实施例中，基于由摇摄值计算装置35计算所得的摇摄值，仰摄值判断装置46可以有效地判断由仰摄上限值存储装置44接收到的仰摄上限值是否超过由仰摄值计算装置45计算所得的仰摄值，而且，仰摄值判断装置46可以有效地判断由仰摄上限值计算装置计算所得的仰摄上限值是否超过由仰摄值计算装置45计算所得的仰摄值。
在上述实施例中，摇摄上限值存储装置34可以有效地事先存储由公式(1)给出的摇摄上限值“Θp”，而且，摇摄上限值存储装置34也可以有效地事先存储由用公式(1)近似计算获得的摇摄上限值“Θp”。
在上述实施例中，仰摄上限值存储装置44可以有效地事先存储由公式(2)给出的摇摄上限值“Θt”，而且，仰摄上限值存储装置44也可以有效地事先存储由用公式(2)近似计算获得的仰摄上限值“Θt”。
而在上述的实施例中已经描述了这事实，摇摄上限值存储装置34可以有效地事先存储由公式(1)给出的摇摄上限值“Θp”，摇摄上限值计算装置也可以有效地计算出由公式(1)给出的摇摄上限值“Θp”。
而在上述的实施例中已经描述了这事实，摇摄上限值存储装置34可以有效地事先存储由用公式(1)近似计算获得的摇摄上限值“Θp”，摇摄上限值计算装置也可以有效地用公式(1)近似计算出摇摄上限值“Θp”。
而在上述的实施例中已经描述了这事实，仰摄上限值存储装置44可以有效地事先存储由公式(2)给出的仰摄上限值“Θt”，仰摄上限值计算装置也可以有效地计算出由公式(2)给出的仰摄上限值“Θt”。
而在上述的实施例中已经描述了这事实，仰摄上限值存储装置44可以有效地事先存储由用公式(2)近似计算获得的仰摄上限值“Θt”，仰摄上限值计算装置也可以有效地用公式(2)近似计算出仰摄上限值“Θt”。
如从上述描述中可以看到，依据本发明所述的监视摄像机装置能够控制摇摄电动机和仰摄电动机中任一个使成像单元环绕摇摄轴的摇摄轴线和仰摄轴的仰摄轴线中的任一个轴线转动，同时考虑外壳组件的倾斜的板状部分的倾斜角和开孔的形状。此外，依据本发明所述的监视摄像机装置的生产成本低廉，构造简单，易于缩小尺寸。
尽管本发明是根据实施例进行描述的，但各种各样的变型和修改对本领域技术人员来说是显而易见的，只要这样的变型和修改是落在所附的权利要求所确定保护的范围内。

Claims (21)

1、一种监视摄像机装置，包括：
一个外壳组件，其具有带内表面的倾斜的板状部分；和
一个容纳于所述外壳组件中的摄像机组件，在形成为所述外壳组件一部分的所述倾斜的板状部分中有一个开孔，所述开孔中有一个中心轴线，所述开孔具有和构成所述外壳组件一部分的所述倾斜的板状部分的所述内表面同面的一个假想的内表面，所述开孔的所述假想的内表面是圆形；
所述监视摄像机装置的特征在于，所述摄像机组件包括：
一个固定件；
一个具有摇摄轴线的摇摄轴，所述摇摄轴由所述固定件支撑着可环绕所述摇摄轴线转动，所述倾斜的板状部分相对于所述摇摄轴倾斜；
一个和所述摇摄轴形成为一体的保持件；
一个具有仰摄轴线的仰摄轴，在所述仰摄轴的所述仰摄轴线垂垂直于所述摇摄轴的所述摇摄轴线的状态下，所述仰摄轴由所述保持件支持着可环绕所述仰摄轴线转动；
一个成像单元，用于通过形成所述外壳组件一部分的所述倾斜的板状部分的所述开孔拍摄特定目标的图像，其中所述成像单元具有光轴，在所述成像单元的所述光轴垂直于所述仰摄轴的所述仰摄轴线的状态下，所述成像单元完全由所述仰摄轴支撑着；
一个摇摄电动机，用于环绕所述摇摄轴线驱动所述摇摄轴；
一个控制单元，用于控制所述摇摄电动机使所述成像单元环绕所述摇摄轴的所述摇摄轴线转动，以响应环绕所述仰摄轴线被驱动的所述仰摄轴的转动，和
