TWI682670B - 具有照明器的攝像機配置 - Google Patents
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Abstract
本發明揭示一種攝像機配置,其包括一攝像機頭(3)、一照明配置(7)及一圓頂(4)。該攝像機頭(3)配置於該圓頂(4)內部,且該照明配置(7)配置於該圓頂(4)之一外部上。
Description
本發明係關於具有整合式照明配置之監視攝像機,且特定而言係關於具有IR照明器之監視攝像機。
監視攝像機用於諸多不同應用(室內及室外兩者)中以用於監視多種環境。數位監視攝像機使用對比人眼寬的一光譜範圍敏感的影像感測器。數位影像感測器(諸如CCD感測器及CMOS感測器)不僅對視覺光敏感,且亦對IR光譜範圍的部分敏感。在一光線好之場景中,IR分量通常係一缺點,此乃因與人眼可看見之色彩相比,該IR分量使所擷取影像之色彩失真。因此,通常在攝像機之一晝間模式中將一IR截止濾波器放置於影像感測器前方,使得僅視覺光到達影像感測器。當場景中存在極少視覺光(諸如在夜間)時,可使用對IR光之敏感性來獲益。在攝像機之一夜間模式中,移除IR截止濾波器,使得IR光亦可到達影像感測器。在夜間模式中,忽略可用之任何色彩資訊,且僅使用光強度,使得產生一黑色及白色影像。
在大多數情形中,IR光在某種程度上可用於場景中,使得亦可在夜間擷取影像。然而在諸多情形中,需要增加光。因此,可在場景中配置IR照明器。此等IR照明器可為單獨單元,其經配置為距攝像機某一距離但可
受攝像機控制或連同攝像機一起受控制,使得在攝像機判定場景中存在太少光時接通IR照明器。某些IR照明器安裝於攝像機之外部上,諸如由安訊士通信公司(Axis Communications AB)以市售名AXIS T90C10 Fixed Dome IR-LED銷售之一半圓照明器。
攝像機亦可配備有配置於攝像機之一圓頂內部之整合式IR照明器。此一配置之一問題係存在一風險:來自照明器之光被反射於圓頂之內部上並進入攝像機,藉此導致影像感測器之完全或部分飽和。為防止此風險,將一墊片圍繞攝像機放置以用於密封住該圓頂。若未仔細地安裝圓頂,則來自照明器之雜散光仍可被反射並到達影像感測器。此在具有一個以上攝像機頭之攝像機配置中變得更加成問題,此乃因每一攝像機頭必須被恰當地密封。
某些攝像機不具有一圓頂,使得可將一IR照明器整合於攝像機中而不具有內部反射之風險。然而,此解決方案係以一較不受保護之攝像機為代價,從而使攝像機不適合於其中存在(例如)毀壞之一風險之應用。
迄今為止,已論述IR照明器,但應注意,亦存在發射處於可見光譜範圍內之光之照明器。上文結合IR照明器所闡述之問題亦適用於可見光照明器。選擇用哪一光譜範圍來照明場景取決於特定監視情形。提供可見光之一照明器可具有一極好威懾效應。舉例而言,可基於一運動偵測事件而啟動此一照明器,使得當一人進入受監視場景時,光被接通,從而使該人意識到他或她已被偵測到。然而,存在其中可見照明將令(例如)鄰居厭煩之情形。亦存在其中期望一較離散或隱蔽監控之情形。在後兩個實例中,一IR照明器可為一較佳選擇,此乃因此照明將係較不顯著的或甚至不可見的。IR照明器可發射不同波長。某些IR照明器發射例如730nm或850nm
之波長,且此等波長通常在照明器附近產生一微弱輝光。其他IR照明器以940nm來操作,其完全在可見光譜範圍之外且可用於隱蔽監控。
不管由照明器發射之光譜範圍如何,仍需要改良結合攝像機之照明器之配置。
本發明之一目標係提供一種包括一圓頂及一照明配置之攝像機配置,該攝像機配置減小不想要之反射進入影像感測器中之風險。
