CN1481156A - 转动型摄像机设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转动型摄像机设备(1)，其壳体(2)具有用于立式安装的立式安装表面(3)和用于壁挂的壁挂安装表面(4)。壳体(2)还设置有圆顶型盖(8)，该圆顶型盖具有拍摄窗口，在立式位置和壁挂位置中，该拍摄窗口朝向相对水平方向的倾斜方向。摄像机设置成能够从拍摄窗口拍摄外部。摄像机旋转装置置于圆顶内，并且具有基于水平方向的全景转动轴线。拍摄窗口在立式安装位置和壁挂位置都朝向适当的方向，由于全景转动轴线基于水平方向设置，观察者的眼睛在全景转动过程中不用做太多的上、下运动。

Description

转动型摄像机设备

技术领域

本发明涉及一种转动型摄像机设备，尤其是涉及一种适于放置或安置在象桌子等的物体上或被悬挂在墙壁上的转动型摄像机设备。

背景技术

以前熟知的转动型摄像机设备的一个示例是圆顶型监视或监控摄像机。圆顶型监视或监控摄像机具有圆柱形的壳体，半球形透明圆盖连接到其上。在盖内，摄像机与全景/倾斜转动机构一同设置(用于全景方向和倾斜方向的转动机构)。

圆顶型监控摄像机面朝下安装在天花板上。圆顶型监控摄像机被嵌入、连接到天花板上或被悬挂在天花板上。有时，专用支架附件连接到墙壁上，把圆顶型监控摄像机面朝下地连接到其上。利用支架下侧作为天花板，这种安装形式是一种天花板安装。

如上所述，传统转动型摄像机设备一般是监视或监控摄像机，其仅仅被安装在天花板上，并不具有通过竖立，放置或安置在象桌子等的物体上来进行安装的结构。实际上，监控摄像机有时被安装到墙壁上，但是如上所述，需要用于形成支架的专用附件。因此，传统旋转型摄像机装置不适于通过竖立来安装以及通过悬挂在墙壁上来安装。

发明内容

考虑到上述背景技术，本发明的目的在于提供一种适用于立式(standing)和壁挂(wall-mounting)安装的转动型摄像机设备。

本发明的转动型摄像机设备包括壳体、摄像机和摄像机旋转装置。壳体设置有用于立式安装的立式结构，其包括通过放置或安置在书桌、桌面、地板等上面来安装，并设置有用于安装到墙壁上的壁挂结构，壳体具有其上形成的拍摄窗口，在立式位置和壁挂位置上该拍摄窗口面对相对于水平方向的倾斜方向。提供摄像机以便能够从拍摄窗口拍摄外部。摄像机旋转装置具有基于水平方向的全景转动轴线。由于这种结构使得拍摄窗口在立式位置和壁挂位置都面向倾斜方向，使得可以在立式或壁挂时都在适当的方向上拍摄。而且，如下所述，根据上述基于水平方向设置全景转动轴线的结构，在全景转动过程中不再需要观察者的眼睛做太多的上下移动就可以获得自然的图像。

理由如下：传统摄像机旋转装置基于拍摄窗口设置其全景转动轴线。因此，如果传统摄像机旋转装置被应用于本发明的转动型摄像机设备，全景转动轴线将被基于朝向倾斜方向的拍摄窗口设置。在这种情况下，在全景转动过程中，观察者的眼睛将沿一弧线上、下运动，就像观察者跟随太阳、星星等穿过天空的路径移动一样，这对于观察者来说感到不特别自然。与这种情况相比较，本发明的装置在立式位置基于水平方向设置全景轴线，因此在全景转动过程中，观察者的眼睛不必做太多的上下运动就可以获得自然的图像。

壁挂位置通常是立式位置的倒置位置，但是本发明不局限于这方面。基于水平方向的全景转动轴线通常是垂直于水平方向的轴线，但是本发明并不局限于这一点。只要获得的图像仍然保持自然，全景转动轴线不需与水平方向垂直，并可以相对水平方向倾斜。

在本发明的转动型摄像机设备中，壳体在拍摄窗口处可以具有朝向倾斜方向的圆顶型盖，摄像机和摄像机旋转装置的至少一部分可以容纳在圆顶型盖内。通过在圆顶型盖内容纳摄像机和摄像机旋转装置，转动型摄像机设备可以作得更紧凑。

例如，通过以一定角度配置半球状圆顶型盖，在立式位置和壁挂位置装置都可以在垂直和水平方向上拍摄。因此，在立式位置和壁挂位置都可以拍摄足够宽的区域。

在本发明的转动型摄像机设备中，立式结构可以由设置在壳体上的立式安装表面组成。根据这个结构，仅仅通过把装置放置在书桌、地板等上面就能实现转动型摄像机设备的立式安装。因此，不使用三脚架等物件，通过放置就能够容易地安装转动型摄像机设备。

在本发明的转动型摄像机设备中，壁挂结构可以包括设置在壳体上的壁挂安装表面和设置壳体安装表面上的墙壁吊架。利用这种结构，能够容易地将转动型摄像机设备悬挂在墙壁上。例如，墙壁吊架具有像用于将电话机设定到墙壁上的电话机底部内的孔一样的结构。

在本发明的转动型摄像机设备中，壁挂结构可以包括如下的墙壁吊架，该墙壁吊架用于将壳体悬挂在墙壁上的一位置处，该位置使得拍摄窗口沿倾斜方向朝下，并可以包括如下的墙壁吊架，该墙壁吊架用于将壳体悬挂在墙壁上的一位置处，该位置使得拍摄窗口沿倾斜方向朝上。这种结构允许在两个相互颠倒位置上的壁挂，并增加了摄像机安装型式的灵活性。

在本发明的转动型摄像机设备中，壳体可以具有三棱柱部分，其由立式安装表面、壁挂安装表面和设置有拍摄窗口的斜面(倾斜表面)组成。这种结构提供了一种如下的转动型摄像机设备，该装置可以以紧凑的三棱柱形状而轻易放置或悬挂在墙壁上。