一个仰摄电动机，用于环绕所述仰摄轴线驱动所述仰摄轴，并且其中，
所述控制单元有效地控制所述仰摄电动机使所述成像单元环绕所述仰摄轴的所述仰摄轴线转动，以响应环绕所述摇摄轴线被驱动的所述摇摄轴的转动，
在第一个假想仰摄平面上，所述成像单元的所述光轴同所述摇摄轴的所述摇摄轴线共面，在第一个假想摇摄平面上，所述成像单元的所述光轴同所述仰摄轴的所述仰摄轴线共面，所述第一假想仰摄平面和使所述开孔的所述中心轴线位于其上的第二个假想仰摄平面以在所述第一个假想仰摄平面和所述第二个假想仰摄平面之间的一个摇摄角相交，所述第一个假想摇摄平面和使所述开孔的所述中心轴线位于其上的第二个假想摇摄平面以在所述第一个假想摇摄平面和所述第二个假想摇摄平面之间的一个仰摄角相交，
所述控制单元包括：
摇摄信号产生装置，用于产生一个与所述摇摄轴的所述转动相关的摇摄信号；
摇摄值计算装置，用于计算表示所述第一个假想仰摄平面和所述第二个假想仰摄平面之间的所述摇摄角的一个摇摄值，以响应由所述摇摄信号产生装置产生的所述摇摄信号；
仰摄信号产生装置，用于产生一个与所述仰摄轴的所述转动相关的仰摄信号；
仰摄值计算装置，用于计算表示所述第一个假想摇摄平面和所述第二个假想摇摄平面之间的所述仰摄角的一个仰摄值，以响应由所述仰摄信号产生装置产生的所述仰摄信号；
摇摄上限值存储装置，用于事先存储一个与所述第一个假想摇摄平面和所述第二个假想摇摄平面之间的所述仰摄角相关联的摇摄上限值，并输出所述摇摄上限值，以响应由所述仰摄值计算装置计算所得的所述仰摄值；
摇摄值判断装置，用于基于由所述仰摄值计算装置计算所得的所述仰摄值，判断从所述摇摄上限值存储装置接收到的所述摇摄上限值是否超过由所述摇摄值计算装置计算所得的所述摇摄值；
摇摄电动机驱动装置，驱动所述摇摄电动机使所述摇摄轴环绕所述摇摄轴的所述摇摄轴线转动；
摇摄电动机控制装置，基于所述摇摄值判断装置的判断结果，控制所述摇摄电动机驱动装置，使所述摇摄电动机驱动装置驱动所述摇摄电动机；
仰摄上限值存储装置，用于事先存储一个与所述第一个假想仰摄平面和所述第二个假想仰摄平面之间的所述摇摄角相关联的仰摄上限值，并输出所述仰摄上限值，以响应由所述摇摄值计算装置计算所得的所述摇摄值；
仰摄值判断装置，基于由所述摇摄值计算装置计算所得的所述摇摄值，判断从所述仰摄上限值存储装置接收到的所述仰摄上限值是否超过由所述仰摄值计算装置计算所得的所述仰摄值；
仰摄电动机驱动装置，用于驱动所述仰摄电动机使所述仰摄轴环绕所述仰摄轴的所述仰摄轴线转动；
仰摄电动机控制装置，基于所述仰摄值判断装置的判断结果，控制所述仰摄电动机驱动装置，使所述仰摄电动机驱动装置驱动所述仰摄电动机。
2、根据权利要求1所述的监视摄像机装置，其中保持件的横截面成L形，其具有一个表面平行于固定件表面的第一板状部分，和一个表面垂直于第一板状部分的表面且与第一板状部分形成为一体的第二板状部分。
3、根据权利要求2所述的监视摄像机装置，其中所述外壳组件还包括由垂直和水平板状部分构成的两个不同部分，其每个部分具有一个内表面，在所述垂直板状部分的所述内表面与所述倾斜的板状部分的所述内表面以所述垂直板状部分的所述内表面与所述倾斜的板状部分的所述内表面之间的第一倾斜角度面面相交的状态下，所述垂直板状部分与所述倾斜的板状部分完全形成为一体；且在所述垂直板状部分的所述内表面与所述水平板状部分所述内表面以所述垂直板状部分的所述内表面与所述水平板状部分的所述内表面之间的90度角面面相交的状态下，所述垂直板状部分与所述水平板状部分完全形成为一体。
