CN202503583U - 一种头盔摄像头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种头盔摄像头，其包括镜头外壳、镜头、镜头座、与镜头电性连接的线缆、图像采集板、两个单排直插式电连接器、接口转接板、双排直插式电连接器及主控制板，镜头安装于镜头座上并与镜头座一同收容在镜头外壳内，线缆从镜头外壳内引出而延伸在镜头外壳外，镜头座固定于图像采集板上，图像采集板通过两个单排直插式电连接器安装于接口转接板上，接口转接板通过双排直插式电连接器安装于主控制板上，主控制板与线缆电性连接。本实用新型的头盔摄像头的图像采集板输出Bayer格式的图像数据，然后主控制板将Bayer格式的图像数据进行色彩还原，并通过HDMI发送器输出，从而实现高清、高帧率的视频拍摄效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及摄像装置，具体涉及一种头盔摄像头。
背景技术
头盔摄像头由于体积小、安装方便，在救灾指挥、单兵作战、警用监控等视频采集领域应用非常广泛。但是当前市场上安装于头盔的摄像头基本都是基于模拟量NTSC/PAL输出的标清视频，这类摄像头的局限性在于：1、分辨率较低，其中NTSC为480i，PAL为576i；2、帧率较低，其中NTSC为隔行60Hz，PAL为隔行50Hz。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型旨在提供一种具有高清、高帧率的视频拍摄效果的头盔摄像头。
本实用新型是这样实现的，一种头盔摄像头，其包括镜头外壳1、镜头3、镜头座4以及与镜头3电性连接的线缆2，镜头3安装于镜头座4上并与镜头座4一同收容在镜头外壳1内，线缆2从镜头外壳1内引出而延伸在镜头外壳1外，其特征在于，所述头盔摄像头还包括图像采集板5、两个单排直插式电连接器6、接口转接板7、双排直插式电连接器8及主控制板9，镜头座4固定于图像采集板5上，图像采集板5通过两个单排直插式电连接器6安装于接口转接板7上，接口转接板7通过双排直插式电连接器8安装于主控制板9上，主控制板9与线缆2电性连接。
作为上述方案的进一步改进，所述图像采集板包括CMOS图像传感器、第一时钟发生器和至少一个第一电压变化器，所述第一时钟发生器与所述CMOS 图像传感器电性连接，所述至少一个第一电压变化器与所述CMOS图像传感器电性连接，所述CMOS图像传感器与所述镜头电性连接。
作为上述方案的进一步改进，所述主控制板包括中央控制处理单元，所述中央控制处理单元包括CMOS数据接口模块、第一FIFO模块、第二FIFO模块、色彩还原模块、HDMI数据接口模块；所述CMOS数据接口模块均电性连接于所述CMOS图像传感器以及所述第一FIFO模块；所述色彩还原模块均电性连接于所述第一FIFO模块以及第二FIFO模块；所述HDMI数据接口模块均电性连接于所述第二FIFO模块以及所述HDMI发送器，所述HDMI发送器与所述线缆电性连接。
作为上述方案的进一步改进，所述中央控制处理单元还包括I2C模块、UART模块、逻辑控制模块、ROM模块，所述ROM模块均电性连接于所述CMOS图像传感器和所述HDMI发送器，所述逻辑控制模块均电性连接于所述ROM模块以及所述I2C模块；所述逻辑控制模块还电性连接于UART模块。
本实用新型的头盔摄像头的图像采集板输出Bayer格式的图像数据，然后主控制板将Bayer格式的图像数据进行色彩还原，并通过HDMI发送器输出，从而达到高清、高帧率的视频拍摄效果。
附图说明
图1是本实用新型提供的一种头盔摄像头的结构示意图。
图2是图1的头盔摄像头的内部结构侧视图。
图3是图1的头盔摄像头的内部结构俯视图。
图4是图1的头盔摄像头的电路示意图。
符号说明
镜头外壳 1
线缆 2
镜头 3
镜头座 4
图像采集板 5
CMOS图像传感器 51
第一时钟发生器 52