本发明的另一方面在于，转动型摄像机设备包括：用于立式安装的立式安装结构；用于壁挂的壁挂结构；圆顶部分，其设置成面朝向相对立式位置和壁挂位置的水平方向的倾斜方向；摄像机，该摄像机设置成能够从圆顶部分拍摄外侧；以及摄像机旋转装置，其具有基于水平方向设置的全景转动轴线。这种结构也具有本发明的上述优点。圆顶型部分可以具有或没有透明的盖。

从另一点上看，可以说本发明可以使得利用倾斜拍摄窗口的布置来获得更自然的图像成为可能。从这点来看，本发明的转动型摄像机设备包括：壳体，其设置有朝向相对安装的水平方向的倾斜方向的拍摄窗口；摄像机，其设置成能够从拍摄窗口拍摄外部；以及摄像机旋转装置，其具有基于水平方向的全景转动轴线。由于在安装位置这种结构不是基于摄像方向而是基于水平方向设置全景转动轴线，因此在全景转动过程中，观察者的眼睛不做太多的上下运动就可以获得自然的图像。从这点上来看，转动型摄像机设备的安装位置不受限制。例如，该装置可以仅用于立式安装位置或壁挂位置。

本发明的另一方面是一种转动型摄像机设备，其包括：设置有用于第一安装位置的第一安装结构和用于第二安装位置的第二安装结构的壳体，该壳体具有在其上形成的拍摄窗口，该拍摄窗口在第一安装位置和第二安装位置朝向相对于水平方向的倾斜方向；摄像机，其设置成能够从拍摄窗口拍摄外部；以及具有基于水平方向的全景转动轴线的摄像机旋转装置。第一安装结构和第二安装结构可以是上述立式安装结构和壁挂结构。

附图说明

通过联系附图阅读下文描述后，本发明的上述和其它特征和方面变得更加清楚明显，图中：

图1A和1B是示出根据本发明优选实施例的转动型摄像机设备在立式安装位置的外视图；

图2和2B是示出根据本发明优选实施例的转动型摄像机设备在壁挂位置的外视图；

图3是根据本发明优选实施例的摄像机旋转装置的透视图；

图4是图3所示摄像机旋转装置的分解图；

图5是设置在图3所示摄像机旋转装置上的全景转动单元的俯视图；

图6是设置在图3所示摄像机旋转装置上的全景转动单元的侧视图；

图7是设置在图3所示摄像机旋转装置上的全景转动单元的透视图；

图8是设置在图3所示摄像机旋转装置上的全景转动单元的分解图；

图9是设置在图3所示摄像机旋转装置上的倾斜转动单元的俯视图；

图10是设置在图3所示摄像机旋转装置上的倾斜转动单元的侧视图；

图11是设置在图3所示摄像机旋转装置上的倾斜转动单元的透视图；

图12是设置在图3所示摄像机旋转装置上的倾斜转动单元的分解图；

图13是图1和图2所示转动型摄像机设备的分解图；以及

图14是示出图13所示前壳体和摄像机旋转装置如何彼此相互连接的侧视图。

具体实施方式

下面将参照附图叙述本发明的最佳实施例。

图1A和1B是转动型摄像机设备在优选实施例的立式安装位置的外观图，图2A和2B是转动型摄像机设备在壁挂位置的外视图。此外，图3是内置于图1A和1B及图2A和2B所示的转动型摄像机设备1的摄像机旋转装置10的透视图。

首先，将描述图3所示的摄像机旋转装置10，然后，回到图1A和1B及图2A和2B，描述优选实施例的转动型摄像机设备1。

摄像机旋转装置

图3示出优选实施例的摄像机旋转装置10(带有安装于其上的摄像机)。图4是摄像机旋转装置10的分解图。

例如，摄像机旋转装置10应用于监控和监视摄像机。摄像机旋转装置10也可以被用在计算机系统中。通过使用装备有摄像机旋转装置10的小摄像机作为网络摄像机，摄像机的图像可以通过诸如LAN或因特网的网络提供。摄像机旋转装置10也可以用于其它用途的摄像机。

摄像机旋转装置10能够在全景方向上绕全景轴线Y和在倾斜方向上绕倾斜轴线X旋转。在下文叙述中，图3的布置示为标准，而沿全景轴线Y的方向称为上/下方向，沿倾斜轴线X的方向称为右/左方向。而且，在水平面上与倾斜轴线X垂直的方向称为前/后方向或向前/向后方向。

当然，这些方向不需要与摄像机使用状态的方向一致。例如，在将摄像机旋转装置10应用于监视摄像机来说，如果摄像机被倒置使用时，上述方向也将被颠倒。

如图3和4所示，从下向上，摄像机旋转装置10具有安装框架12和构成基部的主基座14，构成全景部分的全景基座16，构成倾斜部分的透镜框架18。而且，摄像机旋转装置10具有图4两侧所示的全景转动单元20和倾斜转动单元22。

安装框架12是冲压并弯曲的铁元件，并具有环状部分24和从环状部分24弯曲的主基座连接部分26。环状部分24具有三个凸缘部分，所述凸缘部分用于把环状部分24连接到图中未示出的壳体上。而且，主基座连接部分26与携带摄像机和电动机编码(code)的编码托架(code holder)28连接。

利用三个螺钉30，主基座14固定在主基座连接部分26上。主基座14由树脂制成，并大约呈图示的圆盘状。以全景轴线Y为中心的全景终端齿轮32与主基座14设置成一体。全景终端齿轮32为一正齿轮，其与全景转动机构中的转动侧静止齿轮相对应。

在这个优选实施例中，转动侧(旋转侧)是指转动(旋转)其它元件的一侧，而被转动侧(被旋转侧)是指被其它元件驱动而转动(旋转)的一侧。

如图所示，全景终端齿轮32不需设置在主基座14四周全部上。全景终端齿轮32仅仅需要覆盖全景转动所需的区域。在这个优选实施例中，全景转动角度(水平旋转角度)是140度，所以全景终端齿轮32仅仅需要设置在140度或更大的区域内。

