CN111641768B - 一种可自动调节视角的电脑用摄像头 - Google Patents

Abstract

一种可自动调节视角的电脑用摄像头，包括摄像头本体、充电插座、蓄电池、电源开关、两套电机减速机构及两个壳体，还具有第一控制电路和第二控制电路，第一套电机减速机构安装在第一个壳体内，第一套电机减速机构的动力输出轴侧有连接杆，连接杆上端有支撑板、第二个壳体，第二套电机减速机构安装在第二个壳体内，摄像头本体下端安装在第二套电机减速机构的动力输出轴侧端；第一控制电路的两套光电开关安装在连接杆侧端；第二控制电路的两只水银开关分别安装在固定壳内；USB充电插座、电源开关、蓄电池、第一控制电路的继电器、第二控制电路的触发子电路安装在第一个壳体内并和水银开关、充电插座电性连接。本发明给使用者带来了便利。

Description

一种可自动调节视角的电脑用摄像头

技术领域

本发明涉及电脑用辅助设备技术领域，特别是一种可自动调节视角的电脑用摄像头。

背景技术

电脑摄像头是电脑视频拍摄的必备设备。现有的摄像头一般包括底座和摄像头本体，摄像头固定安装在底座上，当需要调节拍摄角度时，比如调节摄像头本体和使用者的间距，就需要使用者手动将摄像头本体根据需要朝前移动或朝后移动到合适的位置。

由于需要人为移动摄像头、会给使用者带来一定不便。特别在使用者使用电脑进行语音视频等时，由于使用者不但需要语音还需要打字等操作，且过程中或多或少会产生一些身体朝前或朝后动作，这样，如果使用前摄像头本体的角度已经调节到位，使用者身体朝前时就会导致摄像头和使用者间距拉近，进而造成屏幕显示的画面、使用者的面部信息等变大，使用者身体朝后时就会导致摄像头和使用者间距拉远，进而造成屏幕显示的画面、使用者的面部信息等变小，对使用者的面部信息显示效果等带来一定的影响，不利于给远端互动接收方展示使用者最好的一面。

发明内容

为了克服现有摄像头因结构所限，使用中需要人为调节摄像头和使用者的间距给使用者带来的不便，本发明提供了一种结构简单紧凑，使用中在相关机构及电路共同作用下，能自动调节摄像头本体和使用者之间的间距，且能自动保持摄像头本体处于使用者预先设定的俯仰角状态，由此给使用者带来了便利，保证了使用者在和远端互动方视频时，能尽可能展现自己最好一面，且提高了厂家产品市场竞争力的一种可自动调节视角的电脑用摄像头。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种可自动调节视角的电脑用摄像头，包括摄像头本体、充电插座、蓄电池、电源开关、两套电机减速机构及两个壳体，其特征在于还具有第一控制电路和第二控制电路；所述第一套电机减速机构安装在第一个壳体内，第一套电机减速机构的动力输出轴侧有连接杆，连接杆上端有支撑板、第二个壳体，第二套电机减速机构安装在第二个壳体内，摄像头本体下端安装在第二套电机减速机构的动力输出轴侧端；所述第一控制电路包括两只点动常闭触点型按钮电源开关、两套光电开关、两只继电器，两套光电开关安装在连接杆侧端；所述第二控制电路包括触发子电路和两只水银开关、两只点动常闭触点型按钮电源开关，在摄像头本体的固定杆侧端有固定壳，两只水银开关安装在固定壳内；所述充电插座、电源开关、蓄电池、第一控制电路的继电器、第二控制电路的触发子电路安装在第一个壳体内；所述蓄电池两极和第一控制控制电路、第二控制电路的电源输入两端分别电性连接；所述第一控制控制电路、第二控制电路的各两路电源输出两端分别和第一套电机减速及机构及第二套电机减速机构的正负两极，负正两极电源输入端电性连接。

