CN109428995A - 摄像机和用于摄像机内部受控结露的方法 - Google Patents

摄像机和用于摄像机内部受控结露的方法 Download PDF

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Abstract

本公开涉及摄像机和用于摄像机内部受控结露的方法。一种摄像机，包括至少部分透明的外壳(2)和被设置在所述至少部分透明的外壳(2)内部的成像设备(3)，其中所述成像设备(3)被配置为通过所述至少部分透明的外壳(2)捕捉图像。该摄像机进一步包括至少部分包围所述成像设备(3)并且被设置在所述外壳(2)和所述成像设备(3)之间的壳体(4)，所述壳体(4)限定至少一个空腔(10)，所述至少一个空腔(10)形成与存在于所述壳体(4)和所述成像设备(3)之间的内空间(12)以及存在于所述外壳(2)和所述壳体(4)之间的外空间(13)流体连通的中间空间(11)。本发明还涉及一种用于所述摄像机内部受控结露的方法。

Description

摄像机和用于摄像机内部受控结露的方法
技术领域
本发明涉及一种摄像机和一种用于这样的摄像机内部受控结露的方法。
背景技术
诸如网络摄像机之类的摄像机可以在室内和室外的许多不同情况下用于监视场景。摄像机通常被设置成旋转和/或倾斜，以能够从特定区域中的不同位置获取图像。
摄像机可包括至少部分透明的外壳(诸如半球形圆顶窗)，和设置在该外壳内部并被配置成透过该外壳捕捉图像的成像设备。
在周围空气中存在水蒸气的环境中，水蒸气可能凝结在外壳的内表面上，也称为结露。在满足结露条件时发生结露，结露条件包括空气湿度、摄像机外部的空气温度和摄像机内部的温度。
因此，当摄像机外部的环境温度下降(诸如在晚上)，并且摄像机周围的空气比摄像机本身冷却得更快，从而导致外壳在摄像机的其余部分之前冷却下来时，可能会发生结露。由成像设备产生的热量还可促使引起摄像机内部和外部之间的温差。
解决该问题的现有技术解决方案可以包括提供具有双壁窗结构的外壳，该双壁窗结构具有分隔该窗结构的两个窗的绝缘空间(诸如真空)，或者提供朝向外壳内表面的由风扇驱动的吹风喷嘴。
发明内容
鉴于以上所述，本发明的目的是提供一种改进的摄像机和一种解决与摄像机内部结露相关联的问题的方法。
为了实现上述目的中的至少一个目的，以及将从下面的描述中显而易见的其它目的，根据本发明提供具有以下特征的摄像机和具有以下特征的方法。该摄像机和该方法的优选实施例将从下面的描述显而易见。
更具体地说，根据本发明的第一方面，提供一种摄像机，包括至少部分透明的外壳和被设置在所述至少部分透明的外壳内部的成像设备，其中所述成像设备被配置为通过所述至少部分透明的外壳捕捉图像。所述摄像机进一步包括至少部分包围所述成像设备并且被设置在所述外壳和所述成像设备之间的壳体，所述壳体限定至少一个空腔，所述至少一个空腔形成与存在于所述壳体和所述成像设备之间的内空间以及存在于所述外壳和所述壳体之间的外空间流体连通的中间空间。
由此，提供一种解决与摄像机内部结露相关联问题的摄像机。提供具有至少一个空腔的壳体形成与所述内空间和所述外空间流体连通的中间空间，使得空气能够从所述内空间经由所述中间空间流动至所述外空间。因此，当满足结露条件时(诸如在晚上当外部温度下降导致摄像机从外壳开始冷却时)，随着空气从所述内空间经由所述中间空间流动至所述外空间，可以在所述中间空间的表面上获得受控的结露。如此被除湿的空气随后从所述中间空间流动至所述外空间，因此可使所述外壳内表面上的结露减少。
术语“空腔”在本文中将被解释为结构内的未填充空间，即该结构内被划分的空间。
