CN111372047B - 一种智能摇头机摄像机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及摄像机技术领域，尤其涉及一种智能摇头机摄像机。一种智能摇头机摄像机，该摇头机摄像机包括控制器、信号传输单元组件和摄像单元组件，信号传输单元组件用于与手持远程控制模块建立连接并传送或接收数据，所述的手持远程控制模块内置APP程序，APP程序根据手持远程控制模块当前的屏幕水平角度或者APP程序设置切换控件，所述的控制器获得手持远程控制模块发出的切换信号控制摄像单元组件的摄像模块在0°和90°之间切换，使摄像头的取景图像调整至0°或90°，并将当前图像数据传输至手持远程控制模块显示。本专利的优点是不影响分辨率的同时更符合日常拍视频的格式。

Description

一种智能摇头机摄像机

技术领域

本发明涉及摄像机技术领域，尤其涉及一种智能摇头机摄像机。

背景技术

目前普遍的摇头机可以分别在水平及垂直方向实现转动，实现对大范围的角度进行监控，在这个摄像模式下，通常输出的图像为长方形，这个图像一般为高1080像素，宽1920像素，在进行横屏图像和竖屏图像切换时，影响图像的分辨率，影响拍摄效果。

例如公开号为CN107995405A（公告日2018.05.04）的中国发明专利中公开的一种能够旋转360度的摇头摄像机，包括底座壳上端设置有转动底壳，转动底壳一侧设置有轴承，另一侧设置有滑环，滑环上端面设置有动齿轮，动齿轮外侧通过电机支架进行保护，所述转动底壳中部设置有通孔，滑环设置在通孔内，通过导线与PCBA电源小板进行供电。传统的摇头摄像机旋转运动角度是0到360度往复运行；主要原因是受限于头部与机身的连接线，头部旋转时连接线会扭曲，受到一定的扭曲力，旋转角度越大线材承受的扭力就会越大，所以传统的连接方式很难做到大角度旋转；新的摇头摄像机旋转机构我们采用的了滑环，类似与电动机的电刷；头部与机身的连接线用滑环替代；滑环内部结构是弹片接触连接，360度运转不受限制。

摇头机在实际使用时，典型的广角镜头为3.6mm左右，对应典型的家用摄像机的200万像素、约1/3英寸的图像传感器，假设摄像机放置在一个正常的90cm桌子上，如果我们的感兴趣的观察对象是站在地面的人员，假设人的高度为180cm，在距离为180cm时候，普通摇头机不能观察到完整的人。也就是在观察距离小于180cm时，要依赖上下的摇头实现对人员的观察，如果要提高这个要求，即是实现更大的瞬时成像视场角，有以下两个办法：（1）采用更小焦距的镜头，这样可以减小成像面上图像的尺寸，即同样大小的传感器可以看到更大的范围，但是这个做法带来的副作用是图像的分辨率降低了；（2）增大摄像机的图像传感器的成像工作面积，更大的传感器意味着更高的成本，这个方法会导致像机的成本明显上升。

目前的摄像机可以实现水平及垂直方向的转动，但目前还没有实现可以使摄像头旋转的摄像机，若是将拍摄角度由竖直旋转至水平时，影响图像的分辨率，尤其是在拍摄人像的时候，无法得到竖立完整的人像，从而影响拍摄效果。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有摇头机的问题，提供一种扩大了摄像机的垂直视场角，对应的减小了水平视场角，在同样的镜头和距离下可以对应更大可拍摄的垂直场景，减小了对垂直转动的依赖，在更多的场合可以适用的一种智能摇头机摄像机。

为本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：

一种智能摇头机摄像机，该摇头机摄像机包括控制器、信号传输单元组件和摄像单元组件， 信号传输单元组件用于与手持远程控制模块建立连接并传送或接收数据，所述的手持远程控制模块内置APP程序，APP程序根据手持远程控制模块当前的屏幕水平角度或者APP程序设置切换控件，所述的控制器获得手持远程控制模块发出的切换信号控制摄像单元组件的摄像模块在0°和90°之间切换，使摄像头的取景图像调整至0°或90°，并将当前图像数据传输至手持远程控制模块显示。

