CN102917163A - 无线摄像头 - Google Patents

Abstract

一种无线摄像头，具有发射端和接收段，所述发射端包括：视频处理模块，信号发射模块、摄像头和音频输入装置，其特征在于：所述摄像头具有屈折力的透镜仅为三个：从物方到像方依次为：焦距为f1第一凸透镜，焦距为f2的第二双凹透镜，焦距为f3的第三凹凸透镜，用于承接图像的图像传感器，f1/f2的比值为-0.2到-1.5，f1/f3的比值为0.45到1.33，第一凸透镜和第二双凹透镜之间的距离d1为2-8mm，所述第三凹凸透镜和第二双凹透镜的像方表面上设置有二元光学结构，用于进一步消除成像像差。

Description

无线摄像头

技术领域

本发明涉及信息技术领域，具体涉及一种无线摄像头。

背景技术

随着社会的发展摄像头在各领域的应用越来越普及，然而，现有技术的摄像头都是直接用通用串行总线(以下均称为USB)线连接到计算机(以下均称为PC)机上。以上述连接关系连接的摄像头在结构与使用上存在诸多问题，首先，上述现有的摄像头和图像显示终端之间必须有连接线连接，因此在进行设备连接，尤其是摄像头和显示终端有一定距离的时候，进行上述的设备连接就非常不便；其次，现有的显示终端是PC机显示器或者监视器之一；再有，现有技术中一个显示终端只能监视来自一个摄像头的图像。

由此可见，上述现有的摄像头在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。

另外，现有技术中的摄像头普遍存在着体积小型化和成像质量难以兼顾的不足与缺陷。

有鉴于上述现有的摄像头存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的无线摄像头，能够改进一般现有的摄像头，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

为解决现有技术的缺陷和不足，目的在于提供一种新型的无线摄像头。该摄像头成像质量高，能够方面地实现无线信息传输，而且整体结构合理，尺寸较小，制造成本较低，相对于现有具有具有诸多的优点。

具体技术方案如下：

一种无线摄像头，具有发射端和接收段，所述发射端包括：视频处理模块，信号发射模块、摄像头和音频输入装置，其特征在于：所述摄像头具有屈折力的透镜仅为三个：从物方到像方依次为：焦距为f1第一凸透镜，焦距为f2的第二双凹透镜，焦距为f3的第三凹凸透镜，用于承接图像的图像传感器，f1/f2的比值为-0.2到-1.5，f1/f3的比值为0.45到1.33，第一凸透镜和第二双凹透镜之间的距离d1为2-8mm，所述第三凹凸透镜和第二双凹透镜的像方表面上设置有二元光学结构，用于进一步消除成像像差。

作为本发明的优选实施例，所述第一、第二、第三透镜的表面为非球面。

作为本发明的优选实施例，所述摄像头连接于电路板上。

作为本发明的优选实施例，所述接收端包括信号接收设备和信号显示设备。

作为本发明的优选实施例，所述发射端具有信号发射调谐器，其可以选择特定的一个或多个频率发射摄像头获取的图像信号。

附图说明

图1是本发明无线摄像头的原理图；

图2是本发明无线摄像头的发射端的原理图；

图3是本发明无线摄像头的接收端的原理图；

图4是本发明的摄像头的结构示意图；

图5是本发明摄像头的剖面图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

图1所示，是本发明无线摄像头的原理图，其包括：设置在需监控的位置的一侧，对需监控的位置的图像及声音信号进行接收处理，并将处理过的信号进行无线信号发射的发射端F；以及将发射端F发射的信号进行接收处理，并将接收并处理的信号传输到电视机和/或PC机上进行视频及音频信号的显示及输出的接收端J。