进一步地，所述摄像头本体的固定杆向前运动角度时，第二控制电路的第一只水银开关的玻璃外壳内部水银会将两个触点淹没，固定杆向后运动角度时，第二控制电路的第二只水银开关的玻璃外壳内部水银会将两个触点淹没。

进一步地，所述第一控制电路中，两套光电开关的正极电源输入端和两只继电器正极控制电源输入端分别电性连接，两套光电开关的负极电源输入端和两只继电器负极及负极控制电源输入端电性连接，两套光电开关的正极电源输出端和两只继电器正极电源输入端分别电性连接，第一只继电器、第二只继电器第二个常开触点端和两只按钮电源开关一端分别电性连接。

进一步地，所述第二控制电路中，两只继电器正极及正极控制电源输入端和两只水银开关一端电性连接，两只水银开关另一端和两只电阻一端分别电性连接，两只电阻另一端和两只NPN三极管基极分别电性连接，两只NPN三极管集电极和两只继电器负极电源输入端分别电性连接，两只NPN三极管发射极和两只继电器负极控制电源输入端电性连接，第一只继电器、第二只继电器第二个常开触点端和两只按钮电源开关一端分别电性连接。

本发明有益效果是：本发明结构简单紧凑，使用中当使用者和摄像头前侧端间距较大时，第一控制电路会控制第一套电机减速机构带动摄像头本体朝向前侧端运动和使用者拉近间距；使用中当使用者和摄像头前侧端间距较小时，第一控制电路会控制第一套电机减速机构带动摄像头本体朝向后侧端运动和使用者拉开间距。当摄像头本体朝前运动或朝后运动的同时，第二控制电路会控制第二套电机减速机构工作，进而第二套电机减速机构会适应性带动摄像头本体朝向后侧端或前侧端转动一定角度，这样，在保证摄像头本体和使用者尽可能距离接近时，还能尽可能保证摄像头本体的俯仰角度保持使用者设定的角度。本发明给使用者带来了便利，保证了使用者在和远端互动方视频时，能尽可能展现自己最好一面，且提高了厂家产品市场竞争力。基于上述，所以本发明具有好的应用前景。

附图说明

以下结合附图和实施例将本发明做进一步说明。

图1是本发明结构示意图。

图2是本发明电路图。

具体实施方式

图1中所示，一种可自动调节视角的电脑用摄像头，包括摄像头本体1、USB充电插座2、蓄电池3、电源开关4、两套电机减速机构51及52、两个矩形壳体61及62，摄像头本体1下端支撑座取下不用(摄像头本体1下端具有固定塑料杆101，摄像头本体1下端和塑料杆101上端之间铰接连接并有可调节角度的调节杆102，可前后手动调节摄像头本体1的俯仰角)，还具有第一控制电路7和第二控制电路8；所述第一个壳体61分为上下两层，第一套电机减速机构51经螺杆螺母横向安装在第一个壳体61上层内，第一套电机减速机构51的动力输出轴右前侧端固定安装有一根矩形连接杆9，连接杆9上端有一个一体成型的圆形支撑板10，位于连接杆9前后侧位置、第一个壳体61上层前端到后端上侧有一个“Π”型开口611；所述第二个壳体62一体成型位于支撑板10上，第二套电机减速机构52经螺杆螺母横向安装在第二个壳体62内，摄像头本体下端的塑料固定杆101固定安装在第二套电机减速机构52的动力输出轴右前侧端，位于摄像头本体固定杆101前后侧位置、第二个元件盒前端到后端上侧有一个“Π”型开口621；所述第一控制电路7包括两只点动常闭触点型按钮电源开关72、两套光电开关71、两只继电器，两只按钮电源开关72下端(上端朝向内侧倾斜一定角度)分别用胶粘接在第一个壳体的开口611前后侧端中部上，两套光电开关71由前至后上下间隔一定距离分布安装在一个安装塑料盒11内，塑料盒11的上端中部有一个横向具有通孔的连接板111，连接杆9上端右侧有一只横向分布的支撑杆12，塑料盒上端连接板通孔位于支撑杆12外侧、且塑料盒和能自由沿支撑杆12前后转动，支撑杆12右外侧有限位螺母，和光电开关连接的导线具有一定长度(保证光电开关前后运动不会受阻)，塑料盒下端有金属配重块(保证任何转动角度下，塑料盒接近垂直状态。光电开关71的探测头水平朝向前端)；所述第二控制电路8包括触发子电路和两只水银开关81、两只点动常闭触点型按钮电源开关82，两只按钮电源开关82下端分别用胶粘接在第二个壳体的开621口前后侧端中部上，在摄像头本体的固定杆101右侧端中部有一只矩形固定壳1011，两只水银开关81前后分布分别安装在固定壳1011的右侧端上前后两部的两个矩形槽内，两个矩形槽前后部分上端分别朝向矩形槽前后外侧倾斜，下端朝向内侧倾斜；所述USB充电插座2、电源开关4、蓄电池3、第一控制电路7的继电器、第二控制电路的触发子电路安装在电路板上，电路板安装在第一个壳体61下层内，USB充电插座2的插孔、电源开关4的操作手柄分别位于第一个壳体61下层两个开孔外。