作为优选，该摇头机摄像机还包括底座、机身、机头、机身旋转组件和机头上下摆头组件，机身设置在底座上，机身与底座之间通过机身旋转组件相连接，机头设置在机身上，机头与机身之间通过机头上下摆头组件相连接，摄像单元组件设置在机头上。

作为优选，摄像单元组件包括旋转电路板、连接圆盘和摄像模块，旋转电路板与连接圆盘通过螺钉相固定连接，摄像模块固定设置在旋转电路板上，机头外壳体上设置有摄像孔，摄像模块的镜头穿过摄像孔，并在摄像孔与镜头之间留有供镜头旋转的间隙；机头内部还设置有固定架，固定架的前侧设置有容置凹槽，旋转电路板设置在容置凹槽内，并在固定架的中部设置有中孔，连接圆盘设置在容置凹槽的后侧，连接圆盘上设置有环形凸环，环形凸环的外圈与中孔相配合设置在中孔内，连接圆盘的中部设置有齿轮孔；固定架的后侧设置向后凸起的多根连接杆，第一驱动减速电机固定设置在多根连接杆上，第一驱动减速电机的第一转轴向前伸出，第一转轴端部设置有一个齿轮与连接圆盘上的齿轮孔相啮合。

作为优选，固定架的中孔后侧设置有限位槽，限位槽的弧度为90°，并在连接圆盘上设有限位凸台，限位凸台设置在限位槽内。

作为优选，机头包括两个半球形外壳体和一块透光面板，两个半球形外壳体相互扣合，透光面板设置在机头的前部，透光面板通过卡口扣合设置在机头本体上，摄像孔设置在透光面板的中部；在透光面板的后侧设置有LED电路板，LED电路板上设置有多个发光光源。

作为优选，透光面板上设置有激光孔，激光孔对应位置的LED电路板上设置有激光发射光源。

作为优选，机身包括头罩和机身裙体，头罩设置在机身裙体的上部，机头可活动设置在头罩内，头罩外形为球缺，将机头前端面和上端面露出头罩，机头两侧中心位置与头罩之间相互旋转连接；并在设置有固定架的一侧设置电机架；机头上下摆头组件包括电机连接板、第二减速电机和第二转轴，电机架上设置有凹口，第二减速电机固定设置在凹口内，第二减速电机与电机连接板相固定连接，电机连接板固定设置在电机架的侧部，第二转轴伸出机头侧部中心与头罩固定连接。

作为优选，头罩在于机头旋转连接的位置外侧设置圆形凹口，圆形凹口上设置有装饰圆板，并在一个圆形凹口内设置弧形限位槽，机头在弧形限位槽对应位置设置有限位凸轴，限位凸轴的端部位于弧形限位槽内。

作为优选，机身裙体的内侧设置有向下延伸的连接筒体，连接筒体的上部设置有电机固定座，电机固定座与连接筒体之间设置有插槽，头罩的下部设置向下延伸的插板，插板穿过插槽，插板的底部设置有第二卡扣，第二卡扣与设置在连接筒体内圈的第一卡扣相扣合。

作为优选，底座包括底座外壳体、底盘和固定杆，固定杆位于底座外壳体的中部，向上延伸，机身旋转组件包括第三减速电机和第三转轴，第三减速电机的上端固定设置在电机固定座上，第三转轴向下延伸与固定杆相固定连接，底盘固定设置在底座外壳体的底部。

作为优选，底盘和固定杆之间设置有加强连接板。

作为优选，底座外壳体上设置有控制线路板、散热风扇以及天线连接头、充电连接头、网线接头和储存卡接头。

采用上述技术方案的一种智能摇头机摄像机，该摇头机的图像传感器进行90°旋转后，不影响图像的分辨率，扩大了摄像机的垂直视场角，对应的减小了水平视场角，实现在更近的位置观察到完整的人像，这样的设计减小了对垂直转动的依赖，在更多的场合可以适用，同时，保留的水平转动自由度，可以弥补水平视场角减小的损失，更符合日常手机拍视频的格式，便于将摄像机录制的视频更容易在手机上传播。