根据一个实施例，所述壳体可包括两个主要区段，所述两个主要区段在组装状态下限定所述至少一个空腔，其中所述至少一个空腔通过形成在所述两个主要区段之间的接缝处的通道与所述内空间和所述外空间流体连通。包括两个主要区段的所述壳体可被容易地组装为使其包围所述成像设备，其中由所述两个区段之间的接缝形成的通道确保所述中间空间与所述内空间和所述外空间流体连通。所述两个主要区段可松散地彼此邻接，使得由所述接缝形成的通道提供充分的受限空气流动，使空气能够在所述中间空间中停留足够的时间，以获得受控的结露。
根据另一实施例，所述内空间可以仅借助由所述至少一个空腔形成的所述中间空间与所述外空间流体连通。由此可以确保从所述内空间流动至所述外空间的空气必须经过中间空间。
根据又一实施例，所述壳体可被设置为能相对于所述外壳移动。此外，所述壳体可被设置为能与所述成像设备一致地移动。
根据又一实施例，所述壳体可包括被设置在成像设备后侧处并被提供有散热凸缘或散热片的后部区段。
根据又一实施例，所述壳体可包括被设置在所述成像设备后侧并且由高导热材料制成的后部区段，所述高导热材料即具有高导热率的材料，诸如铝。
提供具有散热片和/或由高导热材料制成的后部区段可对所述内空间内部的温度具有冷却效果，并且所述内空间中降低的温度可对所述内空间内部空气的水蒸气量具有降低效果。
所述成像设备可包括前侧，其中所述后部区段可被设置在所述成像设备的与所述前侧相反的后侧。透镜单元可被设置在所述成像设备的所述前侧。所述内空间可仅借助由所述至少一个空腔形成的所述中间空间，并且借助所述壳体的设置在所述后部区段处或所述后部区段中的后部通道与所述外空间流体连通。通过将所述后部区段设置在所述成像设备的与可设置所述透镜单元的前侧相反的一侧，可以确保由从所述内空间通过所述后部通道流动至所述外空间的空气产生的任何结露可发生在所述外壳的内表面上对应于与所述成像设备的成像方向相反的一侧的区域中。
根据又一实施例，所述壳体可包括多个空腔。
根据又一实施例，所述成像设备可包括从所述成像设备前侧伸出的透镜单元，并且所述至少一个空腔可包括环形空腔，其中所述环形空腔周向地包围所述透镜单元。
根据又一实施例，所述至少部分透明的外壳可以是圆顶窗。
根据又一实施例，所述壳体可具有形成所述至少一个空腔的多壁结构。所述多壁结构可包括外壁、内壁和分隔壁。
根据又一实施例，所述外壳可具有自由体积VF，所述自由体积VF被定义为所述外壳的外壳体积VH与所述成像设备的设备体积VD之间的差值，其中所述至少一个空腔具有对应于所述自由体积VF的10％-30％的空腔体积VC。
根据本发明的第二方面，提供一种用于摄像机内部受控结露的方法，所述摄像机包括至少部分透明的外壳和被设置在所述至少部分透明的外壳内部的成像设备，其中所述成像设备被配置为通过所述至少部分透明的外壳捕捉图像。所述方法包括：在所述外壳和所述成像设备之间设置壳体，使得所述壳体至少部分地包围所述成像设备，所述壳体限定形成中间空间的至少一个空腔，所述中间空间与存在于所述壳体和所述成像设备之间的内空间以及存在于所述外壳和所述壳体之间的外空间流体连通。所述方法进一步包括允许空气从所述内空间经由所述中间空间流动至所述外空间，使得当满足结露条件时，在所述至少一个空腔的表面上获得受控的结露，所述结露条件至少包括空气湿度、所述摄像机外部的环境温度和所述内空间内部的温度。
一般来说，除非在此另外明确定义，否则权利要求书中使用的所有术语都将根据它们在该技术领域中的普通含义来解释。除非另外明确说明，否则对于“一/一个/该[元件、装置、部件、手段、步骤等]”的所有引用都将开放地解释为是指所述元件、装置、部件、手段、步骤等的至少一个实例。除非明确说明，否则在此公开的任何方法的步骤不必以所公开的确切顺序执行。
附图说明