使用螺钉34和平垫圈36把全景基座16连接到主基座14上，以便可环绕全景轴线Y旋转。全景基座16由树脂制成，并且具有平圆盘形状的全景基座主体38、分别从全景基座主体38两侧向上伸出的左壁部分40和右壁部分42。全景基座16的这些部分形成为一整体。

使用螺钉66把全景旋转装置20安装到全景基座主体38上。如在下面叙述的，作为全景旋转装置20的部件的齿轮穿过全景基座主体38的圆形开口，并与主基座14的全景终端齿轮32啮合。

而且，树脂制成的倾斜终端齿轮44以倾斜轴线X为中心，不可转动地固定到全景基座16的右壁部分42的外侧。在此，图中未示出的倾斜终端齿轮44的六边形突起与右壁部分42的六角形开口相配合，因此阻止倾斜终端齿轮44转动。倾斜终端齿轮44为一正齿轮，与倾斜旋转机构的转动侧静止齿轮相对应。

树脂制成的透镜框架18连接在全景基座16的左壁部分40和右壁部分42之间，以便绕倾斜轴线X旋转。透镜框架18具有框架主体50、从框架主体50两侧向下伸出的左悬臂部分52和右悬臂部分54。透镜框架18的这些部分形成为一整体。左悬臂部分52和右悬臂部分54分别连接到全景基座16的左壁部分40和右壁部分42，以便绕倾斜轴线X可旋转。在倾斜轴线X上，从右悬臂部分54向外突出的凸台穿过倾斜旋转装置22的孔；并且该凸台由倾斜终端齿轮44的中心孔可旋转地支撑，而所述倾斜终端齿轮44用螺钉46和平垫圈48固定在全景基座16的右壁部分42上。

如图所示，摄像机56和摄像机保持架58按这种顺序采用搭扣配合连接到透镜框架18上。透镜框架18的这种装配部件连接到全景基座16上。

摄像机56是一个包括CMOS，CCD等的小型摄像机。而且优选地使用为便携式电话制造的小型摄像机。摄像机56通过在透镜框架18的框架主体50中心设置的用于拍摄的圆形开口来摄像。摄像机保持架58具有设置在其与摄像机之间的保护性缓冲垫。

倾斜转动单元22通过一螺钉96固定到透镜框架18的右悬臂部分54的外侧。并且，如下文所叙，作为倾斜转动单元22的部分的齿轮与固定在全景基座16上的倾斜终端齿轮44相啮合。

下文，将叙述全景转动单元20的结构。图5和图6分别为全景转动单元20的俯视图和侧视图，图7是全景转动单元20的透视图。图8是全景转动单元20的分解图。

全景转动单元20具有树脂制成的下板件60和上板件62。一组凸台从上板件62向下突出。对于每个凸台，螺钉64从下侧通过下板件60紧固，这样就使得下板件60和上板件62之间的距离等于凸台的高度。下板件60通过螺钉66紧固于全景基座16的全景基座主体38上。

全景电动机68通过两个螺钉70固定在上板件62的上面。如图所示，与上板件62形成为一体的圆柱状壁部分(圆柱壁)向上延伸而覆盖全景电动机68。圆柱壁部分使得全景电动机62从外部不可见。例如，如果全景电动机68的外表面是银或类似物，黑色树脂的圆柱可以隐藏该电动机。

全景电动机68是步进电动机。树脂制成的全景驱动齿轮72固定到全景电动机68的转轴上。全景驱动齿轮72是一正齿轮，该齿轮72穿过上板件62的圆形开口并在上板件62和下板件60之间突出。

此外，在上板件62和下板件60之间，第一全景减速齿轮74、第二全景减速齿轮76、第三全景减速齿轮78和第四全景减速齿轮80分别被齿轮轴82、84、86和88可转动地支撑。四个全景减速齿轮74到80中的每一个都由树脂制成，并具有大直径齿轮和小直径齿轮。所有这些齿轮都是正齿轮。第二全景减速齿轮76和第三全景减速齿轮78为相同的零件，齿轮轴82和86为相同的零件。

全景电动机68的全景驱动齿轮72与第一全景减速齿轮74的大直径齿轮啮合，而第一全景减速齿轮74的小直径齿轮与第二全景减速齿轮76的大直径齿轮啮合。同样，第二全景减速齿轮76的小直径齿轮与第三全景减速齿轮78的大直径齿轮啮合，第三全景减速齿轮78的小直径齿轮与第四全景减速齿轮80的大直径齿轮啮合。

第四全景减速齿轮80的小直径齿轮穿过下板件60的圆形开口并向下突出。当全景转动单元20固定到全景基座16上时，第四全景减速齿轮80的小直径齿轮穿过全景基座16的全景基座主体38的圆形开口并与主基座14的全景终端齿轮32啮合。

这样，全景驱动齿轮72、四个全景减速齿轮74至80和全景终端齿轮32组成了齿轮减速机构。全景驱动齿轮70具有10个齿。从第一到第三全景减速齿轮74、76和78中的每一个在大直径齿轮上具有20个齿，而在小直径齿轮上具有10个齿；并且第四全景减速齿轮80在其大齿轮上具有50个齿，在其小齿轮上具有12个齿。因此，齿轮减速机构的减速比为：

(2/4)×(2/4)×(2/4)×(2/10)×(4.8/17.2)＝1/143.33。

下文将叙述倾斜转动单元22的结构。图9和图10分别是倾斜转动单元22的俯视图和侧视图。图11是倾斜转动单元22的透视图。图12是倾斜转动单元22的分解图。

倾斜转动单元22与全景转动单元20的原理相同。然而，与固定到全景基座16上并使全景基座16(被转动侧)相对主基座14(转动侧)转动的全景转动单元20相比，倾斜转动单元22固定到透镜框架18上并驱动透镜框架18(被转动侧)相对全景基座16(转动侧)转动。