综上所述，本专利的优点是不影响分辨率的同时更符合日常手机拍视频的格式，便于更好的进行拍摄。

附图说明

图1为本发明一种智能摇头机摄像机的结构示意图。

图2为本发明一种智能摇头机摄像机的爆炸图。

图3为固定架的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。

如图1所示，一种智能摇头机摄像机，该摇头机摄像机包括控制器、信号传输单元组件和摄像单元组件， 信号传输单元组件用于与手持远程控制模块建立连接并传送或接收数据，所述的手持远程控制模块内置APP程序，APP程序根据手持远程控制模块当前的屏幕水平角度或者APP程序设置切换控件，所述的控制器获得手持远程控制模块发出的切换信号控制摄像单元组件的摄像模块6在0°和90°之间切换，使摄像头的取景图像调整至0°或90°，并将当前图像数据传输至手持远程控制模块显示。

如图1至图3所示，该摇头机摄像机还包括底座1、机身2、机头3、摄像单元组件、机身旋转组件和机头上下摆头组件，机身2设置在底座1上，机身2与底座1之间通过机身旋转组件相连接，通过机身旋转组件便于调节水平方向的旋转角度。机头3设置在机身2上，机头3与机身2之间通过机头上下摆头组件相连接，通过机头上下摆头组件便于调节垂直方向的旋转角度。摄像单元组件设置在机头3上，摄像单元组件包括旋转电路板4、连接圆盘5和摄像模块6，旋转电路板4与连接圆盘5通过螺钉相固定连接，通过螺钉提升旋转电路板4与连接圆盘5的连接强度。摄像模块6固定设置在旋转电路板4上，通过摄像模块6进行摄像。机头3外壳体上设置有摄像孔31，摄像模块6的镜头61穿过摄像孔31，并在摄像孔31与镜头61之间留有供镜头61旋转的间隙，便于使镜头61更好的在摄像孔31内进行转动，从而更好的进行图像角度调节。机头3内部还设置有固定架32，通过固定架32便于进一步起到稳固作用，进一步提升连接强度和稳定性。固定架32的前侧设置有容置凹槽33，旋转电路板4设置在容置凹槽33内，通过容置凹槽33便于旋转电路板4更好的限位，进一步提升配合效果。并在固定架32的中部设置有中孔321，固定架32的中孔321后侧设置有限位槽323，通过限位槽323限定旋转角度。限位槽323的弧度为90°，并在连接圆盘5上设有限位凸台53，限位凸台53设置在限位槽323内，通过限位凸台53在限位槽323进行90度的转动，从而控制图像的像素。连接圆盘5设置在容置凹槽33的后侧，连接圆盘5上设置有环形凸环51，环形凸环51的外圈与中孔321相配合设置在中孔321内，通过环形凸环51进一步提升配合度。连接圆盘5的中部设置有齿轮孔52；固定架32的后侧设置向后凸起的多根连接杆322，第一驱动减速电机7固定设置在多根连接杆322上，通过多根连接杆322便于进一步将第一驱动减速电机7固定，提升电机的稳定性。第一驱动减速电机7的第一转轴向前伸出，第一转轴端部设置有一个齿轮71与连接圆盘5上的齿轮孔52相啮合。通过第一转轴带动连接圆盘5进行旋转，从而带动摄像模块6进行转动。

如图2所示，机头3包括两个半球形外壳体301和一块透光面板302，两个半球形外壳体301相互扣合，通过两个半球形外壳体301便于更好的进行转动。透光面板302设置在机头3的前部，透光面板302通过卡口扣合设置在机头本体上，摄像孔31设置在透光面板302的中部；在透光面板302的后侧设置有LED电路板303，LED电路板303上设置有多个发光光源304，通过发光光源304便于更好的调节图像显示度。透光面板302上设置有激光孔305，激光孔305对应位置的LED电路板303上设置有激光发射光源306，通过激光发射光源306便于更好的进行对焦。