参见附图，通过下面对本发明优选实施例的例示和非限制性的详细描述，将更好地理解本发明的上述以及其它目的、特征和优点，其中相同的附图标记将用于相似的元件，其中：
图1是根据本发明的摄像机的分解形式的透视图。
图2a是根据本发明的包围摄像机的成像设备的壳体的第一实施例的分解形式的透视图。
图2b是根据图2a所示的第一实施例的壳体的示意性横截面图，该壳体包围成像设备并被设置在外壳内部。
图3a是根据本发明的包围摄像机的成像设备的壳体的第二实施例的分解形式的透视图。
图3b是根据图3a所示的第二实施例的壳体的示意性横截面图，该壳体包围成像设备并被设置在外壳内部。
图4a是根据本发明的包围摄像机的成像设备的壳体的第三实施例的分解形式的透视图。
图4b是根据图4a所示的第三实施例的壳体的示意性横截面图，该壳体包围成像设备并被设置在外壳内部。
具体实施方式
现在将在下面参照附图更全面地描述本发明，其中示出本发明目前优选的实施例。然而，本发明可以许多不同的形式来实施，并且不应被解释为局限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了彻底和完整，并向技术人员充分传达本发明的范围。
图1示出根据本发明实施例的摄像机1的分解图。
摄像机1包括至少部分透明的外壳2和设置在外壳2内部的成像设备3。壳体4被提供为部分地包围成像设备3并且被设置在外壳2和成像设备3之间。
所示摄像机1的外壳2是圆顶窗的形式，并且可由诸如PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)或PC(聚碳酸酯)的塑料材料制成。
所示摄像机1进一步包括基座单元5、顶壳6和内盖7。基座单元5包括两个轴承座8，每个轴承座8均被设置成支撑壳体4的轴颈9，以将其安装在基座单元5上。
壳体4可相对于外壳2可移动地设置，并且可与成像设备3一致地移动。更具体地说，壳体4和成像设备3可通过在外壳2内倾斜和/或旋转来移动。可提供驱动装置用于壳体4和成像设备3的移动。
如可在图2a和图2b中更清楚看到的，壳体4限定至少一个空腔10，该空腔10在壳体4内形成未填充的、划分出的空间。因此，未填充的空间构成由壳体4限定的中间空间11，并且与存在于壳体4和成像设备3之间的内空间12，以及存在于外壳2和壳体4之间的外空间13流体连通。
所示摄像机的壳体4包括两个主要区段14，其在组装状态下限定所述至少一个空腔10，其中由所述至少一个空腔10形成的中间空间11通过由两个主要区段14之间的接缝形成的通道15与内空间12和外空间13流体连通。应理解，所述壳体可包括附加部分。
所述至少一个空腔10的空腔体积VC可以在外壳2的自由体积VF的10％-30％的范围内，自由体积VF被定义为外壳2的外壳体积VH和成像设备3的设备体积VD之间的差值。
在图2a和图2b所示的壳体4的实施例中，壳体4包括两个主要区段14，并且在图2a中，两个主要区段14以分解图被示出在成像设备3的相反两侧。成像设备3具有前侧16、顶侧17、后侧18、底侧19和两个彼此相反的横向侧。在所示实施例中，成像设备3包括在前侧16处伸出的透镜单元21。
壳体4具有多壁结构。更具体地说，每个主要区段14均包括外壁22、内壁23和分隔壁24，并且在两个主要区段的组装状态下，该多壁结构限定第一空腔10a和形成中间空间11的第二空腔10b。由壳体4和透镜单元21在四面限定的第一空腔10a是环形的，并且周向包围透镜单元21。由壳体4在四面限定的第二空腔10b具有包围成像设备3的顶侧17、后侧18和底侧19的弯曲延伸部。第一空腔10a和第二空腔10b在图2b所示的横截面图中清楚地示出，图2b例示设置在外壳2内部的壳体4和成像设备3。每个主要区段14进一步包括支撑设置在中心的轴颈9的侧壁25。在两个主要区段14的组装状态下，每个侧壁25延伸越过成像设备3的相应横向侧。