图1、2中所示，连接杆9向前运动一定角度时会压住第一控制电路的第二只按钮电源开关S2按钮、其内部触点开路，连接杆9向后运动一定角度时会压住第一控制电路的第一只按钮电源开关S3按钮、其内部触点开路；摄像头本体的固定杆101向前运动一定角度时会压住第二控制电路的第二只按钮电源开关S4按钮、其内部触点开路，固定杆101后运动一定角度时会压住第二控制电路的第一只按钮电源开关S5按钮、其内部触点开路；第一壳体61上层、第二壳体62的上端除开开口部位为封闭式结构。摄像头本体的固定杆101向前运动一定角度时，第二控制电路的第一只水银开关SQ的玻璃外壳内部水银会将两个触点淹没，固定杆向后运动一定角度时第二控制电路的第二只水银开关SQ1的玻璃外壳内部水银会将两个触点淹没。本发明中所有活动部位之间的导线均有长度余量。第一控制电路中，两套光电开关A及A1的正极电源输入端1脚和两只继电器K及K1正极控制电源输入端分别经导线连接，两套光电开关A及A1的负极电源输入端2脚和两只继电器K及K1负极及负极控制电源输入端经导线连接，两套光电开关A及A1的正极电源输出端3脚和两只继电器K及K1正极电源输入端分别经导线连接，第一只继电器K1、第二只继电器K2第二个常开触点端和两只按钮电源开关S2、S3一端分别经导线连接。第二控制电路中，两只继电器K2及K3正极及正极控制电源输入端和两只水银开关SQ、SQ1一端经导线连接，两只水银开关SQ、SQ1另一端和两只电阻R及R1一端分别经导线连接，两只电阻R及R1另一端和两只NPN三极管Q及Q1基极分别经导线连接，两只NPN三极管Q及Q1集电极和两只继电器K2及K3负极电源输入端分别经导线连接，两只NPN三极管Q及Q1发射极和两只继电器K2及K3负极控制电源输入端经导线连接，第一只继电器K2、第二只继电器K3第二个常开触点端和两只按钮电源开关S4、S5一端分别经导线连接。第一控制电路中，两套光电开关A及A1的是型号CHE18-100NA-B510的远距离红外反射光电开关成品，工作电压直流5V，其具有三根连接线，其中两根是电源输入线，另一根是信号输出线，光电开关前端具有一个探测头，工作时其探测头的发射头会发射出红外光线，当最远1米范围内，探测头发射出的红外光线被物品阻挡、经探测头的接收头接收到后，信号输出线3脚会输出或不输出高电平(根据选型不同，本实施例第一套光电开关A1前端50厘米处有物品阻挡时3脚输出高电平，第一套光电开关前端大于50厘米处无物品阻挡时不输出高电平，第二套光电开关A前端53厘米处有物品阻挡时3脚不输出高电平，第二套光电开关前端大于53厘米处无物品阻挡时输出高电平)，在光电开关的壳体后端内具有调节旋钮，调节旋钮向左调节其探测头的探测距离变近，向右调节时其探测头的探测距离变远。