机身2包括头罩201和机身裙体202，头罩201设置在机身裙体202的上部，机头3可活动设置在头罩201内，头罩201外形为球缺，将机头3前端面和上端面露出头罩201，机头3能够在头罩201内前后转动，从而调节垂直方向的摄像角度。机头3两侧中心位置与头罩201之间相互旋转连接；并在设置有固定架32的一侧设置电机架80，通过电机架80便于更好的控制电机，提升电机的稳定性。机头上下摆头组件包括电机连接板81、第二减速电机82和第二转轴83，电机架80上设置有凹口801，第二减速电机82固定设置在凹口801内，通过凹口801节省安装空间。第二减速电机82与电机连接板81相固定连接，电机连接板81固定设置在电机架80的侧部，第二转轴83伸出机头3侧部中心与头罩201固定连接，通过第二减速电机82带动机头3进行转动。

头罩201位于机头3旋转连接的位置外侧设置圆形凹口2011，圆形凹口2011上设置有装饰圆板2012，通过装饰圆板2012不仅起到装饰作用，并且起到了一定的保护作用。在一个圆形凹口2011内设置弧形限位槽2013，机头3在弧形限位槽2013对应位置设置有限位凸轴300，限位凸轴300的端部位于弧形限位槽2013内，从而使机头3在头罩201进行旋转限位，防止过度旋转。

机身裙体202的内侧设置有向下延伸的连接筒体2021，连接筒体2021的上部设置有电机固定座2022，通过电机固定座2022进一步提升电机的牢固性和稳定性。电机固定座2022与连接筒体2021之间设置有插槽2023，头罩201的下部设置向下延伸的插板2014，插板2014穿过插槽2023，通过插板2014和插槽2023之间的配合进一步提升机身裙体202和头罩201的连接配合度，便于更好的进行组装，提升整体的连接强度。插板2014的底部设置有第二卡扣，第二卡扣与设置在连接筒体2021内圈的第一卡扣相扣合，通过卡扣的方式便于组装的同时也便于拆解维修。

底座1包括底座外壳体101、底盘102和固定杆103，固定杆103位于底座外壳体101的中部，向上延伸，机身旋转组件包括第三减速电机91和第三转轴92，第三减速电机91的上端固定设置在电机固定座2022上，第三转轴92向下延伸与固定杆103相固定连接，通过第三减速电机91带动第三转轴92旋转，从而带动机身裙体202旋转，进而控制水平方向的旋转角度。底盘102固定设置在底座外壳体101的底部，底盘102和固定杆103之间设置有加强连接板104，通过加强连接板104进一步提升连接强度。底座外壳体101上设置有控制线路板、散热风扇以及天线连接头、充电连接头、网线接头和储存卡接头。

针对不同的传感器，因为可能本身面积不同，在同样的镜头条件下，视场角会是不一样的。在家用摄像头中，典型的传感器在1/3~1/4英寸之间，其中所谓1/3英寸对应传感器的工作面为宽4.8mm*高3.6mm，对角线6mm；1/4英寸——靶面尺寸为宽3.2mm*高2.4mm，对角线4mm。如果对应所用的典型参数是3.6毫米的镜头+1/3英寸的传感器，在这个情况下，如果传感器书工作在常用模式下即横放，宽4.8mm*高3.6mm，那么是高3.6mm，对应垂直视场角为53度，如果按照我们的想法，把传感器竖起来，那么高度就变成4.8mm宽3.6mm*高4.8mm，这个时候，垂直视场角就变成了67度，显然在同样的镜头和距离下可以对应更大可拍摄的垂直场景，换一个说法，即可以在更近的距离上，拍摄到完整的人。其它常用的镜头有2.8mm和6mm。在2.8mm镜头的条件下，采用1/3英寸的传感器，在普通模式下，其垂直视场角为65度，我们的竖直模式下，可以达到81度。