第一空腔10a和第二空腔10b形成中间空间11，该中间空间11与存在于成像设备3和壳体4之间的内空间12以及存在于外壳2和壳体4之间的外空间13流体连通。
中间空间11通过形成在壳体4的两个主要区段14之间的接缝处的通道15与内空间12和外空间13流体连通。所述接缝包括由两个主要区段14的内壁23彼此邻接的端面形成的内接缝26；由两个主要区段14的分隔壁24彼此邻接的端面形成的中间接缝27；以及由两个主要区段14的外壁22彼此邻接的端面形成的外接缝28。在图1中可以更清楚地看到形成通道15的一部分的外接缝28。内接缝26形成内空间12和中间空间11的第二空腔10b之间的通道；中间接缝27形成内空间12和中间空间11的第一空腔10a之间的通道；并且外接缝28形成中间空间11和外空间13之间的通道。可以在壳体4和伸出的透镜单元21之间形成另一通道。
根据所示实施例，内空间12仅经由中间空间11与外空间13流体连通，这意味着空气仅能经由中间空间11在内空间12和外空间13之间流动。
具有参照图2a和图2b所描述的结构的摄像机1能够在满足结露条件时实现受控结露。
根据空气湿度，在摄像机外部和摄像机内部之间存在足够的温差的情况下，可能满足结露条件。
例如，在晚上当外部温度下降时，可出现温差，因此，摄像机1将开始冷却，首先是外壳2，随后是壳体4，并且最后是成像设备3。因此，摄像机1内部的内部温度将高于外部温度，并且将不是均匀的。
如上所述，根据所示实施例，内空间12仅经由中间空间11与外空间13流体连通。因此，当空气从内空间12经由中间空间11流动至外空间13时，一旦满足结露条件，则在形成所述中间空间11的空腔10a、10b的表面上获得受控的结露。随后，这样被除湿的空气可从中间空间11流动至外空间13。外壳2的内表面上可能仍出现一些结露，但是随着空气被除湿，外壳2的内表面上的结露将减少。
中间空间11与内空间12和外空间13流体连通，使得从内空间12经由中间空间11流动至外空间13的空气在中间空间11中停留足够的时间，以在形成所述中间空间11的空腔10a、10b的表面上获得受控的结露。已发现，通过由彼此松散邻接的两个主要区段14形成的接缝获得可提供充分受限的气流的通道15。
图3a和图3b中示出壳体4的第二实施例。
壳体4包括两个主要区段14和后部区段29，并且在图3a中，该三个区段14、29以分解图被示出为围绕参考该壳体的第一实施例所描述类型的成像设备3。
主要区段14具有多壁结构，并且在组装状态下限定形成构成中间空间11的未填充空间的第一空腔10a、第二空腔10b和第三空腔10c。第一空腔10a是环形的并且径向包围透镜单元21。第二空腔10b延伸越过成像设备3的顶侧17，并且第三空腔10c延伸越过成像设备3的底侧19。在图3b中以横截面图清楚地示出第一空腔10a、第二空腔10b和第三空腔10c，图3b例示设置在外壳2内部的壳体4和成像设备3。每个主要区段14进一步包括支撑设置在中心的轴颈9的侧壁25。在两个主要区段14的组装状态下，每个侧壁25延伸越过成像设备3的相应横向侧。
根据本发明，壳体3可被提供有散热片30，在壳体的组装状态下，散热片30可位于成像设备3的后侧18，即位于成像设备3的与透镜单元21相反的一侧。在所示的实施例中，壳体4的后部区段29形成壳体4的后部，并且被提供有散热片30。
根据本发明，该壳体可包括由诸如铝的高导热材料制成的区段。该区段可位于成像设备3的后侧18处，即位于成像设备3的与透镜单元21相反的一侧。因此，图3a、图3b中所示的壳体4的后部区段29可由高导热材料制成。