4、根据权利要求1所述的监视摄像机装置，其中所述外壳组件还包括一个具有中心轴线的中空半球状部分，在所述中空半球状部分的所述轴线与所述倾斜的板状部分的所述开孔的所述中心轴线彼此轴向对准的状态下，所述中空半球状部分与所述倾斜的板状部分完全形成为一体。
5、根据权利要求1所述的监视摄像机装置，其中构成所述摄像机组件一部分的所述固定件，在所述摇摄轴的所述摇摄轴线与所述倾斜的板状部分的所述开孔的所述中心轴线共面的状态下，可靠地与构成所述外壳组件一部分的所述水平板状部分形成为一体。
6、根据权利要求5所述的监视摄像机装置，其中所述摇摄轴的所述摇摄轴线和构成所述外壳组件一部分的所述倾斜的板状部分的所述开孔的所述中心轴线彼此相交于构成所述外壳组件一部分的所述倾斜的板状部分的所述开孔的所述假想内表面的所述中心点。
7、根据权利要求1所述的监视摄像机装置，其中所述摇摄电动机驱动装置可以有效地设定三个不同的工作状态，包括驱动所述摇摄电动机使所述成像单元顺时针环绕所述摇摄轴的所述摇摄轴线转动的第一工作状态；驱动所述摇摄电动机使所述成像单元逆时针环绕所述摇摄轴的所述摇摄轴线转动的第二工作状态；和驱动所述摇摄电动机使所述成像单元不能环绕所述摇摄轴的所述摇摄轴线转动的第三工作状态。
8、根据权利要求1所述的监视摄像机装置，其中所述仰摄电动机驱动装置可以有效的设定三个不同的工作状态，包括驱动所述仰摄电动机使所述成像单元顺时针环绕所述仰摄轴的所述仰摄轴线转动的第一工作状态；驱动所述仰摄电动机使所述成像单元逆时针环绕所述仰摄轴的所述仰摄轴线转动的第二工作状态；和驱动所述仰摄电动机使所述成像单元不能环绕所述仰摄轴的所述仰摄轴线转动的第三工作状态。
9、根据权利要求7所述的监视摄像机装置，其中所述摇摄电动机控制装置可以有效地控制所述摇摄电动机驱动装置，当所述摇摄值判断装置判断出由所述摇摄值计算装置计算所得的所述摇摄值等于由所述摇摄上限值存储装置存储的所述摇摄上限值时，使所述摇摄电动机驱动装置设为所述第三工作状态。
10、根据权利要求8所述的监视摄像机装置，其中所述仰摄电动机控制装置可以有效地控制所述仰摄电动机驱动装置，当所述仰摄值判断装置判断出由所述仰摄值计算装置计算所得的所述仰摄值等于由所述仰摄上限值存储装置存储的所述仰摄上限值时，使所述仰摄电动机驱动装置设为所述第三工作状态。
11、根据权利要求7所述的监视摄像机装置，其中所述控制单元可操作地连接到一个微型计算机，用于产生一个操作命令信号使所述成像单元自动地环绕所述摇摄轴的所述摇摄轴线转动，并且，当所述摇摄值判断装置判断出由所述摇摄值计算装置计算所得的所述摇摄值等于由所述摇摄上限值存储装置存储的所述摇摄上限值时，所述摇摄电动机控制装置可以有效地控制所述摇摄电动机驱动装置，将所述摇摄电动机驱动装置所采用的工作状态从所述第一工作状态和所述第二工作状态中的任一个状态切换到所述第一工作状态和所述第二工作状态中的另一个状态。
12、根据权利要求8所述的监视摄像机装置，其中所述控制单元可操作地连接到一个微型计算机，用于产生一个操作命令信号使所述成像单元自动地环绕所述仰摄轴的所述仰摄轴线转动，并且，当所述仰摄值判断装置判断出由所述仰摄值计算装置计算所得的所述仰摄值等于由所述仰摄上限值存储装置存储的所述仰摄上限值时，所述仰摄电动机控制装置可以有效地控制所述仰摄电动机驱动装置，将所述仰摄电动机驱动装置所采用的工作状态从所述第一工作状态和所述第二工作状态中的任一个状态切换到所述第一工作状态和所述第二工作状态中的另一个状态。