工作时，将通过第三减速电机91带动机身裙体202进行水平方向的角度调节，通过第二减速电机82带动机头3在头罩201内进行垂直方向的角度旋转，通过第一驱动减速电机7带动连接圆盘5旋转，从而带动旋转电路板4上的摄像模块6进行旋转，通过限位槽323限制旋转90°，不影响图像的分辨率，扩大了摄像机的垂直视场角，对应的减小了水平视场角，垂直视场角在扩大以后，可以实现在更近的位置观察到完整的人像，这样的设计减小了对垂直转动的依赖，在更多的场合可以适用，同时，保留的水平转动自由度，可以弥补水平视场角减小的损失，特别是拍摄人像的时候，得到了竖直的图像，这个较为符合我们日常手机拍视频的格式，摄像机录制的视频更容易在手机上传播。

综上所述，本专利的优点是不影响分辨率的同时更符合日常拍视频的格式，便于更好的进行拍摄。

Claims (12)

1.一种智能摇头机摄像机，其特征在于，该摇头机摄像机包括底座（1）、机身（2）、机头（3）、控制器、信号传输单元组件和摄像单元组件，信号传输单元组件用于与手持远程控制模块建立连接并传送或接收数据，所述的手持远程控制模块内置APP程序，APP程序根据手持远程控制模块当前的屏幕水平角度发出切换信号，所述的控制器获得手持远程控制模块发出的切换信号控制摄像单元组件的摄像模块（6）在0°和90°之间切换，使摄像头的取景图像调整至0°或90°，并将当前图像数据传输至手持远程控制模块显示；所述的摄像单元组件包括旋转电路板（4）、连接圆盘（5）和摄像模块（6），旋转电路板（4）与连接圆盘（5）通过螺钉相固定连接，摄像模块（6）固定设置在旋转电路板（4）上，所述的机头（3）外壳体上设置有摄像孔（31），摄像模块（6）的镜头（61）穿过摄像孔（31），并在摄像孔（31）与镜头（61）之间留有供镜头（61）旋转的间隙；所述的机头（3）内部还设置有固定架（32），固定架（32）的前侧设置有容置凹槽（33），所述的旋转电路板（4）设置在容置凹槽（33）内，并在固定架（32）的中部设置有中孔（321），所述的连接圆盘（5）设置在容置凹槽（33）的后侧，连接圆盘（5）上设置有环形凸环（51），环形凸环（51）的外圈与中孔（321）相配合设置在中孔（321）内，连接圆盘（5）的中部设置有齿轮孔（52）；所述的固定架（32）的后侧设置向后凸起的多根连接杆（322），第一驱动减速电机（7）固定设置在多根连接杆（322）上，第一驱动减速电机（7）的第一转轴向前伸出，第一转轴端部设置有一个齿轮（71）与连接圆盘（5）上的齿轮孔（52）相啮合。

2.根据权利要求1所述的一种智能摇头机摄像机，其特征在于，该摇头机摄像机还包括机身旋转组件和机头上下摆头组件，所述的机身（2）设置在底座（1）上，机身（2）与底座（1）之间通过机身旋转组件相连接，机头（3）设置在机身（2）上，机头（3）与机身（2）之间通过机头上下摆头组件相连接，所述的摄像单元组件设置在机头（3）上。

3.根据权利要求1所述的一种智能摇头机摄像机，其特征在于，固定架（32）的中孔（321）后侧设置有限位槽（323），限位槽（323）的弧度为90°，并在连接圆盘（5）上设有限位凸台（53），限位凸台（53）设置在限位槽（323）内。

4.根据权利要求1或2所述的一种智能摇头机摄像机，其特征在于，所述的机头（3）包括两个半球形外壳体（301）和一块透光面板（302），两个半球形外壳体（301）相互扣合，所述的透光面板（302）设置在机头（3）的前部，透光面板（302）通过卡口扣合设置在机头本体上，所述的摄像孔（31）设置在透光面板（302）的中部；在透光面板（302）的后侧设置有LED电路板（303），LED电路板（303）上设置有多个发光光源（304）。

5.根据权利要求4所述的一种智能摇头机摄像机，其特征在于，透光面板（302）上设置有激光孔（305），激光孔（305）对应位置的LED电路板（303）上设置有激光发射光源（306）。