壳体4的空腔10a、10b、10c形成与存在于成像设备3和壳体4之间的内空间12以及存在于外壳2和壳体4之间的外空间13流体连通的中间空间11。
中间空间11通过形成在壳体4的两个主要区段14之间的接缝处的通道15与内空间12和外空间13流体连通。该接缝包括内接缝、中间接缝27和外接缝28。内接缝的第一部分26’形成内空间12和第二空腔10b之间的通道，并且内接缝的第二部分26”形成第三空腔10c和内空间12之间的通道；中间接缝27形成内空间12和第一空腔10a之间的通道；并且外接缝28形成中间空间11和外空间13之间的通道。可以在壳体4和伸出的透镜单元21之间形成另一通道。
后部通道31可被提供在壳体4的后部。在所示的实施例中，后部通道31由主要区段14和后部区段29之间的后接缝32形成。
根据所示实施例，内空间12仅经由中间空间11或经由后部通道31与外空间13流体连通。因此，空气仅能借助中间空间11或借助由后接缝32形成的通道31在内空间12和外空间13之间流动。
具有如参考图3a和图3b描述的结构的摄像机1能够在满足结露条件时实现受控的结露。
提供具有提供有散热片30和/或由高导热材料制成的后部区段29的壳体4可以对内空间12内部的温度具有冷却效果，因为由成像设备3产生的热量可通过后部区段29从内空间12被转移。由于空气维持水蒸气的能力取决于空气温度，所以降低内空间12内部的温度可以减少内空间12内部空气中存在的水蒸气的量，并因而减少当空气从内空间12流出时可用于结露的水蒸气的量。
当结露条件以类似于先前参照图2a和图2b描述的方式被满足时，从内空间12经由中间空间11流动至外空间13的空气将被除湿。
从内空间12借助由后接缝32形成的通道31流动至外空间14的空气可导致外壳2的内表面上结露。然而，由于后接缝32位于成像设备3的后侧18处，因此结露将发生在外壳2内表面的对应于与成像设备3的成像方向相反的一侧的区域中，从而不妨碍摄像机1的当前视野。
图4a和图4b中示出壳体4的第三实施例。
壳体4具有与参考图3a和图3b描述的结构类似的结构，不同之处在于，第一空腔被附加的分隔壁33划分成沿透镜单元21的纵向方向并排设置的第一子空腔10a’和第二子空腔10a”。因此，从内空间12经由中间空间11的第一空腔流动至外空间13的空气可经过第一子空腔10a’，并随后经过第二子空腔10a”，并且因此可发生两次结露。经由两个子空腔10a’和10a”传到外空间13的空气将在靠近成像设备3的观察方向的位置处进入外空间14，并且由于该空气已分两步被除湿，所以在外壳2内表面的覆盖所述观察方向的区域中的结露可减少。
将理解，本发明不局限于所示实施例。在本发明的范围内可以想到多种修改和变化，因此本发明的范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (15)

1.一种摄像机，包括
至少部分透明的外壳(2)和被设置在所述至少部分透明的外壳(2)内部的成像设备(3)，
其中所述成像设备(3)被配置为通过所述至少部分透明的外壳(2)捕捉图像，
所述摄像机进一步包括至少部分包围所述成像设备(3)并且被设置在所述外壳(2)和所述成像设备(3)之间的壳体(4)，
所述壳体(4)限定至少一个空腔(10)，所述至少一个空腔(10)形成与存在于所述壳体(4)和所述成像设备(3)之间的内空间(12)以及存在于所述外壳(2)和所述壳体(4)之间的外空间(13)流体连通的中间空间(11)。
2.根据权利要求1所述的摄像机，其中所述壳体(4)包括两个主要区段(14)，所述两个主要区段(14)在组装状态下限定所述至少一个空腔(10)，其中所述至少一个空腔(10)通过形成在所述两个主要区段(14)之间的接缝处的通道(15)与所述内空间(12)和所述外空间(13)流体连通。
