CN1343323A - 具有摄全景和/或倾斜功能的数字照相机及这种照相机的图像转动装置 - Google Patents

具有摄全景和/或倾斜功能的数字照相机及这种照相机的图像转动装置 Download PDF

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Abstract

数字照相机(300)具有摄全景和/或倾斜功能且包括:具有例如透镜或物镜(8)的光输入元件(400)的照相机外壳(6);用于从通过光输入元件得到的光产生数字图像的图像获取单元(500);和控制器(600)。第一反射镜(9)外装在照相机外壳(6)上。图像转动装置(200)接收到来自控制器(600)的角位移信号且以相对照相机外壳(6)的光输入元件(400,8)呈一角度地转动第一反射镜。

Description

具有摄全景和/或倾斜功能的数字 照相机及这种照相机的图像转动装置
技术领域
本发明涉及到一种具有摄全景和/或倾斜(tilting)功能的数字照相机，特别是涉及一种具有如透镜或物镜的光输入元件和图像获取单元及控制器的照相机外壳的数字照相机。本发明还涉及到用于为这种数字照相机提供摄全景和/或倾斜功能的图像转动装置。
背景
具有摄全景和/或倾斜功能的数字照相机的普通实例是网络(web)照相机，网络照相机例如可以安装在为了监视、生产监测等的给定的位置处。网络照相机包括透镜或物镜形式的光学输入元件和用于从光输入元件接收到光来产生数字图像的图像获取单元。通常，图像获取单元包括CCD元件(电荷耦合器件)。网络照相机包括软件和硬件以将其连接到给定的网络上，例如以太网或双标环网络中。网络照相机设置成以一特定速率产生数字图像，如以每秒1-25幅图像的速率。为了提高由网络照相机覆盖的可视量，照相机设置有用于摄全景和/或倾斜照相机的机械装置。总而言之，“摄全景”指的是在水平平面内以一给定的角度(一般为0°-360°)转动照相机，“倾斜”指的是在垂直平面内以一给定的角度(一般为0°-180°)转动照相机。
在现有技术的网络照相机中，摄全景和/或倾斜功能是通过移动整个照相机或至少移动其物镜而实现的。因为照相机和物镜具有一相当大的重量，所以这样需要复杂的、大的和贵重的机构。另外，照相机摄全景或倾斜的速度因需要移动较大的质量而受到了限制。
概述
本发明的目的是提供一种数字照相机，该照相机允许较快地和比较准确地摄全景和/或倾斜，因此允许照相机在单位时间内产生更多的图像。另外，本发明的目的是提供一种图像转动装置，该装置外部地安装在数字照相机上用于提供有效而快速的摄全景和/或倾斜功能，而不需要大的和贵重的机构。
上述目的通过提供具有图像转动装置的数字照相机来实现，图像转动装置具有外部安装到照相机外壳上的反射镜和转动元件，该转动元件用于相对照相机外壳的光输入(透镜或物镜)地响应从数字照相机的控制器收到的角度位移控制信号以转动反射镜。
可以从以下的详细说明、附加的权利要求书及其附图理解本发明的其它目的、特征和优点。
附图简述
参考附图，详细描述本发明的优选实施例，其中：
图1是根据本优选实施例的数字照相机的整体结构的框图；
图2是图像转动装置和安装有图像转动装置的照相机的第一侧面；
图3是图2所示的图像转动装置和照相机的第二侧面；
图4是图2和图3所示的图像转动装置的顶视图。
详细说明
参见图1，数字照相机300以基本的模块方式示出。数字照相机300设置成产生一个或多个类属对象100的数字图像，类属对象100可以是所有的呈现在一个由数字照相机300光学覆盖的范围内的物理目标。发明的图像转动装置200在数字照相机的光输入元件400的前面外部安装到数字照相机300上。光输入元件400是公知的透镜或物镜。图像转动装置200的目的是将数字照相机的视场在至少一个平面内有效地延伸，优选地在水平平面和垂直平面内。参见图2到图4，详细描述图像转动装置200的优选实施例。
如图1所示，数字照相机300还包括图像获取单元500，该单元安装有适宜的装置用于产生表示目标100的数字图像。优选地，图像获取单元500包括一个CCD元件(电荷耦合装置)，其内部结构是本领域的技术人员公知的。数字照相机300还具有用于控制图像获取单元500和外部图像转动装置200的控制器600。控制器600有效地连接到装置200和单元500上还连接到用于存储图像获取单元500所获取的图像的数字存储器700上。另外，数字照相机300可以包括图像转换单元800，其目的是当视场被摄全景或倾斜时，转动数字图像以补偿由图像转动装置200引起的转动效应。图像转换单元800对应于一个关于物镜400的图像转动装置200的一个转动角度且当转换数字图像以补偿当前的摄全景和/或倾斜角度时利用这一转动角度。可以确信数字照相机领域的技术人员可以很好地完成这一图像转换，即在一个方向或多个方向转动数字图像。因此，这里不对图像转换单元800的内部结构作详细描述。
存储器700可以是商业的存储器，例如EEPROM存储器。
如图1所示，数字照相机300可以连接到网络900，例如以太网或双标环网络中，这些网络可以是互联网的一部分。在这一申请中，数字照相机300的控制器600安装有适宜的软件以允许数字照相机300适合在网络900上、即在产生数字图像的网络服务器上作为网络照相机使用。
数字照相机300的摄全景和/或倾斜角度，或特别是图像转动装置关于物镜400的中心轴改变照相机300视场的角度，可以由照相机用户通过网络900访问控制器600来设定和改变。或者是，摄全景和/或倾斜角度可以由直接连接到数字照相机300上的计算机来控制。
参见图2到图4详细描述图像转装置200的优选实施例。在这些图中示出了以下的元件：
数量    标号    名称
1        19     框架
1        18     齿形带张紧装置
1        17     带轮
1        16     齿形带
1        15     带轮
1        14     齿形带
1        13     齿形带张紧装置
2        12     光传感器
1        11     反射镜保持架
1        10     倾斜反射镜
1        9      固定反射镜
1        8      照相机镜头(物镜)
2        7      马达
1        6      照相机外壳
1        5      反射镜轮
1        4      伞形齿轮
1    3    倾斜轴
2    2    固定件
1    1    导向轮
图像转动装置200具有包括第一固定反射镜9和第二倾斜反射镜10的镜系统。固定反射镜9以相对于照相机300的光轴呈37°的角度直接安装在物镜8的前面。固定反射镜9安装在反射镜轮5上，它绕物镜转动因此提供0°到360°范围的转动角度的视场。
在视场的中心，安装有倾斜反射镜10，以使其转动轴垂直于照相机的光轴。倾斜反射镜10由反射镜轮5保持，因此，引起倾斜反射镜10绕物镜8和固定反射镜9一起转动。由于反射镜9和10关于物镜8的几何设置，可以在短时间内进行大量的监测。
倾斜反射镜10连接到反射镜保持架11上，反射镜保持架11依次在两个固定件2之间枢接到反射镜轮5上。在反射镜轮5的对面，同轴安装有稍小的导向轮1。倾斜轴3同反射镜轮偏心安装，因此，引起倾斜反射镜10的移动。导向轮1将其运动转换给倾斜轴3且从倾斜轴3经过伞形齿轮4转换到反射镜保持架11。这种排列类似于行星齿轮，其中，导向轮表示中心轮，倾斜轴表示一行星轮。反射镜轮作为行星轮的保持架。
当反射镜轮不移动时，如果导向轮转动，则倾斜轴3将绕本身的轴转动，其中，反射镜保持架11将绕其自身的转动轴转动。因此，倾斜反射镜10相对反射镜轮5转动，且视场的中心轴将会相对照相机的光轴呈现一角度。如果反射镜轮5和导向轮1以相同的角速度转动，则在倾斜轴上就没有相对移动且因此不存在镜保持架/镜绕其自身的转动轴的转动。但是，反射镜轮5作为一整体将会与固定反射镜9和倾斜反射镜10一起以同照相机的光轴恒定的角度转动。
换言之，通过同时转动反射镜轮5和导向轮1，视场可以以任何给定的倾斜角转动360°。然后，如果轮系彼此相互转动，则镜保持架11的角度将会发生改变，且视场将再一次以新的倾斜角转动360°。这样，可以围绕照相机覆盖很大的区域，且可以得到在大量的范围内任意给定位置的图像。
反射镜轮5和导向轮1由相应的马达7驱动。如图2-4所示地配置有带轮15、7；齿形带14、16和齿形带张紧装置13、18。
发明的图像转动装置至少具有以下的优点：
●转动件的低惯性矩
●高的摄全景/倾斜调整速度，短时的角度设定
●高的设定精度
●微型化设计
●少的结构组件
●低的制造成本
●柔性设计
●简单的摄全景/倾斜控制
●宽的视场
以上参照优选实施例对本发明进行了描述。但是这里公开的实施例以外的其它实施例也在由所附的独立的专利权利要求所限定的本发明的范围内。