图1、2中所示，蓄电池G(5V/2Ah锂蓄电池)两极和充电插座CZ两个接线端分别经导线连接(可通过电脑USB插座经USB插线插入充电插座CZ内为蓄电池G充电)，蓄电池G正极和电源开关S1一端经导线连接，电源开关S1另一端、蓄电池G负极和第一控制控制电路电源输入两端光电开关A的1及2脚、第二控制电路电源输入两端继电器K2正极电源输入端及NPN三极管Q发射极分别经导线连接；所述第一控制控制电路两路电源输出两端继电器K两个常开触点端、继电器K1两个常开触点端分别和第一套电机减速及机构M的正负两极，负正两极电源输入端经导线连接(电源开关S2、S3的另一端和电机减速机构M的负极及正极电源输入端分别连接)。所述第二控制控制电路两路电源输出两端继电器K2两个常开触点端、继电器K3两个常开触点端分别和第二套电机减速及机构M1的正负两极，负正两极电源输入端经导线连接(电源开关S4、S5的另一端和电机减速机构M1的负极及正极电源输入端分别连接)。

图1、2中所示，本发明使用前摆放时，使用者根据自己需要间距摄像头的距离摆放本发明，一般情况下，一次摆放后不需要再进行摆放调节。打开电源开关S1后，第一及第二控制电路处于得电工作状态。当使用者实际使用电脑的视频功能，身体朝前倾斜时(比如摄像头和人体间隔距离小于50厘米)身体会阻断光电开关A1的探测头发出的红外光束，于是光电开关A1的3脚输出高电平进入继电器K1的正极电源输入端，继电器K1得电吸合其两个控制电源输入端和两个常开触点端分别闭合。由于，继电器K1的两个常开触点端和电机减速机构M的负正两极电源输入端分别连接，所以此刻电机减速机构M会得电工作其动力输出轴经连接杆9带动摄像头本体1及第二壳体整体向后侧运动(每秒钟运动3cm左右)，这样摄像头本体1和人身体间隔距离慢慢拉大。当摄像头朝向后侧运动一段距离和人身体拉开间距时(比如摄像头和人体间隔距离刚好大于50厘米)人身体不再阻断光电开关A1的探测头发出的红外光束，于是光电开关A1的3脚输出停止输出高电平进入继电器K1的正极电源输入端，继电器K1失电不再吸合其两个控制电源输入端和两个常开触点端分别开路，进而电机减速机构M不再带动带动摄像头本体1及第二壳体整体向后侧运动，摄像头本体1和人身体间隔距离处于50厘米左右固定位置。