3.根据权利要求1或2所述的摄像机，其中所述内空间(12)仅借助由所述至少一个空腔(10)形成的所述中间空间(11)与所述外空间(13)流体连通。
4.根据前述权利要求中任一项所述的摄像机，其中所述壳体(4)被设置为能相对于所述外壳(2)移动。
5.根据权利要求4所述的摄像机，其中所述壳体(4)被设置为能与所述成像设备(3)一致地移动。
6.根据前述权利要求中任一项所述的摄像机，其中所述壳体(4)包括被设置在所述成像设备(3)的后侧(18)处并且被提供有散热片(30)的后部区段(29)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的摄像机，其中所述壳体(4)包括被设置在所述成像设备(3)的后侧(18)处并且由高导热材料制成的后部区段(29)。
8.根据权利要求6或7所述的摄像机，其中所述成像设备(3)具有前侧(16)，其中所述后部区段(29)被设置在所述成像设备(3)的与所述前侧(16)相反的所述后侧(18)。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的摄像机，其中所述内空间(12)仅借助由所述至少一个空腔(10)形成的所述中间空间(11)，并且借助所述壳体(4)的设置在所述后部区段(29)处或所述后部区段(29)中的后部通道(31)与所述外空间(13)流体连通。
10.根据前述权利要求中任一项所述的摄像机，其中所述壳体(4)包括多个空腔(10a，10b，10c)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的摄像机，其中所述成像设备(3)包括从所述成像设备(3)的前侧(16)伸出的透镜单元(21)，并且其中所述至少一个空腔(10)包括环形空腔(10a)，其中所述环形空腔(10a)周向地包围所述透镜单元(21)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的摄像机，其中所述至少部分透明的外壳(2)为圆顶窗。
13.根据前述权利要求中任一项所述的摄像机，其中所述壳体(4)具有多壁结构，所述多壁结构包括形成所述至少一个空腔(10)的外壁(22)、内壁(23)和分隔壁(24)。
14.根据前述权利要求中任一项所述的摄像机，其中所述外壳(2)具有自由体积(VF)，所述自由体积(VF)被定义为所述外壳(2)的外壳体积(VH)与所述成像设备(3)的设备体积(VD)之间的差值，其中所述至少一个空腔(10)具有对应于所述自由体积VF的10％-30％的空腔体积VC。
15.一种用于摄像机(1)内部受控结露的方法，所述摄像机(1)包括至少部分透明的外壳(2)和被设置在所述至少部分透明的外壳(2)内部的成像设备(3)，其中所述成像设备(3)被配置为通过所述至少部分透明的外壳(2)捕捉图像，所述方法包括：
在所述外壳(2)和所述成像设备(3)之间设置壳体(4)，使得所述壳体(4)至少部分包围所述成像设备(3)，所述壳体(4)限定形成中间空间(11)的至少一个空腔(10)，所述中间空间(11)与存在于所述壳体(4)和所述成像设备(3)之间的内空间(12)以及存在于所述外壳(2)和所述壳体(4)之间的外空间(13)流体连通，并且
允许空气从所述内空间(12)经由所述中间空间(11)流动至所述外空间(13)，使得当满足结露条件时，在所述至少一个空腔(10)的表面上获得受控的结露，所述结露条件至少包括空气湿度、所述摄像机外部的环境温度和所述内空间(13)内部的温度。
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