倾斜转动单元22具有树脂制成的内侧板件90和外侧板件92。一组凸台从内侧板件90向外侧板件90突出。对每个凸台来说，螺钉94通过外侧板件92紧固，这样就使得内侧板件90和外侧板件92之间的距离等于凸台的高度。内侧板件90由螺钉96固定到透镜框架18的左悬臂部分54的外侧。

倾斜电动机98通过两个螺钉100固定到内侧板件90的全景轴线Y侧。如图所示，与内侧板件90形成为一体的圆柱壁部分(圆柱壁)远离外侧板件92延伸，以覆盖倾斜电动机98的外圆周。圆柱壁部分使得倾斜电动机98从外部不可见，例如，如果倾斜电动机98的外表面是银色或类似颜色的，黑色树脂制成的圆柱能够隐藏该电动机。

倾斜电动机98是一步进电动机。树脂制成的倾斜驱动齿轮102固定到倾斜电动机98的转轴上。倾斜驱动齿轮102是正齿轮，其穿过内侧板件90的圆形开口并在内侧板件90和外侧板件92之间突出。

此外，在内侧板件90和外侧板件92之间，第一倾斜减速齿轮104、第二倾斜减速齿轮106、第三倾斜减速齿轮108和第四倾斜减速齿轮110分别由齿轮轴112、114、116和118可转动地支撑。四个倾斜减速齿轮104至110中的每一个都由树脂制成，并且都分别具有一个大直径齿轮和一个小直径齿轮。所有这些齿轮都是正齿轮。第二倾斜减速齿轮106和第三倾斜减速齿轮108为相同的零件。齿轮轴112、116和118也为相同的零件。

倾斜电动机98的倾斜驱动齿轮102与第一倾斜减速齿轮104的大直径齿轮啮合，第一倾斜减速齿轮104的小直径齿轮与第二倾斜减速齿轮106的大直径齿轮啮合。同样，第二倾斜减速齿轮106的小直径齿轮与第三倾斜减速齿轮108的大直径齿轮啮合，而第三倾斜减速齿轮108的小直径齿轮与第四倾斜减速齿轮110的大直径齿轮啮合。

第四倾斜减速齿轮110的小直径齿轮与倾斜终端齿轮44按如下方式啮合：即，当倾斜转动单元22以内侧板件90抵靠在右悬臂部分54的外侧上的方式固定到透镜框架18上时，固定到基座16的右壁部分42的倾斜终端齿轮44位于内侧板件90和外侧板件92之间。倾斜终端齿轮44与第四倾斜减速齿轮110的小直径齿轮啮合。

这样，倾斜驱动齿轮102、四个倾斜减速齿轮104至110以及倾斜终端齿轮44组成了齿轮减速机构。倾斜驱动齿轮102具有10个齿。从第一到第三倾斜减速齿轮104、106和108中的每一个在大直径齿轮上具有20个齿，在其小直径齿轮上具有10个齿；第四倾斜减速齿轮110在其大直径齿轮上具有32个齿，在其小直径齿轮上具有10个齿。因此，齿轮减速机构的减速比为：

(2/4)×(2/4)×(2/4)×(2/6.4)×(3/15.9)＝1/135.68。

以上叙述的是倾斜减速装置22的结构。倾斜转动单元22的倾斜电动机98和全景转动单元20的全景电动机68为相同的零件。同样，倾斜驱动齿轮102和全景驱动齿轮72为相同的零件；并且第一倾斜减速齿轮104和第一全景减速齿轮74为相同的零件。此外，第二和第三减速齿轮106和108与第二和第三全景减速齿轮76和78为相同的零件；齿轮轴112、116和118与齿轮轴82和86为相同的零件；齿轮轴114和齿轮轴84为相同的零件。

下文将描述这个优选实施例的摄像机旋转装置10的装配步骤。首先，摄像机56和摄像机保持架58连接到透镜框架18上。全景转动单元20和倾斜转动单元22被按照前面提及的分解视图装配。然后，倾斜转动单元22连接到透镜框架18的右悬臂部分54上。

在安装框架12上，依次连接主基座14、全景基座16和全景转动单元20。全景转动单元20以第四全景减速齿轮80与主基座14的全景终端齿轮32啮合的方式固定到全景基座16上。

此外，当透镜框架18连接到全景基座16上时，倾斜终端齿轮44固定到全景基座16上。这时，安装在透镜框架18上的倾斜转动单元22的内侧板件90配装在透镜框架18的右悬臂部分54和全景基座16的右壁部分42之间。倾斜终端齿轮44配装在倾斜转动单元22的内侧板件90和外侧板件92之间，并与倾斜转动单元22的第四倾斜减速齿轮110啮合。

下文将描述这个优选实施例的摄像机旋转装置10的运动。

当摄像机56在全景方向上转动时，全景转动单元20的全景电动机68由于电流通过而自旋。当然，自旋的方向将根据转动摄像机56的方式而改变。

在全景转动机构中，全景转动单元20的全景电动机68和四个全景减速齿轮74至80被安装在全景基座16上(被转动侧；被旋转侧)；而全景终端齿轮32被固定到主基座14上(转动侧，旋转侧)。

因此，四个全景减速齿轮74至80降低了全景电动机68到全景终端齿轮32(转动侧，旋转侧)的速度和传递转矩(旋转力)。由于全景终端齿轮32固定，全景终端齿轮32的反作用力使得全景电动机68自身和包括电动机在内的全景转动单元20转动，并因此相应地使得全景基座16转动。然后，连接到全景基座16上的透镜框架18上的摄像机56也绕全景轴线转动。

当摄像机56在倾斜方向转动时，倾斜转动单元22的倾斜电动机98由于电流通过而自旋。当然，自旋方向根据摄像机56将要被转动的方式而转变。

在倾斜转动机构中，倾斜转动单元22的倾斜电动机98和四个减速齿轮104至110安装到透镜框架18上(被转动侧，被旋转侧)；倾斜终端齿轮44固定到全景基座16上(转动侧，旋转侧)。