13、根据权利要求9所述的监视摄像机装置，其中所述摇摄上限值存储装置还可以有效地预先存储一个机械限定摇摄值，该值同所述第一个假想摇摄平面和所述第二个假想摇摄平面之间的所述仰摄角相关联，所述机械限定摇摄值比所述摇摄上限值较大，并且，所述摇摄电动机控制装置可以有效地控制所述摇摄电动机驱动装置，使所述摇摄电动机驱动装置驱动所述摇摄电动机，和在所述摇摄电动机驱动装置设为所述第三工作状态后，使所述成像单元转动到从所述摇摄上限值存储装置接收到的所述机械限定摇摄值。
14、根据权利要求10所述的监视摄像机装置，其中所述仰摄上限值存储装置还可以有效地预先存储一个机械限定仰摄值，该值同所述第一个假想仰摄平面和所述第二个假想仰摄平面之间的所述摇摄角相关联，所述机械限定仰摄值比所述仰摄上限角较大，并且，所述仰摄电动机控制装置可以有效地控制所述仰摄电动机驱动装置，使所述仰摄电动机驱动装置驱动所述仰摄电动机，和在所述仰摄电动机驱动装置设为所述第三工作状态后，使所述成像单元转动到从所述仰摄上限值存储装置接收到的所述机械限定仰摄值。
15、根据权利要求1所述的监视摄像机装置，其中所述摇摄上限值存储装置可以有效地预先存储所述摇摄上限值“Θp”，其由下列公式给出：
Θp＝±arccosine(tanθt/tanθo)
式中，“θt”表示所述第一个假想摇摄平面和所述第二个假想摇摄平面之间的所述仰摄角，“θo”表示位于所述垂直板状部分的所述内表面和所述倾斜的板状部分的所述内表面之间的所述第一倾斜角。
16、根据权利要求1所述的监视摄像机装置，其中所述仰摄上限值存储装置可以有效地预先存储所述仰摄上限值“Θt”，其由下列公式给出：
Θt＝±arctan(cosθp×tanθo)
其中，“θp”表示所述第一个假想仰摄平面和所述第二个假想仰摄平面之间的所述摇摄角，“θo”表示位于所述垂直板状部分的所述内表面和所述倾斜的板状部分的所述内表面之间的所述第一倾斜角。
17、根据权利要求11所述的监视摄像机装置，其中所述摇摄电动机控制装置可以有效地产生一个摇摄响应信号，其表示由所述摇摄值判断装置判断的结果，并输出所述摇摄响应信号到所述微型计算机。
18、根据权利要求12所述的监视摄像机装置，其中所述仰摄电动机控制装置可以有效地产生一个仰摄响应信号，其表示由所述仰摄值判断装置判断的结果，并输出所述仰摄响应信号到所述微型计算机。
19、一种监视摄像机装置，包括：
一个外壳组件，其具有带内表面的倾斜的板状部分；和
一个容纳于所述外壳组件中的摄像机组件，在形成为所述外壳组件一部分的所述倾斜的板状部分中有一个开孔，所述开孔中有一个中心轴线，所述开孔具有和构成所述外壳组件一部分的所述倾斜的板状部分的所述内表面同面的一个假想的内表面，所述开孔的所述假想的内表面是圆形；
所述监视摄像机装置的特征在于，所述摄像机组件包括：
一个固定件；
一个具有摇摄轴线的摇摄轴，所述摇摄轴由所述固定件支撑着可环绕所述摇摄轴线转动，所述倾斜的板状部分相对于所述摇摄轴倾斜；
一个和所述摇摄轴形成为一体的保持件；
一个具有仰摄轴线的仰摄轴，在所述仰摄轴的所述仰摄轴线垂直于所述摇摄轴的所述摇摄轴线的状态下，所述仰摄轴由所述保持件支持着可环绕所述仰摄轴线转动；
一个成像单元，用于通过形成所述外壳组件一部分的所述倾斜的板状部分的所述开孔拍摄特定目标的图像，其中所述成像单元具有光轴，在所述成像单元的所述光轴垂直于所述仰摄轴的所述仰摄轴线的状态下，所述成像单元完全由所述仰摄轴支撑着；
一个摇摄电动机，用于环绕所述摇摄轴线驱动所述摇摄轴；
一个控制单元，用于控制所述摇摄电动机使所述成像单元环绕所述摇摄轴的所述摇摄轴线转动，以响应环绕所述仰摄轴线被驱动的所述仰摄轴的转动，以及