6.根据权利要求2所述的一种智能摇头机摄像机，其特征在于，所述的机身（2）包括头罩（201）和机身裙体（202），头罩（201）设置在机身裙体（202）的上部，机头（3）可活动设置在头罩（201）内，头罩（201）外形为球缺，将机头（3）前端面和上端面露出头罩（201），机头（3）两侧中心位置与头罩（201）之间相互旋转连接；并在设置有固定架（32）的一侧设置电机架（80）；所述的机头上下摆头组件包括电机连接板（81）、第二减速电机（82）和第二转轴（83），电机架（80）上设置有凹口（801），所述的第二减速电机（82）固定设置在凹口（801）内，第二减速电机（82）与电机连接板（81）相固定连接，电机连接板（81）固定设置在电机架（80）的侧部，第二转轴（83）伸出机头（3）侧部中心与头罩（201）固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种智能摇头机摄像机，其特征在于，头罩（201）位于机头（3）旋转连接的位置外侧设置圆形凹口（2011），圆形凹口（2011）上设置有装饰圆板（2012），并在一个圆形凹口（2011）内设置弧形限位槽（2013），机头（3）在弧形限位槽（2013）对应位置设置有限位凸轴（300），限位凸轴（300）的端部位于弧形限位槽（2013）内。

8.根据权利要求7所述的一种智能摇头机摄像机，其特征在于，机身裙体（202）的内侧设置有向下延伸的连接筒体（2021），连接筒体（2021）的上部设置有电机固定座（2022），电机固定座（2022）与连接筒体（2021）之间设置有插槽（2023），所述的头罩（201）的下部设置向下延伸的插板（2014），插板（2014）穿过插槽（2023），插板（2014）的底部设置有第二卡扣，第二卡扣与设置在连接筒体（2021）内圈的第一卡扣相扣合。

9.根据权利要求8所述的一种智能摇头机摄像机，其特征在于，底座（1）包括底座外壳体（101）、底盘（102）和固定杆（103），所述的固定杆（103）位于底座外壳体（101）的中部，向上延伸，所述的机身旋转组件包括第三减速电机（91）和第三转轴（92），第三减速电机（91）的上端固定设置在电机固定座（2022）上，第三转轴（92）向下延伸与所述的固定杆（103）相固定连接，所述的底盘（102）固定设置在底座外壳体（101）的底部。

10.根据权利要求1所述的一种智能摇头机摄像机，其特征在于，所述的机身（2）包括头罩（201）和机身裙体（202），头罩（201）设置在机身裙体（202）的上部，机头（3）可活动设置在头罩（201）内，头罩（201）外形为球缺，将机头（3）前端面和上端面露出头罩（201），机头（3）两侧中心位置与头罩（201）之间相互旋转连接；并在设置有固定架（32）的一侧设置电机架（80）；所述的机头上下摆头组件包括电机连接板（81）、第二减速电机（82）和第二转轴（83），电机架（80）上设置有凹口（801），所述的第二减速电机（82）固定设置在凹口（801）内，第二减速电机（82）与电机连接板（81）相固定连接，电机连接板（81）固定设置在电机架（80）的侧部，第二转轴（83）伸出机头（3）侧部中心与头罩（201）固定连接。

11.根据权利要求10所述的一种智能摇头机摄像机，其特征在于，头罩（201）位于机头（3）旋转连接的位置外侧设置圆形凹口（2011），圆形凹口（2011）上设置有装饰圆板（2012），并在一个圆形凹口（2011）内设置弧形限位槽（2013），机头（3）在弧形限位槽（2013）对应位置设置有限位凸轴（300），限位凸轴（300）的端部位于弧形限位槽（2013）内。

12.根据权利要求11所述的一种智能摇头机摄像机，其特征在于，机身裙体（202）的内侧设置有向下延伸的连接筒体（2021），连接筒体（2021）的上部设置有电机固定座（2022），电机固定座（2022）与连接筒体（2021）之间设置有插槽（2023），所述的头罩（201）的下部设置向下延伸的插板（2014），插板（2014）穿过插槽（2023），插板（2014）的底部设置有第二卡扣，第二卡扣与设置在连接筒体（2021）内圈的第一卡扣相扣合。

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