图1、2中所示，当使用者实际使用电脑的视频功能，身体朝后倾斜时(比如摄像头和人体间隔距离大于53厘米)身体不再阻断光电开关A的探测头发出的红外光束(此刻间距大于50厘米光电开关A1无输出)，于是光电开关A的3脚输出高电平进入继电器K的正极电源输入端，继电器K得电吸合其两个控制电源输入端和两个常开触点端分别闭合。由于，继电器K的两个常开触点端和电机减速机构M的正负两极电源输入端分别连接，所以此刻电机减速机构M会得电工作其动力输出轴经连接杆9带动摄像头本体1及第二壳体整体向前侧运动(每秒钟运动3cm左右)，这样摄像头本体1和人身体间隔距离慢慢缩小。当摄像头朝向前侧运动一段距离和人身体缩小间距时(比如摄像头和人体间隔距离刚好接近53厘米)人身不阻断光电开关A的探测头发出的红外光束，于是光电开关A的3脚输出停止输出高电平进入继电器K的正极电源输入端，继电器K失电不再吸合其两个控制电源输入端和两个常开触点端分别开路，进而电机减速机构M不再带动带动摄像头本体1及第二壳体整体向前侧运动，摄像头本体1和人身体间隔距离处于53厘米左右固定位置。本发明中按钮电源开关S3作用是，实际情况下，假如使用者将摄像头位置摆放得和自己身体过近，那么由于光电开关A1被电机减速机构M的动力输出轴带动朝向后侧运动到止点和人间距仍然小于50厘米时，由于连接杆9后侧会压住电源开关S3的按钮其内部触点开路，电机减速机构M也不再工作，防止了到止点后，电机减速机构带动摄像头本体1继续向后运动，造成设备无法工作(电机减速机构带动连接杆运动到后止点不停止工作，会导致电机减速机构M等损坏)，也防止了摄像头本体1向后侧运动过多、高度过低对正常摄像带来一定影响。本发明中按钮电源开关S2作用是，实际情况下，假如使用者将摄像头位置摆放得和自己身体过远，那么由于光电开关A被电机减速机构M的动力输出轴带动朝向前侧运动到止点和人间距仍然大于53厘米时，由于连接杆9前侧会压住电源开关S2按钮其内部触点开路，电机减速机构M也不再工作，防止了到止点后，电机减速机构带动摄像头本体1继续向前运动，造成设备无法工作(电机减速机构带动连接杆运动到前止点不停止工作，会导致电机减速机构M等损坏)，也防止了摄像头本体1向前侧运动过多高度过低对正常摄像带来一定影响。通过上述电路作用，使用中当使用者和摄像头本体前侧端间距较大时，第一控制电路会控制第一套电机减速机构带动摄像头本体朝向前侧端运动和使用者拉近间距；使用中当使用者和摄像头本体前侧端间距较小时，第一控制电路会控制第一套电机减速机构带动摄像头本体朝向后侧端运动和使用者拉开间距(位于使用者50-53厘米范围)。