四个倾斜减速齿轮104至110降低了倾斜电动机98到倾斜终端齿轮44(转动侧，旋转侧)的速度和传递转矩(转动力)。由于倾斜终端齿轮44被固定，倾斜终端齿轮44的反作用力使得倾斜电动机98自身和包括电动机在内的倾斜转动单元22转动，并因此相应地使得透镜框架18转动。在透镜框架18上的摄像机56也因此绕倾斜轴线X转动。

如上所述，优选实施例的摄像机旋转装置10包括在被转动侧上设置的电动机，被转动侧与摄像机一起相对于驱动摄像机转动的旋转侧转动；以及转矩传递装置，其将电动机的转矩传递到转动侧，并因此通过转动侧的反作用力使被转动侧上的电动机和摄像机转动。

这就是说，在全景转动机构中，全景电动机68设置于在被转动侧上的全景基座(包含全景部分)上。全景电动机68的转矩经过相当于全景转矩传递装置的减速齿轮机构，并传递到转动侧的主基座14(包含基座部分)，然后，通过其反作用力，在全景方向上全景电动机68与全景基座16和位于其上的摄像机56一起转动。

同样，在倾斜转动机构中，倾斜电动机98位于被转动侧的透镜框架上(包含倾斜部分)。倾斜电动机98的转矩经过相当于倾斜转矩传递装置的减速齿轮机构，并传递到转动侧的全景基座16，然后，通过其反作用力，倾斜电动机98在倾斜方向上与透镜框架18和位于其上的摄像机56一起转动。

如上所述，与具有与转动机构分离的电动机的传统装置相比，将电动机安装在被转动侧上的结构降低了安装电动机的空间并容许较小和较轻的转动设备。

可以说，上述结构具有一个由自身完成转动功能的机构。上述结构因此容许尺寸减小，也容许了一个可普遍适用的设计。换句话说，转动功能被紧凑地布置在被转动侧，因此其外围壳体等的形状可以很容易地确定。

另外，优选实施例的摄像机旋转装置10具有由正齿轮组成的上述转矩传递装置。作为转矩传递机构，正齿轮是可逆的。也就是说即使当有人用手转动摄像机时，在转动侧和被转动侧的正齿轮也相互自旋。上述结构因此使得避免施加于转矩传递装置上的张力成为可能，即使有人粗心的用手旋转摄像机，如恶作剧等等。因此，避免了转动设备的故障。

在优选实施例的摄像机旋转装置10中，转矩传递装置包括固定到转动侧的终端齿轮和插在电动机和终端齿轮之间的中间减速齿轮。在全景方向上，终端齿轮为全景终端齿轮32，中间减速齿轮为四个全景减速齿轮74到80。对倾斜方向来说，终端齿轮为倾斜终端齿轮44，中间减速齿轮为四个倾斜减速齿轮104至110。这种具有减速齿轮机构的结构优化了旋转速度。如上所述，在正齿轮可逆性的帮助下，由正齿轮组成的减速齿轮机构能够防止旋转装置的故障。

而且，在优选实施例的摄像机旋转装置10中，上面提及的中间减速齿轮也可以像电动机一样安装到被旋转侧(全景基座侧和透镜框架侧)。由于这种结构，在驱动侧的电动机和在被驱动侧的减速机构被安装在同一基座元件上并通过它们自身完成转动功能。与中间减速齿轮设置在转动侧上的情况相比，这就节省了空间，并进一步使装置小型化。

优选实施例的摄像机旋转装置10对全景转动和倾斜转动都采用齿轮减速机构，并对全景侧和倾斜侧采用了同样的减速齿轮。这种零件的通用性即采用相同的零件降低了成本。部件的通用性也减轻的工人在装配时在众多零件中进行识别的工作强度，因此使装配任务变得容易，并提高生产率。

优选实施例的摄像机旋转装置适当的被存放在具有圆顶的壳体中。为了在摄像过程中获得明亮的图像，圆顶最好是透明的。然而，如果所述圆顶是透明的，在其内部的摄像机旋转装置将是可视的。考虑到这一点，在上述优选实施例中，优选地是使主基座14、全景基座16、透镜框架18、各个齿轮、板件60、62、90和92都由黑色树脂(暗色的树脂，此后同样应用)制造。而且，如在开始的段落中所述，全景电动机68和倾斜电动机98都被黑色树脂的圆柱体所覆盖，所述圆柱体分别与板件62和90形成为一整体。采用黑色树脂的结构使得摄像机装置从外侧不可见。

优选实施例的摄像机旋转装置10采用了如下的结构，即在被转动侧上设置用于全景和倾斜转动机构的电动机。然而，对全景或倾斜转动单元采用这种结构也是可以接受的。

在优选实施例中，在图3所示的配置中，全景和倾斜方向分别是水平和垂直方向。然而，全景和倾斜方向不需受限于这些方向。

而且，优选实施例能够应用于具有用于任意两个方向的两个转动机构的装置。从这点来看，上述优选实施例的摄像机旋转装置包括：基部；第一转动部分，其在相对于基部的第一方向可转动地设置；第一转动驱动装置，其使得第一转动部分相对基部转动；第二转动部分，其在相对于基部的第二方向上可转动地设置；第二转动驱动装置，其使得第二转动部分相对第一转动部分转动。在这个摄像机旋转装置中，至少第一转动驱动装置和第二转动驱动装置中的一个(在上述优选实施例中，两个都是)包括：设置在被转动侧上的电动机；以及转矩传递装置，其将被转动侧上的电动机的转矩传递到转动侧，也因此通过转动侧的反作用力使电动机及被转动侧转动。在上述优选实施例中，第一和第二转动方向分别是全景和倾斜方向。而且从这点上看，这种实施例具有如前面段落中提到的更小的优点。

而且，在优选实施例中，多个中间减速齿轮设置于电动机和转动侧之间。这些齿轮的数量、齿数和其它参数可以根据所需要的减速比适当调整。中间齿轮并非总是必须的。一个或多个齿轮可以用产生较小噪音的软树脂制造，而且，在本发明的保护范围内，除了齿轮减速装置外，可以采用如皮带(包括同步带)或链条的转矩减速装置。

