CN103826040A - 全景网络摄像头 - Google Patents

Abstract

一种全景网络摄像头，包括：依次连接的摄像头、摄像头接口、数据提取处理器、接收机、天线，所述摄像头固定在能够以360°范围旋转的旋转装置上，其特征在于：所述摄像头依次包括：焦距为f1第一透镜组，焦距为f2的第二透镜组，和焦距为f3的第三透镜组，用于承接图像的图像传感器芯片，其中第一透镜组和第二透镜组之间的间距可变，从而使得镜头组处于广角端或望远端，从广角端到望远端的移动量为f3st，在广角端出所述第二透镜组的放大倍率为R，系统的变焦比为Z：则：f1/f3在1.7到2.5之间取值，（f3st/f3）/Z在0.05到0.79之间取值。

Description

全景网络摄像头

技术领域

本发明涉及信息技术领域，具体涉及一种全景网络摄像头。 

背景技术

全景网络摄像头是具有联网功能的摄像头，专利文献CN2783661A公开了一种网络摄像头，主要包括有外壳、安装在该外壳内的镜头、光电转换元件及电路板，及包括有圆柱体、从该外壳引出的ＵＳＢ头、用于调节镜头与光电转换元件之间距离的调焦齿轮及丝杆，该外壳包括有可拆卸并可旋转连接的上壳体及下壳体，上壳体一端设有一个卡口，在该卡口上安设有包括多个ＬＥＤ的、且与该上壳体呈一角度的排灯，该镜头通过一个隔板固定在下壳体内部，圆柱体设在该镜头下方，并在靠近镜头的一端固定有一电路板，该电路板上焊接有光电转换元件，该圆柱体另一端设有一丝孔，丝杆穿过该丝孔，调焦齿轮横向设在该丝杆的中部位置，该调焦齿轮与丝杆连动。本发明具有可调焦及放大图像的优点。 

发明内容

为解决现有技术的缺陷和不足，本发明提供一种新型的全景网络摄像头，相对于现有技术具有诸多的优点。 

具体技术方案如下： 

一种全景网络摄像头，包括：依次连接的摄像头、摄像头接口、数据提取处理器、接收机、天线，所述摄像头固定在能够以360°范围旋转的旋转装置上， 其特征在于：所述摄像头依次包括：焦距为f1第一透镜组，焦距为f2的第二透镜组，和焦距为f3的第三透镜组，用于承接图像的图像传感器芯片，其中第一透镜组和第二透镜组之间的间距可变，从而使得镜头组处于广角端或望远端，从广角端到望远端的移动量为f3st，在广角端出所述第二透镜组的放大倍率为R，系统的变焦比为Z：则：f1/f3在1.7到2.5之间取值，（f3st/f3）/Z在0.05到0.79之间取值。 

作为本发明优选的实施例，所述摄像头具有变焦功能。 

作为本发明优选的实施例，所述第三镜片组为具有电压调变对焦功能的液态镜头组。 

附图说明

图1全景网络摄像头原理图； 

图2本发明的摄像头的结构示意图。 

图3是图2所述的摄像头的剖视图。 

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是根据本发明实施例的无线通信网络100的插图。 

图解的无线通信网络包括所有的无线网络元件通信到或通信经过的单个接入点101。为了简洁和清楚起见，图1的无线通信网络100被图解，其包括三个网络元件103、105和107，但是应当理解实际的无线通信网络可以包括更多 活动或非活动的网络元件。应当理解，接入点101可以经过有线通信链路被连接到其它的接入点或网络元件。从而，接入点101可以在部分无线网络的有线与无线部分之间起桥接作用。 