Claims (3)

1.一种具有摄全景和/或倾斜功能的数字照相机(300)，包括：具有例如透镜或物镜(8)的光输入元件(400)的照相机外壳(6)；用于从通过光输入接收的光产生数字图像的图像获取单元(500)；控制器(600)；外部安装到照相机外壳(6)上的第一反射镜(9)和连接到控制器(600)且用于以相对照相机外壳(6)的光输入(400、8)的转动角度转动第一反射镜的图像转动装置(200)，其特征在于：
图像转换单元(800)，它连接到图像获取单元(500)且用于将由所述图像获取单元(500)所获取的数字图像转动相对于所述第一反射镜(9)的转动角的角度。
2.一种如权利要求1所述的数字照相机，还包括外装在照相机外壳(6)上的第二反射镜(10)，其中所述图像转动装置(200)用来以相对照相机外壳(6)的光输入元件(400、8)的第二转动角度转动第二反射镜。
3.一种用于数字照相机(300)的图像转动装置(200)，所述的数字照相机(300)具有照相机外壳(6)、例如透镜或物镜(8)的光输入元件(400)、和用于从通过光输入元件接收的光产生数字图像的图像获取单元(500)，该图像转动装置包括外装到照相机外壳(6)上的第一反射镜(9)，和用于以相对照相机外壳的光输入元件(400、8)的第一转动角转动所述第一反射镜的第一转动元件(5、7)，其特征在于：
外装到照相机外壳(6)上的第二反射镜(10)；和
用于以相对照相机外壳的光输入元件(400、8)的第二转动角转动第二反射镜的第二转动元件(3、7)。
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