如在前面段落中所述，通过采用黑色等树脂制造各种零件，优选实施例具有使摄像机从外部不可见的优点。用黑色或暗色的毛毡等来覆盖摄像机转动装置的适当部分以隐藏内部部件也是可以接受的。这种覆盖物随摄像机转动在形状上作适当改变。如果需要的话，可以提供风箱等结构。转动型摄像机设备

接下来，回到图1A和1B及图2A和2B，将要描述优选实施例的转动型摄像机设备1。

图1A和1B示出立式安装位置的转动型摄像机设备1，其中图1A是侧视图，而图1B是前视图。图2A和2B示出壁挂位置的转动型摄像机设备1，其中图2A是前视图，而图2B是侧视图。

如图所示，转动型摄像机设备1具有一壳体2，壳体2具有立式安装表面3、壁挂安装表面4和斜面5。如图所示，这些面对应于三棱柱的三个侧面，并给出了三棱柱的大致外观。

立式安装表面3是用于立式安装的立式结构的一个式样，其包括通过放置或安放到书桌、桌子、地板等上面来进行的安装。如图1A和1B所示，立式安装表面3在立式安装位置(自由放置或相应于自由放置的孤立位置或孤立结构和安装)的壳体2的底面。在立式安装的情况下，转动型摄像机设备1放置在水平面，如桌面和地板上，立式安装表面3面朝下。立式安装表面3设置有多个短突起6，例如，突起6为圆而不滑的垫子。

壁挂安装表面4是用于壁挂安装的壁挂结构的一个式样。如图所示，壁挂安装表面4垂直于立式安装表面3。如图2A和2B所示，壁挂位置是立式位置的颠倒位置。在壁挂时，转动型摄像机设备1以壁挂安装表面4紧贴墙壁的方式被悬挂在墙壁上。在壁挂安装表面4上设置一墙壁吊架7，墙壁吊架7与树脂制成的壁挂安装表面4形成一整体。墙壁吊架7上具有一个孔，从墙壁上突出的钉子或类似物插入其中。一种公知的结构例如在墙壁上悬挂电话机的结构可以应用于墙壁吊架7。

图中所示的墙壁吊架7仅仅为在立式位置的颠倒位置上的壁挂安装而形成，但是可以在与立式安装位置相同的位置上增加用于壁挂的墙壁吊架。而且，一个墙壁吊架可以起到两种形式的墙壁吊架的作用。这种结构允许在两个位置上壁挂，向下或向上颠倒，因此增加了摄像机安装型式的灵活性。例如，取决于壁挂位置的高度，可以使用两种型式的墙壁吊架中的其中一种，对于较低的安装位置，则采用后一种墙壁吊架。

斜面5相对于立式安装表面3和壁挂安装表面4倾斜。在优选实施例中，立式安装表面3和斜面5之间的夹角设定为大约60度，但在本发明中，这个角度并不局限于此值。圆形开口设置在斜面5的大致中心处，半球状透明圆顶型盖8与圆形开口连接。圆形开口和圆顶型盖8构成拍摄窗口。

如上所述，拍摄窗口设置于斜面5上，因此，拍摄窗口也相对于水平方向倾斜。特别地，在上述结构中，拍摄窗口在立式安装位置和壁挂位置都相对水平方向倾斜。这就是说，拍摄窗口在图1A和1B所示的立式安装位置以一定角度朝上或在图2A和2B所示的壁挂位置以一定的角度朝下。更具体地说，由于立式安装表面3和斜面5之间的夹角为大约60度，拍摄窗口在立式安装位置时以大约30度角度朝上，而在壁挂位置时以大约30度角度朝下。

图13是转动型摄像机设备1的分解图。前壳体200和后壳体202通过四个螺钉204装配，并组成如图1A和1B及图2A和2B所示的大约三棱柱形状的壳体2。前壳体200主要构成斜面，而后壳体202主要构成立式安装表面和壁挂安装表面。

前壳体200在其中部具有圆形开口206。圆顶型盖8和摄像机旋转装置10连接到圆形开口206上。摄像机旋转装置10的安装框架通过三个螺钉208连接到圆孔206的周边上。

主线路板210和电源线路板212容放于前壳体200和后壳体202之间。主线路板210插在前壳体200的凸台和后壳体202的凸台之间。用于固定安装前壳体200和后壳体202的螺钉204穿过位于主线路板210的四个角上的孔。而且，电源线路板212连接到前壳体200的下部区域。

如图所示，后壳体202的下部区域向内侧突出。这就在后壳体202下部区域的外侧形成了矩形棱柱形的中空或凹陷，尽管其未在图中示出。主线路板210的通信接头，电源线路板212的电源接头和传感器I/O开关在中空处通过后壳体202的开口露出。如图所示，所述中空由盖214覆盖。凹槽216设置于后壳体202的侧面上，用以为导线提供开孔。

后壳体202也设置有墙壁吊架7，墙壁吊架7上具有卡住钉子等的孔。如上所述，如图中所示的墙壁吊架7仅仅为在颠倒的立式安装位置上进行壁挂使用，但也可以增加一墙壁吊架，用于在与立式安装位置相同的位置上进行壁挂使用。

另外，在前壳体200上贴有标志218和LED向导220。标志218能够倒置，以便在立式安装位置和壁挂(或颠倒)位置时都能被适当地放置。LED向导220引导设置于主线路板上的LED所发出的光以显示摄像机的操作状态。

而且，在后壳体202上，可以利用螺钉224连接三脚架附件222。三脚架附件222具有螺纹孔，以把转动型摄像机设备1连接到三脚架上。当不使用三脚架时，将不需要三脚架附件222，并可以将其拆卸。

作为改进，取代三脚架附件222，可以在后壳体202的背面设置用于三脚架的螺纹孔。作为进一步改进，可以使得优选实施例的转动型摄像机设备1可以安装到天花板上。在这种情况下，可以如在使用三脚架的情况下那样安装附件；或者立式安装表面3能够被直接安装到天花板上。而且，可以将转动型摄像机设备安装于另外的适当装置上。例如，该设备可以形成为可以以图1B的正视图顺时针或逆时针转动90度的方式安装，以便立式安装表面3紧贴在墙壁上。