第一电压变化器 53
单排直插式电连接器 6
接口转接板 7
双排直插式电连接器 8
主控制板 9
中央控制处理单元 91
第二时钟发生器 92
第二电压变化器 93
HDMI发送器 94
RS-232电平转换器 95
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
图1所示为本实用新型具体实施例提供的一种头盔摄像头，其包括镜头外壳1和与镜头外壳1连接的线缆2。镜头外壳1为圆筒形状，便于安装到头盔的侧面。线缆2用于电气连接头盔摄像头与其他电子装置如视频采集装置等，以实现视频信号、控制信号的传输。
参见图2、图3，该头盔摄像头进一步包括安装在镜头外壳1内的镜头3、镜头座4、图像采集板5、两个单排直插式电连接器6、接口转接板7、双排直 插式电连接器8及主控制板9。镜头3安装于镜头座4上，镜头座4固定于图像采集板5上。镜头3、镜头座4用于调节焦距和光圈并成像。图像采集板5用于将镜头3所成光学影像变成电信号，其通过两个单排直插式电连接器6安装于接口转接板7上，接口转接板7通过一个双排直插式电连接器8安装于主控制板9上。主控制板9与线缆2电气连接。
图像采集板5包括CMOS图像传感器51、第一时钟发生器52和至少一个第一电压变化器53。第一时钟发生器52向CMOS图像传感器51提供系统时钟，第一电压变化器53向CMOS图像传感器51提供工作电源。CMOS图像传感器51将镜头3形成的光学影像转换为电信号并输出。CMOS图像传感器51可输出1280×720p60fps及向下兼容的各种视频，如1280×720p30fps、720×480p60fps、720×480p30fps。CMOS图像传感器51输出的图像格式为RGB Bayer。图像采集板5输出的信号有：图像数据DATA、帧有效FVAL、行有效LVAL、数据有效DVAL、像素时钟PIXCLK。图像采集板5通过I2C总线被控制。
接口转接板7通过两个单排直插式电连接器6接收来自图像采集板5的各种信号，并通过一个双排直插式电连接器8转接到主控制板9。通过设置接口转接板7，可使该头盔摄像头更加紧凑，体积更小。
请结合图4，主控制板9包括中央控制处理单元91、第二时钟发生器92、至少一个第二电压变化器93、HDMI发送器94和RS-232电平转换器95。第二时钟发生器92向中央控制处理单元91提供系统时钟，第二电压变化器93为主控制板9提供工作电源。HDMI发送器94用于从中央控制处理单元91接收视频并通过线缆2发送视频数据。RS-232电平转换器95用于RS-232通信中的电平转换。
中央控制处理单元91在可编程逻辑器件(FPGA)的基础上实现。中央控制处理单元91包括CMOS数据接口模块、第一FIFO模块、第二FIFO模块、色彩还原模块、HDMI数据接口模块、I2C模块、UART模块、逻辑控制模块、 ROM模块。
CMOS数据接口模块根据CMOS图像传感器51提供的图像数据DATA、帧有效FVAL、行有效LVAL、数据有效DVAL、像素时钟PIXCLK等输出信号锁存有效的Bayer格式图像数据，并将数据写入第一FIFO模块。
第一FIFO模块缓存从图像采集板5发送来的Bayer格式图像数据。
色彩还原模块从第一FIFO模块读取Bayer格式的图像数据，将色彩还原为RGB4:4:4三元色格式，并将RGB4:4:4数据写入第二FIFO模块。色彩还原模块的算法依据为双线性插值和邻域插值算法，邻域插值应用于图像边界，非边界区域为双线性插值。
第二FIFO模块缓存色彩还原后的RGB4:4:4三元色图像数据。
HDMI数据接口模块从第二FIFO模块读取数据并将数据发送给HDMI发送器94，另外，HDMI数据接口模块还依据CEA-861E标准产生数据有效DE、垂直同步VSYNC、水平同步HSYNC、像素时钟PIXCLK等信号，并发送给HDMI发送器94。