图1、2所示，本发明中，第一套控制电路控制电机减速机构带动第二壳体及摄像头本体1朝向前侧运动时，水银开关SQ内部水银会淹没两个触点(水银开关SQ接近水平时其两个触点不会被水银淹没)，于是，5V电源正极经水银开关SQ、电阻R降压限流进入NPN三极管Q的基极，NPN三极管Q导通集电极输出低电平进入继电器K2负极电源输入端，于是，继电器K2得电吸合其两个控制电源输入端和两个常开触点端分别闭合。由于，继电器K2两个常开触点端分别和第二套电机减速机构M1的正负两极输入端经导线连接，所以此刻电机减速机构M2会得电工作经摄像头本体的固定杆101带动摄像头本体1朝向后侧运动(每秒钟2厘米)，当摄像头本体1运动到接近水平垂直，水银开关SQ内部水银不再淹没触点时，NPN三极管Q截止，那么继电器K2也会失电控制电源输入端和常开触点端开路，电机减速机构M1也就不会再带动摄像头本体1朝向后侧运动。当第一套控制电路控制电机减速机构带动第二壳体及摄像头本体1朝向后侧运动时水银开关SQ1内部水银会淹没两个触点(水银开关SQ1接近水平时其两个触点不会被水银淹没)，于是，5V电源正极经水银开关SQ1、电阻R1降压限流进入NPN三极管Q1的基极，NPN三极管Q1导通集电极输出低电平进入继电器K3负极电源输入端，于是，继电器K3得电吸合其两个控制电源输入端和两个常开触点端分别闭合。由于，继电器K3两个常开触点端分别和第二套电机减速机构M1的负正两极输入端经导线连接，所以此刻电机减速机构M2会得电工作经摄像头本体的固定杆101带动摄像头本体1朝向前侧运动，当摄像头本体1运动到接近水平垂直，水银开关SQ1内部水银不再淹没触点时，NPN三极管Q1截止，那么继电器K3也会失电控制电源输入端和常开触点端开路，电机减速机构M1也就不会再带动摄像头本体1朝向前侧运动。本发明电源开关S4、S5作用是，极端情况下当电机减速机构M带动摄像头本体朝向前侧运动过多(此种情况一般不会发生)就会压住电源开关S4的按钮，进而电机减速机构M1停止工作，当电机减速机构M带动摄像头本体朝向后侧运动过多(此种情况一般不会发生)就会压住电源开关S5的按钮，进而电机减速机构M1停止工作，防止了摄像头本体运动过多造成电机减速机构M1等损坏。电阻R、R1阻值是10K；NPN三极管Q、Q1型号是9013；继电器K、K1、K2、K3是DC5V继电器；电加减速机构M、M1是型号N20的直流5V减速电机，功率分别是5W、2W；水银开关SQ、SQ1是玻璃外壳单向水银开关。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种可自动调节视角的电脑用摄像头，包括摄像头本体、充电插座、蓄电池、电源开关、两套电机减速机构及两个壳体，其特征在于还具有第一控制电路和第二控制电路；所述电机减速机构有两套，第一套电机减速机构安装在第一个壳体内，第一套电机减速机构的动力输出轴侧有连接杆，连接杆上端有支撑板、第二个壳体，第二套电机减速机构安装在第二个壳体内，摄像头本体下端安装在第二套电机减速机构的动力输出轴侧端；所述第一控制电路包括两只点动常闭触点型按钮电源开关、两套光电开关、两只继电器，两套光电开关安装在连接杆侧端；所述第二控制电路包括触发子电路和两只水银开关、两只点动常闭触点型按钮电源开关，在摄像头本体的固定杆侧端有固定壳，两只水银开关安装在固定壳内；所述充电插座、电源开关、蓄电池、第一控制电路的继电器、第二控制电路的触发子电路安装在第一个壳体内；所述蓄电池的电源两极和第一控制电路及第二控制电路的电源输入两端分别电性连接；所述第一控制电路的两路电源输出端和第一套电机减速机构的正负两极及负正两极电源输入端分别电性连接，第二控制电路的两路电源输出端和第二套电机减速机构的正负两极及负正两极电源输入端分别电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种可自动调节视角的电脑用摄像头，其特征在于，摄像头本体的固定杆向前运动时，第二控制电路的第一只水银开关的玻璃外壳内部水银会将两个触点淹没，固定杆向后运动时，第二控制电路的第二只水银开关的玻璃外壳内部水银会将两个触点淹没。

3.根据权利要求1所述的一种可自动调节视角的电脑用摄像头，其特征在于，第一控制电路中，两套光电开关的正极电源输入端和两只继电器正极控制电源输入端分别电性连接，两套光电开关的负极电源输入端和两只继电器负极及负极控制电源输入端电性连接，两套光电开关的正极电源输出端和两只继电器正极电源输入端分别电性连接，第一只继电器、第二只继电器第二个常开触点端和两只点动常闭触点型按钮电源开关一端分别电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种可自动调节视角的电脑用摄像头，其特征在于，第二控制电路中，两只继电器正极及正极控制电源输入端和两只水银开关一端电性连接，两只水银开关另一端和两只电阻一端分别电性连接，两只电阻另一端和两只NPN三极管基极分别电性连接，两只NPN三极管集电极和两只继电器负极电源输入端分别电性连接，两只NPN三极管发射极和两只继电器负极控制电源输入端电性连接，第一只继电器、第二只继电器第二个常开触点端和两只点动常闭触点型按钮电源开关一端分别电性连接。

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