图14示出前壳体200和摄像机旋转装置10的安装结构。摄像机旋转装置10的安装框架12的环状部分24具有三个安装凸缘226。环状部分24的形状与形成拍摄窗口的前壳体200的圆形开口206的形状一致。在圆形开口206的周边上设置有3个凸台部分228，环状部分24的安装凸缘226通过螺钉208固定到凸台228上。

而且，尽管未在图中示出，在圆顶型盖8的外边缘上的凸缘部分插入摄像机旋转装置10和前壳体200之间，更详细地说是插入安装框架12的环状部分24和圆形开口206的周边之间。从而，圆顶型盖8安装在斜面5上，摄像机旋转装置10和摄像机56安装在盖8的内部。

如上所述，摄像机旋转装置10连接到前壳体200上，在图14的位置或更详细地在图1A和1B的立式安装位置，摄像机旋转装置10的全景转动轴线Y是竖直的，而倾斜转动轴线X是水平的。壁挂位置是立式位置的颠倒位置，因此，全景转动轴线Y和倾斜转动轴线X在壁挂安装时也分别是垂直和水平的。这在图2A和2B中示出。

下文将叙述转动型摄像机设备1的运动。如图1A和1B所示，在立式位置，转动型摄像机设备1放置到水平表面如桌面或地板上，在立式位置立式安装表面3面朝下。立式安装表面3的多个短突起6与桌面等接触。而且，如图1A和1B所示，圆顶型盖8以一定角度面朝上，并且，摄像机通过这个圆顶型盖8进行拍摄。

尽管这在摄像机旋转装置10的上描叙述中没有被提及，摄像机旋转装置10的倾斜范围被设置在90度(右上侧)至-30度，其中水平方向为0度。因为圆顶型盖8安装在斜面5上并朝向斜面方向，这么宽的拍摄范围是可能的。

下文将叙述全景转动。在优选实施例中，全景转动轴线Y是垂直的，因此得到如下所述的自然图像是可能的。

传统摄像机旋转装置基于拍摄窗口来设置其全景转动轴线。因此，如果在优选实施例中拍摄窗口是倾斜的，并且如果将传统摄像机旋转装置应用于这种情况，那么全景转动轴线也是倾斜的。由于全景转动轴线是倾斜的，观察者的眼睛在全景转动过程中随着弧线向上和向下运动，就好像观察者跟随太阳、星星等等穿过天空时的路径一样。观察者不会感到这种图像是自然的。

另一方面，优选实施例的全景转动轴线是垂直的。因此，观察者的眼睛在全景转动过程中不做太大的上、下运动。眼睛不像跟随太阳的路径那样移动，并在全景转动过程中保持同样的仰角。这样就得到了自然的图像。

在此，上述的垂直全景转动轴线垂直于水平方向，并不基于拍摄窗口的方向。因此，该轴线可以被称作基于本发明的水平方向的全景转动轴线。通常，如上所述，全景转动轴线是垂直的。然而，本发明并不局限于这个方向。全景转动轴线能够离开垂直方向，只要得到的图像看起来是正常的，并且不产生问题即可。这种全景转动轴线也被包括在基于水平方向的全景转动轴线的概念内。

即使转动机构的全景转动轴线相应于拍摄窗口是倾斜的，只要精密控制全景转动和倾斜转动，理论上能够得到如在水平表面上的全景转动的情况下一样的自然图像。然而，这种控制极其复杂。通过对比，优选实施例基于水平表面设置机构的全景转动轴线，并因此不需复杂控制就能够得到自然图像。

可以按照拍摄事先选定的多个拍摄方向的方式来制造优选实施例的转动型摄像机设备1。例如，记录(registration)八个方向，并使摄像机反复拍摄这些方向。能够通过软件处理这种记录，所述软件安装到与转动型摄像机设备1相连的计算机上。在预先记录摄像方向的情况下，通过如上所述的适当设置全景转动轴线Y也能够降低所获得图像的不自然性。

下文将要叙述壁挂安装。如图2A和2B所示，转动型摄像机设备1在与立式位置颠倒的壁挂位置被悬挂在墙壁上。壁挂安装表面4紧贴在墙壁上，从墙壁上突出的钉子等将插入墙壁吊架7的孔中。如图2A和2B所示，圆顶型盖8以一定角度面朝下，摄像机通过这个圆顶型盖8摄像。

在壁挂位置，摄像机旋转装置10是倒置的，因此倾斜角度范围从+30度到-90度之间(直接向下)，其中水平方向为0度。在斜面方向上面朝下的圆顶型盖8容许包括设备正下方的区域在内这么宽的拍摄范围。

如上所述，壁挂位置是立式位置的倒置位置，因此在立式位置获得的图像与在壁挂位置获得的图像颠倒。因此，在一个位置(在优选实施例中壁挂位置的图像)的图像通过软件或硬件处理被颠倒。图像处理能够通过在转动型摄像机设备1内部的计算机或连接到转动型摄像机设备1的计算机来进行处理，尽管这些并未在图中示出。

关于全景转动，全景转动轴线Y在壁挂安装位置也是垂直的。因此，如在立式安装的情况下，观察者的眼睛在全景转动期间不用进行太大的上下运动，因此能够获得自然的图像。

如上所述，根据本发明的优选实施例，在立式位置和壁挂位置，转动型摄像机设备设定拍摄窗口朝向倾斜方向。根据这个结构，在立式位置或壁挂位置时，在适当的方向上拍摄是可能的。此外，全景转动轴线基于水平方向设置，如上述段落中提到的，在全景转动过程中，不需观察者的眼睛做太大的向上和向下运动就可以获得自然的图像。