在图解的示例中，不同的网络元件可以例如对应于个人电脑、用户电子装置、家用器具、打印机服务器、个人数字助理、视听设备或任何其它适当的装置类型。 

在特殊的实施例中，第一网络元件103定期发射包括装置标识和信息的宣告消息。宣告消息由接入点101来广播。 

第二网络元件105可操作来接收和处理宣告消息。另外，第二网络元件105可操作来发射由接入点101广播的查询消息。在所描述的实施例中，第三网络元件107可操作来产生包括装置标识的查询响应消息并且将其发射到第二网络元件105，第二网络元件105可操作来接收并处理这个查询响应消息。从而，第二网络元件105在所述示例中将接收来自于其它网络元件的装置标识和信息。 

第二网络元件105包括一个或多个能够察觉第二网络元件105的操作物理环境的状况的传感器。例如，第二网络元件可以处理视频传感器信号以提供基于视觉输入的各种服务。在某些实施例中，第二网络元件105可以例如视觉上检测包括与其它网络元件101、107相关联的目标在内的目标的位置。 

然而，基于传感器信号的处理只趋向于导致可能是缓慢的、不可靠的、复杂的、受限的并且亚最佳的性能。例如，基于来自于视觉视频摄像头的传感器信号的目标检测可能是复杂并且不可靠的，并且可能基于对目标被检测到的许 多假设。例如，检测诸如AV环境中的扩音器之类的目标一般来说将基于扩音器形状、大小和颜色的假设。这些假设可能或多或少是正确的(例如特别设计的扬声器如果没有附加信息就不能识别)，从而导致在视觉传感器信号中对扩音器的检测不可靠并会发生变化。 

根据本发明的实施例，传感器信号的处理可以通过使用与将被检测到的其它网络元件的一个或多个物理特征相关的信息而被简化和/或改进。 

在下文中，本发明的实施例将参考特殊的示例应用来描述。在该示例中，第一网络元件103包括被连接到无线网络通信单元的五个扩音器。第三网络元件107包括嵌入了无线网络通信单元的大屏幕视频监视器。视频监视器和扩音器共同形成视听呈现布置，其中，视频监视器呈现可视图像而扩音器呈现相关联的环绕声。 

根据本发明的实施例，第一和第三网络元件103、107具有被存储的与网络元件103、107的物理特性相关的信息。特别地，第一网络元件103包括五个扬声器中每个扬声器的大小、形状和颜色。类似地，第三网络元件107包括视频监视器的大小、形状和颜色。 

根据本发明，第一网络元件103和第三网络元件107可操作来包括与物理特征消息中的物理特性相关的信息。而且，网络元件包括用于向包括第二网络元件105在内的其它网络元件传递物理特征消息的装置。特别地，物理特征消息可以被包括在由第一网络元件103发射的宣告消息和由第三网络元件107发射的查询响应消息中。 

所述实施例的第二网络元件105的功能在图1中被更详细地图解，而且将 在下文中被更详细地描述。 

第二网络元件105包括天线109，其接收由接入点101发射的无线的无线电信号并将它们供给接收机111。接收机111包括用于解调所接收信号和用于产生所接收信号的数据的所需功能块是本技术领域中所熟知的。 

数据被送到提取处理器113，其可操作来检测物理特征消息并从中提取物理特性信息。提取处理器113被耦合到情景处理器115，其可操作来确定第二网络元件105的物理环境的物理情景特征。提取处理器113可操作来把提取出来的物理特性信息送到情景处理器115。从而，情景处理器115第一网络元件103的扩音器和第三网络元件107的视频监视器的大小、形状和颜色的信息。 

第二网络元件105还包括视频摄像头117，其产生与第二网络元件105的物理视觉环境相关的传感器信号。视频摄像头117被耦合到视频摄像头接口119，其产生来自于视频摄像头的图像的适当的数字表示。视频摄像头接口119被耦合到情景处理器115并且把数字表示送到情景处理器115。 