I2C模块是一个基于FPGA实现的工作于主模式的I2C控制器。
UART模块是一个基于FPGA实现的异步串行通信控制器。
ROM模块中存储了CMOS图像传感器51和HDMI发送器94的寄存器配置信息。
逻辑控制模块是中央控制处理单元的核心控制单元，在该头盔摄像头上电初始化的过程中，逻辑控制模块从ROM模块读取CMOS图像传感器51和HDMI发送器94的寄存器配置值，并通过I2C模块分别写入CMOS图像传感器51和HDMI发送器94，完成该头盔摄像头的初始化。逻辑控制模块在完成初始化后启动以下模块开始工作：CMOS数据接口模块、第一FIFO模块、第二FIFO模块、色彩还原模块、HDMI数据接口模块。该头盔摄像头在工作过程中，逻辑控制模块可从UART模块接收控制命令，然后进行指令解析并执行。控制 命令的设置内容包括：视频输出分辨率、帧率、停止视频输出、启动视频输出等内容。
可以理解的是，本实用新型的头盔摄像头并不限于使用CMOS图像传感器，也可以为CCD图像传感器或其它图像传感器。
本实用新型的头盔摄像头的图像采集板输出Bayer格式的图像数据，然后主控制板将Bayer格式的图像数据进行色彩还原，并通过HDMI发送器输出，从而达到高清、高帧率的视频拍摄效果。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种头盔摄像头，其包括镜头外壳(1)、镜头(3)、镜头座(4)以及与镜头(3)电性连接的线缆(2)，镜头(3)安装于镜头座(4)上并与镜头座(4)一同收容在镜头外壳(1)内，线缆(2)从镜头外壳(1)内引出而延伸在镜头外壳(1)外，其特征在于，所述头盔摄像头还包括图像采集板(5)、两个单排直插式电连接器(6)、接口转接板(7)、双排直插式电连接器(8)及主控制板(9)，镜头座(4)固定于图像采集板(5)上，图像采集板(5)通过两个单排直插式电连接器(6)安装于接口转接板(7)上，接口转接板(7)通过双排直插式电连接器(8)安装于主控制板(9)上，主控制板(9)与线缆(2)电性连接。
2.如权利要求1所述的一种头盔摄像头，其特征在于，所述图像采集板包括CMOS图像传感器、第一时钟发生器和至少一个第一电压变化器，所述第一时钟发生器与所述CMOS图像传感器电性连接，所述至少一个第一电压变化器与所述CMOS图像传感器电性连接，所述CMOS图像传感器与所述镜头电性连接。
3.如权利要求2所述的一种头盔摄像头，其特征在于，所述主控制板包括中央控制处理单元，所述中央控制处理单元包括CMOS数据接口模块、第一FIFO模块、第二FIFO模块、色彩还原模块、HDMI数据接口模块；所述CMOS数据接口模块均电性连接于所述CMOS图像传感器以及所述第一FIFO模块；所述色彩还原模块均电性连接于所述第一FIFO模块以及第二FIFO模块；所述HDMI数据接口模块均电性连接于所述第二FIFO模块以及所述HDMI发送器，所述HDMI发送器与所述线缆电性连接。
4.如权利要求3所述的一种头盔摄像头，其特征在于，所述中央控制处理单元还包括I2C模块、UART模块、逻辑控制模块、ROM模块，所述ROM模块均电性连接于所述CMOS图像传感器和所述HDMI发送器，所述逻辑控制模块均电性连接于所述ROM模块以及所述I2C模块；所述逻辑控制模块还电性连接 于UART模块。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104902152A (zh) * | 2015-05-21 | 2015-09-09 | 段然 | Mipi协议csi-2接口摄像头在可穿戴摄录设备中的运用 |
| CN108933882A (zh) * | 2017-05-24 | 2018-12-04 | 北京小米移动软件有限公司 | 相机模组及电子设备 |
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