请参阅图2所示，是本发明无线摄像头的发射端的原理图，本发明的发射端F包括：感测外界图像并转化为图像信号输出的摄像头4；与上述摄像头4连接，并将该摄像头4发送的图像信号转换成视频信号A1的视频处理模块1；感测外界声音并转化为音频信号B1输出的音频输入设备5；与上述视频处理模块1及上述音频输入设备5连接，并且接收上述视频处理模块1输出的视频信号A1及上述音频输入设备5输出的音频信号B1的信号发射模块2，该信号发射模块2将接收的上述视频信号A1及音频信号B1发射。

其中，上述的视频处理模块1具有可将输入的图像信号转换成视频信号A1输出的视频处理芯片，在本实施例中该视频处理芯片是采用中星微电子有限公司的VC0701型电视摄像头(TV camera)芯片，通过该芯片将输入的图像信号编码有选择地转换成为NTSC或者PAL两种制式的模拟视频信号输出；音频输入设备5接收麦克风或者线路(Line in)输入的模拟音频信号，且其包括有将该模拟音频信号放大的LM358型集成电路；信号发射模块2包括有可以将输入的被放大的音频信号及NTSC或PAL制式的模拟视频信号以设定的发射频率发射的信号发射调谐器，同时，使用者可以在多个不同的发射频率中设定一音频及视频信号的发射频率；信号发射模块2可以同时接收多个音频输入设备5输入的音频信号B1，从而实现立体声效果。

请参阅图3所示，是本发明无线摄像头的接收端的原理图，本发明的接收端J包括：接收信号发射调谐器所发射的音频及视频信号并将两种信号分别输出的信号接收模块3，该信号接收模块3包括可以在信号发射调谐器发射音频及视频的频率上，接收所发射的信号的信号接收解调器；使信号接收模块3所输出的音频及视频信号传输至电视机9，从而将影像显示在电视机9上的音频信号连接部32和视频信号连接部31，上述连接部包括分别设在上述信号接收解调器的音频信号输出端和视频信号输出端上的音频信号接口和视频信号接口，并且该音频信号接口和视频信号接口与电视机之间是通过音频及视频连接线连接，从而使信号接收模块所输出的音频及视频的模拟信号在电视机中显示/输出；使上述视频信号连接部31中的视频信号A1转换为数字视频信号的数据S1并输出的视频信号解码器6，在本实施例中该视频信号解码器6是使用采用24.576MHz标准时钟的SAA7113H型解码芯片将模拟视频信号转换为CCIR656格式的数字视频信号，并将该数字视频信号以输出速率为27MHz输出；接收上述视频信号解码器6输出的CCIR656格式的数据S1以及音频信号连接部32输出的音频信号B1的视频及音频处理模块7，该视频及音频处理模块7的输出端可以通过USB线与PC连接，并通过PC将接收的视频及音频信号显示出来，在本实施例中，视频及音频处理模块使用对CCIR656格式的数字视频信号进行编码，同时将模拟音频信号转换为数字音频信号的集成电路模块。

具体而言，在本实施例中，上述的视频及音频处理模块7内部设有的用于将模拟视频/音频信号转换为数字视频/音频信号的集成电路模块至少集成有微处理器、只读存储器数字信号处理模块(ROM)、随机存取存储器数字信号处理模块(RAM DSP)其中之任一，并支持USB2.0接口，I2C数据总线等多种接口。

更具体而言，本发明的视频及音频处理模块7为了能够处理标准的CCIR656格式的数据S1，具有27MHz的系统时钟信号频率。

换而言之，信号接收解调器可以选择某个频率接收，并接收到来自相同频率发射端F发射的音频及视频信号，这个音频及视频信号的显示终端可以选择是电视机9，也可以通过视频信号解码器6，视频及音频处理模块7等的连接显示于PC机8上。也就是说视频信号解码器6可以将视频信号A1转化为CCIR656格式的数据流，经过与上述视频信号解码器6连接的视频及音频处理模块7和USB线传到PC机8。使用者可以通过简单地将信号接收解调器的接收频率切换至另一频率，即可接收在该另一频率上发射音频及视频信号的发射端F所发射的信号。