情景处理器可操作用于响应于从提取处理器113和视频摄像头接口119接收的信息来确定物理情景特征。在所述实施例中，情景处理器115可操作来执行视觉检测算法，尤其是执行目标检测算法。应当理解，对来自于可视图像的目标的检测算法在本技术领域中为大家所熟知，从而就不在此做详细描述了。一般来说，目标识别算法取得视觉传感器信息并将其关联到一组将被识别的目标的视觉特性。 

特别地，情景处理器115基于在物理特征消息中接收到的物理信息来执行目标检测算法。从而，所述实施例中的目标检测算法估计来自于视频摄像头117 的图像，以检测第一网络元件103和第三网络元件107的大小、形状和颜色的目标。 

作为一个特殊的示例，第二网络元件105可以位于视频监视器和扩音器所处房间的中心。而且，第二网络元件105可能包括用于旋转视频摄像头117的功能块以产生整个360°的图像。然后，情景处理器115可以在图像中搜索五个具有从第一网络元件103接收的物理特征消息指出的形状和颜色的目标。对于每个被识别的目标，该目标与在物理特征消息中指出大小相比的相对大小可以被用来确定从第二网络元件105到不同的扩音器的距离。如果找到超过五个可能匹配该物理特性的目标，则不同的算法可以被用于选择很可能的匹配。例如，低于或高于给出间隔的计算出的距离可以被拒绝。类似地，目标检测算法估计图像中与从第三网络元件107接收的物理特征消息中的目标形状和颜色相同的目标。然后，它响应于图像中的相对大小和物理特征消息中的报告大小来确定到视频监视器的距离。 

因此，第二网络元件105可以自动地检测室内五个扩音器和视频监视器的位置。检测的速度和可靠性由于从其它网络元件接收物理特征消息的缘故而得到了极大的改进，并且应用的可行性和实践性的确可以取决于物理特征消息的可用性。从而，所述的实施例可以实现辅助和/或增强和/或改进的服务。 

应当理解，不同目标的位置确定可以以很多不同的方法来使用，并且取决于具体应用而被用于许多不同的目的。例如，第二网络元件105可以被用来自动地检测和估计视听装备。例如，可以自动地产生更改扬声器位置建议从而改进环绕声性能，或者它可以计算优选或最佳的用户位置以得到最佳的环绕声效果。 

在上述实施例中，简单的物理测量由其它的网络元件103、107提供给第二网络元件105。这些信息可以只被传递少量数据并且从而可以包括在短数据消息内。在其它的实施例中，具有更多详细信息的更充实的数据量可以被传递。例如，第一和第三网络元件103、107可以发射扩音器和/或视频监视器的图像组。例如，图像可能具有来自于大量不同角度的对应目标。这些信息可以充分地简化环境处理器115的目标识别，并且可以特别地使在第二网络元件105的视觉环境中对目标的检测的可靠性得到改进。 

应当理解，尽管示例的实施例使用视觉传感器输入装置，然而任何其它用于确定第二网络元件105的物理环境特征的适当的传感器输入装置也可以被使用。 

特别地，诸如麦克风之类的音频传感器可以被替换或另外地使用。从而，第二网络元件105可以优选包括用于确定包括音频和视频信号的视听信号的传感器输入。例如，这可能对视听应用特别有用。例如，上述实施例的第二网络元件可能另外检测来自于五个不同扩音器的相对音量级。在一个简单的实施例中，固定音量的信号可以顺序地从五个扩音器中的每一个被发射，并且可以被第二网络元件105检测到。这可以不仅提供改进的音频环境估计，而且还可以被用来简化视觉环境的确定。例如，相对音量级可以被用来帮助确定从第二网络元件105到单独的扩音器的距离。 

在所述的实施例中，网络元件包括与网络元件的固有物理特性相关的信息。这允许信息将在制造期间被存储在网络元件中，因此提供了一种产生物理信息的简单方法。然而在其它的实施例中，网络元件可以例如可操作用于替换或另外地基于网络元件的物理特性来确定动态或环境，并且用于把这些包括在 物理特征消息中。例如，第三网络元件107可以确定视频监视器是被安装在墙壁上还是被放置在架子上。这些信息可以简化第二网络元件105对视频监视器的检测。 