一个仰摄电动机，用于环绕所述仰摄轴线驱动所述仰摄轴，并且其中，
所述控制单元有效地控制所述仰摄电动机使所述成像单元环绕所述仰摄轴的所述仰摄轴线转动，以响应环绕所述摇摄轴线被驱动的所述摇摄轴的转动，
在第一个假想仰摄平面上，所述成像单元的所述光轴同所述摇摄轴的所述摇摄轴线共面，在第一个假想摇摄平面上，所述成像单元的所述光轴同所述仰摄轴的所述仰摄轴线共面，所述第一假想仰摄平面和使所述开孔的所述中心轴线位于其上的第二个假想仰摄平面以在所述第一个假想仰摄平面和所述第二个假想仰摄平面之间的一个摇摄角相交，所述第一个假想摇摄平面和使所述开孔的所述中心轴线位于其上的第二个假想摇摄平面以在所述第一个假想摇摄平面和所述第二个假想摇摄平面之间的一个仰摄角相交，并且，其中
所述控制单元包括：
摇摄信号产生装置，用于产生一个与所述摇摄轴的所述转动相关的摇摄信号；
摇摄值计算装置，用于计算表示所述第一个假想仰摄平面和所述第二个假想仰摄平面之间的所述摇摄角的一个摇摄值，以响应由所述摇摄信号产生装置产生的所述摇摄信号；
仰摄信号产生装置，用于产生一个与所述仰摄轴的所述转动相关的仰摄信号；
仰摄值计算装置，用于计算表示所述第一个假想摇摄平面和所述第二个假想摇摄平面之间的仰摄角的一个仰摄值，以响应由所述仰摄信号产生装置产生的所述仰摄信号；
摇摄上限值计算装置，用于计算与所述第一个假想摇摄平面和所述第二个假想摇摄平面之间的所述仰摄角相关的一个摇摄上限值；
摇摄值判断装置，用于基于由所述仰摄值计算装置计算所得的所述仰摄值，判断由所述摇摄上限值计算装置计算所得的所述摇摄上限值是否超过由所述摇摄值计算装置计算所得的所述摇摄值；
摇摄电动机驱动装置，驱动所述摇摄电动机使所述摇摄轴环绕所述摇摄轴的所述摇摄轴线转动；
摇摄电动机控制装置，基于所述摇摄值判断装置的判断结果，控制所述摇摄电动机驱动装置，使所述摇摄电动机驱动装置驱动所述摇摄电动机；
仰摄上限值计算装置，用于计算与所述第一个假想仰摄平面和所述第二个假想仰摄平面之间的所述摇摄角相关联的一个仰摄上限值；
仰摄值判断装置，用于基于由所述摇摄值计算装置计算所得的所述摇摄值，判断由所述仰摄上限值计算装置计算所得的所述仰摄上限值是否超过由所述仰摄值计算装置计算所得的所述仰摄值；
仰摄电动机驱动装置，用于驱动所述仰摄电动机使所述仰摄轴环绕所述仰摄轴的所述仰摄轴线转动；
仰摄电动机控制装置，基于所述仰摄值判断装置的判断结果，用于控制所述仰摄电动机驱动装置，使所述仰摄电动机驱动装置驱动所述仰摄电动机。
20、根据权利要求19所述的监视摄像机装置，其中所述摇摄上限值计算装置可以有效地计算出所述摇摄上限值“Θp”，其由下列公式给出：
Θp＝±arccosine(tanθt/tanθo)
式中，“θt”表示所述第一个假想摇摄平面和所述第二个假想摇摄平面之间的所述仰摄角，“θo”表示位于所述垂直板状部分的所述内表面和所述倾斜的板状部分的所述内表面之间的所述第一倾斜角。
21、根据权利要求19所述的监视摄像机装置，其中所述仰摄上限值计算装置可以有效地计算出所述仰摄上限值“Θt”，其由下列公式给出：
Θt＝±arctan(cosθp×tanθo)
式中，“θp”表示所述第一个假想仰摄平面和所述第二个假想仰摄平面之间的所述摇摄角，“θo”表示位于所述垂直板状部分的所述内表面和所述倾斜的板状部分的所述内表面之间的所述第一倾斜角。
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