另一目標係提供一種其中安裝經簡化同時仍確保照明配置之恰當隔離之攝像機配置。
完全或至少部分地藉由一種攝像機配置而達成此等及其他態樣,該攝像機配置包括一攝像機頭、一照明配置及一圓頂,其中該攝像機頭配置於該圓頂內部,且該照明配置配置於該圓頂之一外部上。在具有此一攝像機配置之情況下,提供光以用於監視原本含有太少光之一場景同時避免圓頂中之內部反射之風險係可能的。該圓頂具有一環形形狀,該環形形狀具有沿著圍繞一第一對稱軸線(S1)之一旋轉角度(α)之一旋轉對稱性,該圓頂之至少一外分段係透明的,該外分段具有由一第二對稱軸線(S2)界定之一剖面形狀,該第二對稱軸線(S2)配置於距該第一對稱軸線(S1)一第一半徑(R)處且正交於該第一軸線(S1),該外分段在圍繞該第二對稱軸線(S2)之一角度(β)上具有一曲率半徑(r),該圓頂進一步包括一中心分段,該中心分段連接該外分段與該第一對稱軸線,且該照明配置配置於該中心分段處。此形狀之一圓頂使得可能使每一攝像機頭傾斜至一所要角度同時仍維持距圓頂之外分段之一內部之基本上相同距離。藉此,可避免由圓頂導致之光學像差。此外,中心分段為照明配置提供一適合位置,從而確保照明
配置不阻擋攝像機頭中之任一者之視域。可應注意,不應照字面來理解將中心分段闡述為連接外分段與第一對稱軸線,此乃因第一對稱軸線係一幾何構造而未必係一實體構造。
在一實施例中,攝像機配置包括複數個攝像機頭,該等攝像機頭配置於該圓頂內部。在具有複數個攝像機之攝像機配置中,可容易地將攝像機頭基本上放置成一圓圈,且將照明配置配置於該圓圈之一中心處,藉此容易地避免阻擋攝像機頭之視域。
在一項實施例中,外分段彎曲之角度小於或等於90°,且自該外分段(104’)至該中心分段之一過渡區係圓的。此提供一較不複雜之圓頂形狀,此仍允許攝像機頭之一寬廣範圍之傾斜角度而不在所擷取影像中引入令人厭煩之線。
照明配置可包括一圓周壁,該圓周壁經配置以防止來自該照明配置之光進入該圓頂。以此方式,可確保由該照明配置發射之光將不直接落入可導致內部反射之該圓頂中。自然地,由該照明配置發射之光最終意欲進入該圓頂以被攝像機之一影像感測器擷取,但直至該光已在攝像機正監視之場景中被反射時才進行該擷取。
在一實施例中,該照明配置包括一IR照明器。IR照明器具有能夠提供一場景之離散照明使得可避免干擾光或可達成隱蔽監視之優點。
該IR照明器可包括複數個IR LED。IR LED通常係一高效IR光源。
該IR照明器可經配置以發射處於730nm至1000nm之一光譜範圍內之IR光。在此範圍內,攝像機之一影像感測器可充分利用所增加光。此外,在940nm周圍之一子範圍內,所發射IR光對人眼完全不可見。
根據一實施例,該照明配置包括接線,該接線通過該中心分段到達
該攝像機配置之一電子單元。此實現接線至照明配置之一高效佈線以用於進行供電及控制。
該攝像機配置可進一步包括用於將該攝像機安裝至一表面之一攝像機底座,該攝像機底座包括一中心接納部分,其中該照明配置包括用於將該圓頂附接至該中心接納部分之一附接裝置。該攝像機所安裝之表面可為(例如)一壁、一天花板、一燈柱或一安裝臂。藉由在照明配置中包含一附接裝置,可達成圓頂至攝像機底座之一附接,此實現攝像機之一精巧設計。應注意,該攝像機配置可直接藉由攝像機底座或經由一安裝托架而安裝至一表面,該安裝托架安裝至該表面且該攝像機底座安裝至該安裝托架。
依據下文所給出之詳細說明,本發明之適用性之一進一步範疇將變得顯而易見。然而,應理解,儘管詳細說明及特定實例指示本發明之較佳實施例,但其僅以圖解說明之方式給出,此乃因熟習此項技術者將自此詳細說明明瞭本發明之範疇內之各種改變及修改。