在某些实施例中，网络元件可操作来给用户发射表示信号。例如在上述的实施例中，视频监视器发射视频图像而扩音器发射音频信号。在某些实施例中，物理特征消息可以包括网络元件发射的物理信号的当前特征的信息。 

从而，第三网络元件107可以传递包括与正被发射的视频图像相关的信息的物理特征消息。这可以提供改进的第二网络元件105的目标检测。例如，如果第二网络元件105具有指出当前正举行足球比赛的信息，则它可以响应于与这些目标每一个相关联的绿色量在两个候选目标之间选择。 

在某些实施例中，物理信号的数据表示可以被包括在物理特征消息中。例如，将被显示在视频监视器上的高度压缩的MPEG-2信号表示可以被包括在内，从而提供了非常精确的检测。然而，这需要在很多应用中都不切实际的大量数据的传递。因此，更多间接的信息往往可以被使用，例如包括指出的被呈现的内容类型的信息或音频采指纹信息。 

在某些实施例中，网络元件可以可操作用于在被呈现的物理信号中嵌入标志。例如，第三网络元件107可以包括观察者注意不到的很少发生的视觉特征。然而，第二网络元件105却可以检测到清楚的图案，从而提供了对来自于视频摄像头的图像中的目标的精确检测。被嵌入标志的信息可以被包括在物理特征消息中，因此允许第二网络元件105接收这些信息并将其用于目标识别。优选地，标志是十分细微从而用户注意不到，并且因此可以被嵌入实况的图像信号中。在其它的实施例中，标志可以是特殊的测试信号。例如，视频监视器可以 在第二网络元件105使用的测试期间发射特殊的颜色序列，以确定物理情景。 

在某些实施例中，发射物理特征消息的网络元件可以自己来检测它们的环境特征并将其包括在物理特征消息中。例如，网络元件可以包括GPS接收机，其可操作用于检测网络元件的位置并将其包括在物理特征消息中。 

发射物理特征消息的网络元件可以另外或替换地包括移动检测器。如果移动检测器确定网络元件已经移动，则它可以执行物理环境的再估计并且发射指示新环境的更新的物理特征消息。移动检测器例如可以是一个简单振动检测器。 

在下文中，可以显现或简化物理特征消息的传输的应用的特殊示例将被描述。在这个示例中，一个房子可以包括动态网络的大量网络元件。这些网络元件可以包括电视、音频环绕声放大器、扩音器、计算机等等。一部分或全部的这些网络元件可操作用于经由动态网络发射物理特征消息。 

在这个环境中，控制网络元件可以包括显示器并对部分或全部网络元件执行遥控功能。从而，用户可以使用单个便携式控制网络元件来控制放置在整个房子中的设备和装置。例如，同一控制网络元件可以控制环绕声的音量、DVD播放器的操作以及一个或多个房间中的光源。 

在所述实施例中，控制网络元件可操作用于确定指出房子中一部分或全部的网络元件的物理位置地图。优选地，房子的平面图可以被手动地输入，并且控制网络元件可以自动地确定其它网络元件的位置并且将它们关联到平面图。特别地，如图1的实施例所说明的，控制网络元件可以包括基于所接收的物理特征消息执行目标的视觉检测的视频摄像头。 

优选地，控制网络元件被绕着房子移动，自动地采集物理特征消息并检测不同的网络元件的位置。从而，位置图可以被自动地或半自动地确定，并且可以在优选地是控制网络元件一部分的适当显示器上被呈现给用户。优选地，控制网络元件连续地或有规律地执行目标检测，因此允许控制网络自动地检测任何网络元件的位置变化并自动地更新位置图。 