在优选实施例中，由于在圆顶型盖内装有摄像机和摄像机旋转装置，转动型摄像机设备是紧凑的。

在优选实施例中，立式结构由立式安装表面组成。根据这种结构，仅仅通过把设备放置到桌子、地板等上面就能够实现转动型摄像机设备的立式安装。

而且，在优选实施例中，壁挂结构由壁挂安装表面和墙壁吊架组成。利用这种结构，能够容易地把转动型摄像机设备悬挂在墙壁上。

如上所述的改进，优选实施例的壁挂结构可以包括用于将壳体悬挂在墙壁上拍摄窗口沿倾斜方向面朝下的位置处的墙壁吊架，以及用于将壳体悬挂在墙壁上拍摄窗口沿倾斜方向面朝上的位置的墙壁吊架。这种结构允许在两种相互颠倒的位置上的壁挂安装，并增加摄像机安装型式的灵活性。

优选实施例的壳体具有三棱柱部分，其由立式安装表面、壁挂安装表面和设置有拍摄窗口的斜面(倾斜的表面)组成。这种结构使得转动型摄像机设备可以容易地安装到桌面上和悬挂在墙壁上，并具有三棱柱的紧凑形状。

可以说，优选实施例的转动型摄像机设备具有如下结构，即圆顶部分相对于立式安装和壁挂安装的水平方向倾斜。从这点上看，优选实施例的上述优点也是可能的。如前所述，圆顶部分可以具有或不具有透明的盖。

从另一点上看，可以说优选实施例使得通过倾斜的拍摄窗口的布置来获得更自然的图像成为可能。转动型摄像机设备的安装位置并不受限于这方面。例如，装置可以仅用于立式装置或壁挂装置中的一种。此外在优选实施例中，在安装时，拍摄窗口可以设置为朝向相对于水平方向的倾斜方向，但是全景转动轴线基于水平方向设置。根据这种结构，在全景转动过程中，观察者的眼睛不做太多的向上和下运动就能获得自然的图像。

下面将叙述上述实施例的另一改进。对拍摄窗口来说，圆顶型盖不总是必须的。例如，可以把圆柱形盖连接到拍摄窗口上。也可以使用平盖。盖也能够被拆除。然而，通过在斜面上使用圆顶型盖，优选实施例获得以紧凑的结构确保所需摄像方向的本发明的优点。

在优选实施例中，立式安装表面和壁挂安装表面是两个不同的表面。但是也可以采用一个表面来起到作为立式安装和壁挂两种用途的安装表面的作用。在这种情况下，摄像机装置能够从立式安装位置被旋转90度到壁挂安装位置。利用这种结构，如果全景转动轴线在立式安装位置是垂直的，其在壁挂位置将是水平的。同样，如果全景转动轴线在壁挂位置是垂直的，则在立式安装位置是水平的。在任何一种情况下，可以说，基于立式位置和壁挂位置的水平方向设置全景转动轴线。这种结构也包括在本发明的保护范围内。

如到目前为止所述，本发明提供了一种转动型摄像机设备，其具有如下优点：在立式安装位置和壁挂位置时，在适当方向拍摄都是可能的，这是因为在立式安装位置和壁挂位置都将拍摄窗口设置成朝向倾斜方向；以及因为全景转动轴线基于水平方向设置，因此在全景转动过程中，不需观察者的眼睛做太多的上下运动获得自然的图像是可能的。

尽管目前已经详细叙述了本发明的优选实施例，可以理解的是对本发明还可以进行多种不同的改进，并且意在所附权利要求书涵盖所有这些改进，只要它们落入在本发明的精神和保护范围内。

Claims (9)

1.一种转动型摄像机设备，包括：

壳体，其设置有用于立式安装的立式安装结构和用于壁挂安装的壁挂结构，并具有形成在其上的拍摄窗口，该拍摄窗口在立式安装位置和壁挂位置朝向相对于水平方向的倾斜方向；

摄像机，其设置成能够从拍摄窗口拍摄外部；以及

摄像机旋转装置，其具有基于水平方向的全景转动轴线。

2.如权利要求1所述的转动型摄像机设备，其中，所述壳体在拍摄窗口处具有面向倾斜方向的圆顶型盖，摄像机和摄像机旋转装置的至少一部分容纳在该圆顶型盖内。

3.如权利要求1所述的转动型摄像机设备，其中，所述立式安装结构由设置在壳体上的立式安装表面构成。

4.如权利要求1所述的转动型摄像机设备，其中，所述壁挂结构包括设置在壳体上的壁挂安装表面和设置在壁挂安装表面上的墙壁吊架。

5.如权利要求4所述的转动型摄像机设备，其中，所述壁挂结构包括用于将壳体悬挂在墙壁上、拍摄窗口沿倾斜方向面朝下的位置处的墙壁吊架；以及用于将壳体悬挂在墙壁上、拍摄窗口沿倾斜方向面朝上的位置处的墙壁吊架。

6.如权利要求1所述的转动型摄像机设备，其中，所述壳体具有大致三棱柱状的部分，其由立式安装表面、壁挂安装表面和设置有拍摄窗口的斜面构成。

7.一种转动型摄像机设备，包括：

用于立式安装的立式安装结构；

用于壁挂安装的壁挂结构；

圆顶部分，其设置成面对相对于立式安装位置和壁挂位置的水平方向的倾斜方向；

摄像机，其设置成能够从圆顶部分拍摄外部；以及

摄像机旋转装置，其具有基于水平方向的全景转动轴线。

8.一种转动型摄像机设备，包括：

壳体，其设置有拍摄窗口，该拍摄窗口在安装位置处面对相对于水平方向的倾斜方向；

摄像机，其设置成能够从拍摄窗口拍摄外部；以及

摄像机旋转装置，其具有基于水平方向的全景转动轴线。

9.一种转动型摄像机设备，包括：

壳体，其设置有用于第一安装位置的第一安装结构和用于第二安装位置的第二安装结构，并具有形成在其上的拍摄窗口，所述拍摄窗口在第一安装位置和第二安装位置面向相对于水平方向的倾斜方向；

摄像机，其设置成能够从拍摄窗口拍摄外部；

摄像机旋转装置，其具有基于水平方向的全景转动轴线。

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