信号发射调谐器和信号接收解调器可只能以某一固定频率接收或发送，也可以多频率选择其一的方式接收或发送信号。上述多频率中选择的方式可以通过在上述的信号发射调谐器和信号接收解调器中设置用户配置寄存器的方式来选择，也可以设置只支持在某些频率上的信号发射与接收，还可以采用加入硬件开关的形式来选择发射和接收频率，以及诸如上述的简单组合，在此不再赘述。

所述摄像头，具有如下结构特征：

图4所示，为本发明的一种具体实施方式。具有设置于镜头座10内部非球面镜头组，摄像头20，摄像头连接于电路板40上，便于将所拍摄的图像信息及时准确地传送到电路板40上的控制电路中。

该非球面镜头组，其前后由两个高精度非球面透镜11、13组成：前透镜11和后透镜13(图4所示)，两个非球面前透镜11和后透镜13的凹面部分都向内设置，中间配备有与前透镜11和后透镜13相适应的凹面透镜12，凹面透镜12的前凹面与前透镜11的投射弧度对应，且凹面透镜12的后凹面与后透镜13的投射弧度对应，这种非球面透镜的设置使得透镜之间的聚焦间距可以变得很小，由此可大大缩短镜头组的长度，使整个摄像头的体积可以非常小。

所述前透镜11的焦距为f1，凹面透镜12的焦距为f2，后透镜的焦距为f3，则f1/f2的比值为-0.2到-1.5，f1/f3的比值为0.45到1.33，透镜11和透镜12之间的距离d1为2-8mm。

优选在透镜12,13的表面上设置有二元光学结构，用于进一步消除成像像差。

本发明采用的成像透镜光学系统为三透镜光学系统，与二透镜光学系统相比其消像差能力显著提高，实践表面具有本发明上述结构参数的摄像头易于实现小型化，同时成像质量较高。

图5所示，非球面镜头组中，其前透镜11的表面弧度大于后透镜13的表面弧度，以便于拍摄具有比较宽视角的图像，同时将该图像非常准确地反映到镜头组背后的摄像头上。

上述的非球面镜头组，其前面的非球面透镜上设置有集成红外低通滤光膜14，以具有适当的滤光效果，保证所拍摄的动态图像质量。

所述的能拍摄彩色清晰图像的微型摄像头，其基座由金属片和柔性材料构成，金属片构成支撑架，柔性材料填充支撑架，并形成对金属片和镜头组的保护。

图4所示的摄像头20为CMOS光电摄像头，能够成24位真彩动态图像。所拍摄的物品或景物通过透镜孔30、前透镜11、凹面透镜12、后透镜13反映到摄像头20上，被拍摄下来。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述使用方法的限制，上述使用方法和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (5)

1.一种无线摄像头，具有发射端和接收段，所述发射端包括：视频处理模块，信号发射模块、摄像头和音频输入装置，其特征在于：所述摄像头具有屈折力的透镜仅为三个：从物方到像方依次为：焦距为f1第一凸透镜，焦距为f2的第二双凹透镜，焦距为f3的第三凹凸透镜，用于承接图像的图像传感器，f1/f2的比值为-0.2到-1.5，f1/f3的比值为0.45到1.33，第一凸透镜和第二双凹透镜之间的距离d1为2-8mm，所述第三凹凸透镜和第二双凹透镜的像方表面上设置有二元光学结构，用于进一步消除成像像差。

2.如权利要求1所述的摄像头，所述第一、第二、第三透镜的表面为非球面。

3.如权利要求1所述的摄像头，所述摄像头连接于电路板上。

4.如权利要求1所述的摄像头，所述接收端包括信号接收设备和信号显示设备。

5.如权利要求1所述的摄像头，所述发射端具有信号发射调谐器，其可以选择特定的一个或多个频率发射摄像头获取的图像信号。

Images