所述摄像头117，具有如下结构特征： 

同时配合参阅图2及图3，分别为本发明的变倍率液态镜头装置的第一实施例的一示意图与一剖面图。本发明的变倍率液态镜头装置用以外界物体光线聚集，以成像于一图像传感器1上。 

本装置具有一镜筒40，为便于说明，将图中箭头所指方向定义为该镜筒40的前方，箭头所指的相反方向为其后方。该镜筒40上具有一沿该镜筒40的前后方向延伸的长条形穿槽41。本装置主要包含固定在该镜筒40内最前方的一第一镜片组11、位于该镜筒40内的第一镜片组11之后并可前后移动的一活动式第二镜头组21、位于该第二镜片组21后方并固定在镜筒40内的第三镜片组31。 

该第一镜片组11具有聚光的能力，能收集外界的光通过并进入至该镜筒40内部，以进行下一步的光学处理。 

该第二镜片组21主要作为调整焦距变化之用，其借助一镜座22与一露出该穿槽41的拨杆42相接合。使用者可借助拨动该拨杆42，使该镜座22带动该第二镜片组21于该镜筒40内移动。在本实施例中，为借助穿伸于该穿槽41的该拨杆42来移动该第二镜片组21，实际实施时，可采取导轨、凸轮、连杆、螺旋牙配或齿轮等构件的等效手动机构组合来移动该第二镜片组21。 

该第三镜片组31为具有电压调变对焦功能的液态镜头组，其中该液态镜头可为介电力效应(Dielectric force)、电润湿效应(Electro wetting effect)或微流体(Micro fluid)的形变式变焦透镜(Shape-changed lens)。该第三镜片组31可透过电压值的调变，改变其内部二液体之间的接口曲率，变化其自身的焦距，使经由该第二镜片组21的光线再做更进一步的对焦，使外界的物体光线得以准确地聚集而成像于图像传感器1上。 

上述该第一镜片组11、该第二镜片组21与该第三镜片组31的屈光度依序为正、负、正的配置方式。 

此外，本装置于第二镜片组21与第三镜片组31之间，且靠近于第三镜片组31处设置有一平凸透镜51，且该平凸透镜51具有一凸出面511面向着第二镜片组21，用以将通过该第二镜片组21的光线导引至该第三镜片组31。于第三镜片组31与该影像传感器1之间依序安置一双凹透镜52及一双凸透镜53，用以将通过该第三镜片组31的光线导引至该图像传感器1上。 

借助移动该拨杆42以调整该第二镜片组21相对于该第一镜片组11的位置，使本发明的变倍率镜头装置可于广角与望远两种不同模式间转换。 

假设第一镜片组11的焦距为f1，第二镜片组21的焦距为f2，第三镜片组31的焦距为f3，从广角端到望远端的移动量为f3st，在广角端出第二镜片组21的放大倍率为R，系统的变焦比为Z。则： 

f1/f3在1.7到2.5之间取值，（f3st/f3）/Z在0.05到0.79之间取值。在上述数值范围内时系统的像差较小，整体体积较小。 

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 (3)

1.一种全景网络摄像头，包括：依次连接的摄像头、摄像头接口、数据提取处理器、接收机、天线，所述摄像头固定在能够以360°范围旋转的旋转装置上，其特征在于：所述摄像头依次包括：焦距为f1第一透镜组，焦距为f2的第二透镜组，和焦距为f3的第三透镜组，用于承接图像的图像传感器芯片，其中第一透镜组和第二透镜组之间的间距可变，从而使得镜头组处于广角端或望远端，从广角端到望远端的移动量为f3st，在广角端出所述第二透镜组的放大倍率为R，系统的变焦比为Z，则：f1/f3在1.7到2.5之间取值，（f3st/f3）/Z在0.05到0.79之间取值。

2.如权利要求1所述的全景网络摄像头，所述摄像头具有变焦功能。

3.如权利要求1所述的全景网络摄像头，所述第三镜片组为具有电压调变对焦功能的液态镜头组。

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