因此,應理解,本發明並不限於所闡述之裝置之特定組件部分或所闡述之方法之步驟,此乃因此裝置及方法可變化。亦應理解,本文中所使用之術語僅係出於闡述特定實施例之目的,且並並不意欲係限制性的。必須注意,如本說明書及隨附申請專利範圍中所使用,除非內容脈絡另外明確規定,否則冠詞「一(a、an)」及「該(the及said)」意欲意指存在元件中之一或多者。因此,舉例而言,對「一目標」或「該目標」之一提及可包含數個目標及諸如此類。此外,措辭「包括(comprising)」並不排除其他元件或步驟。
1‧‧‧攝像機配置
2‧‧‧底座/攝像機底座
3‧‧‧攝像機頭
4‧‧‧圓頂
4’‧‧‧外分段
5‧‧‧磁力固持器
6‧‧‧中心圓柱體
7‧‧‧照明配置
8‧‧‧IR LED
9‧‧‧圓周壁
10‧‧‧接線
11‧‧‧電子單元
12‧‧‧附接裝置
13‧‧‧附接套筒
14‧‧‧卡口座架
101‧‧‧攝像機配置
102‧‧‧攝像機底座
103‧‧‧攝像機頭
104‧‧‧圓頂/平坦碗狀圓頂
107‧‧‧照明配置
120‧‧‧平坦部分
C‧‧‧中心分段
R‧‧‧第一半徑
r‧‧‧曲率半徑
S1‧‧‧第一對稱軸線/第一軸線
S2‧‧‧第二對稱軸線
α‧‧‧旋轉角度
β‧‧‧角度
ε‧‧‧發射角度/角度
現在將以實例之方式且參考隨附示意性圖式來更詳細地闡述本發明,在該等圖式中:圖1係一攝像機配置之一實施例之一透視圖,圖2係圖1之攝像機配置之一透視圖,圖3係圖1之攝像機之圓頂之一剖面圖,圖4係圖3中之一細節之一剖面圖,圖5係圖1之攝像機配置之一剖面圖,且圖6係一攝像機配置之另一實施例之一剖面圖。
在圖1及圖2中,展示一攝像機配置1,其具有一底座2、四個攝像機頭3及一圓頂4。為其他細節之清晰起見,在圖1中不可見攝像機頭,但在圖2中可見該等攝像機頭中之三個攝像機頭,第四個攝像機頭在此視圖中被遮擋於後面。攝像機頭3配置於圓頂4內部。攝像機頭3可安裝於由一安裝軌(未展示)上之磁力固持之固持器5上,如申請人之EP-2 887 328(其以引用之方式併入本文中)中所揭示。
在圖1中,圓頂4具有一環形形狀,其可據稱係一經切半「甜甜圈」或一經切半「游泳圈」且在圖3中單獨地展示。此一圓頂揭示於申請人之至今仍未公開之EP申請案第15194656.3號(其亦以引用之方式併入本文中)中。圓頂之形狀可被闡述為環形的,具有沿著圍繞一第一對稱軸線S1之一旋轉角度α之一旋轉對稱性。此外,圓頂具有一外分段4’,該外分段具有由一第二對稱軸線S2界定之一剖面形狀,該第二對稱軸線配置於距第一對稱軸線S1一第一半徑R處且正交於第一軸線S1(如圖4中所圖解說明)。外分段4’在圍繞第二對稱軸線S2之一角度β上具有一曲率半徑r。圓頂4進一
步包括連接外分段4’與第一對稱軸線S1之一中心分段C。圓頂4由一透明材料(諸如聚碳酸酯)製成。圓頂4之形狀使得可能使攝像機頭3以各種角度傾斜(如圖4中所圖解說明),使得該等攝像機頭可在距圓頂4之內部之距離不改變之情況下在基本上水平與基本上垂直之間指向任何地方。以此方式,避免影像中之光學像差、影像失真及干擾線係可能的。舉例而言,若使用具有一平坦碗形狀(亦即,具有一類似彎曲之外圓周,但具有一另外平坦表面及位於彎曲部分與平坦部分之間的一尖銳「拐角」)之一先前技術圓頂,則將在一攝像機頭指向位於碗狀圓頂之彎曲圓周與平坦「底部」之間的接面之情況下在影像中存在一線。圖6展示具有另一平坦碗狀圓頂104之一攝像機配置101之一實例,該另一平坦碗狀圓頂缺乏位於彎曲圓周與平坦「底部」之間的接面處之尖銳「拐角」,且下文將對此進行進一步較詳細之論述。
在圖5中,在圓頂4之中心處,存在一中心圓柱體6,一照明配置7配置於該中心圓柱體上。照明配置7具有此處呈IR LED 8之形式之若干個IR照明器。此外,照明配置7具有一圓周壁9,該圓周壁阻擋自IR LED 8至圓頂4中之光束路徑。藉此,即使IR LED具有一寬的發射角度ε,亦可確保光不被直接發射至圓頂中,在該圓頂處,光可被反射於圓頂之內部上且使影像感測器完全或部分地變盲。在一實施例中,照明配置具有五個IR LED 8,每一IR LED以大約90°之一角度ε發射光。IR LED 8可藉此提供全部圍繞攝像機配置1之光。IR LED配置於一大體上圓錐形表面上,使得該等IR LED發射主要遠離圓頂4內部之攝像機頭3之光。
接至IR LED 8之接線10自攝像機底座2中之一電子單元11延伸穿過中心圓柱體6。接線10藉此受到良好保護且自電子單元11至照明配置7僅
需要採取一短路線。接線10可用於供電給照明配置7且亦用於控制該照明配置。舉例而言,當判定場景中存在太少光時,攝像機配置1可控制照明配置7接通。
照明配置7進一步包括一附接裝置12,如圖5中可見。在所展示之實施例中,附接裝置12係呈一附接套筒13之形式,該附接套筒具有在IR LED 8之遠側之一端處之一卡口(bayonet)座架14。藉助於此附接裝置12,圓頂4可被牢固地附接至攝像機底座2。當安裝攝像機配置1時,將圓頂4放置於底座2上,且將附接套筒13插入於圓頂4之中心圓柱體中。照明配置7經旋轉直至卡口座架14嚙合攝像機底座之一對應嚙合部分(未展示)為止,藉此將照明配置7及圓頂4鎖定於攝像機底座2上之適當位置中。以此方式,摒除通常圍繞圓頂而配置以用於使用若干個螺絲將圓頂連接至攝像機底座之蓋環係可能的。此一蓋環實際上展示於圖1及圖2中,但可相應地被省去。攝像機配置1可藉此變得較精巧,具有一較小外徑。整合於照明配置中之附接裝置12亦減少將圓頂安裝於攝像機底座上所需要之單獨部分之數目,且消除了一安裝者掉落用於緊固圓頂之一或多個螺絲之風險。
IR照明器之典型波長間隔駐留在介於730nm與約1000nm之間的範圍周圍,舉例而言730nm周圍、850nm周圍及940nm周圍。在此等中,940nm將完全在可見光譜範圍之外,而730nm及850nm將在照明源之區域中給出一微弱輝光。
將瞭解,熟習此項技術者可以諸多方式修改上文所闡述之實施例且仍使用如在以上實施例中所展示之本發明之優點。作為一實例,在上文所闡述之實施例中,照明配置具有若干個IR LED。替代地,具有具備一可見光照明器(例如,使用白色LED或其他光源)之一照明配置將係可能的。
組合IR與可見光照明器亦將係可能的。除了提供擷取影像所必需之光之外,一可見光照明器亦可引起對攝像機配置之注意。舉例而言,此可用於使一人轉向攝像機配置,使得可獲得人臉之良好影像。
在圖式中所展示之實施例中,攝像機配置具有四個攝像機頭。然而,將本發明亦用於具有更多或更少攝像機頭之攝像機配置係完全可能的。將照明配置放置於具有若干個攝像機頭(其圍繞一空的中心配置)之攝像機配置之圓頂之外部上係尤其有利的,此乃因照明配置可然後容易地被放置於圓頂之中心處而不阻擋攝像機頭之視野。此處可參考圖6,其中展示一攝像機配置101之一實施例。在圖6中,使用與先前圖中相同之元件符號,但增加了100。攝像機配置101具有一攝像機底座102、四個攝像機頭103及一平坦碗狀圓頂104。在此實施例中,針對攝像機頭103之容許傾斜角度範圍可能比針對圖1中所展示之實施例中之攝像機頭3之容許傾斜角度範圍小,此乃因若攝像機頭103筆直地指向下,則圓頂104之外分段104’與平坦部分120匯合之過渡區可在所擷取影像中引入輕微失真。然而,自圓的外分段104’至平坦部分120之平滑過渡區將不會在影像中引入一令人厭煩之線,如上文所論述之先前技術平坦碗狀圓頂一樣,其中在圓的外分段與平坦「底部」之間存在一尖銳「拐角」。以與結合圖1所論述相同之方式,一照明配置107配置於圓頂104之一中心處。攝像機配置101僅在圓頂之形狀方面不同於圖1中所展示之攝像機配置,且因此此處將不再重複對照明配置之說明。
其他圓頂形狀亦係可行的。舉例而言,若圓頂內部之攝像機頭在位置及傾斜角度上被固定,則圓頂可具備位於每一攝像機頭前方之一平坦部分。此外,若攝像機頭在位置上被固定,但係可平移及可傾斜的,則可在
圓頂中形成位於每一攝像機頭前方之「泡狀物(bubble)」。
在僅具有一個攝像機頭之一攝像機配置中,形成圓頂之用於附接照明配置之一特殊部分(在其不阻擋攝像機頭之處)可為必要的。此可使攝像機配置比不具有一外部圓頂安裝式照明配置之情形大,但避免圓頂中之內部反射之優點可勝過此缺點。在某些情形中,大小之增加可不比具有一單獨外部安裝式照明配置之情形大。
在一實施例中,照明配置7具有各自以大約90°之一角度發射光之五個IR LED 8。可以其他發射角度使用其他數目個IR LED來獲得所要照明。舉例而言,可使用各自具有140°之一發射角度之三個IR LED。在某些應用中,可期望僅照明攝像機配置外部之空間之一部分,使得不必要圍繞攝像機配置覆蓋一全360°。舉例而言,若將攝像機配置安裝於接近於一壁之一天花板中,則可不必要或不期望照明緊挨著攝像機配置之該壁,而是僅照明攝像機配置前方及下方之場景之一部分,亦即,地面及地面上之物件。在某些實施例中,攝像機配置可具備通常提供360°照明之一照明配置,但其中照明器中之一或多者可被關斷,使得(例如)一附近壁不被照明。另一選擇係或另外,照明配置可具備一屏蔽部分,該屏蔽部分可形成圓周壁之一區段之一延伸部,且可防止對(例如)一附近壁之照明。
位於攝像機配置之圓頂之外部上之照明配置可與其他裝置(諸如其他感測器)組合。即使不包含照明配置,將相同概念用於配置攝像機配置上之僅其他裝置亦將係可能的。舉例而言,另一感測器(諸如一PIR感測器)或另一攝像機頭可以與上文針對照明配置所闡述相同之方式配置於圓頂之外部上。攝像機頭可具有與圓頂內部之攝像機頭相同之類型,但在諸多情形中,在圓頂之外部上具有另一類型之攝像機可為有利的。舉例而言,可
在該外部上配置一魚眼攝像機。在圓頂之外部上配置一麥克風及/或一揚聲器亦將係可能的。攝像機配置已知為可在一入侵者太接近於攝像機配置之情況下自該等攝像機配置施配威懾物(諸如催淚毒氣)。此一威懾物施配器(例如,一催淚毒氣罐、一彩色噴霧罐或一DNA噴霧罐)可以與上文所闡述之照明配置基本上相同之方式配置於圓頂之外部上。照明器或其他裝置可以可移除方式及可交換方式配置,使得攝像機配置可在不具有照明配置之情況下被銷售,且然後用照明配置或其他裝置來改裝。
照明配置之附接裝置亦可在未配置有照明器或任何其他裝置之情況下使用。在此情形中,照明配置可僅用一平坦蓋子來替換。
因此,本發明不應限制於所展示之實施例,而是應僅由隨附申請專利範圍界定。
1‧‧‧攝像機配置
2‧‧‧底座/攝像機底座
3‧‧‧攝像機頭
4‧‧‧圓頂
5‧‧‧磁力固持器
7‧‧‧照明配置
8‧‧‧IR LED
9‧‧‧圓周壁
Claims (8)
- 一種攝像機配置,其包括一攝像機頭(3;103)、一照明配置(7;107)及一圓頂(4;104),其中:該攝像機頭(3;103)配置於該圓頂(4;104)內部,該照明配置(7;107)配置於該圓頂(4;104)之一外部上,該圓頂(4;104)具有一環形(toroidal)形狀,該環形形狀具有沿著圍繞一第一對稱軸線(S1)之一旋轉角度(α)之一旋轉對稱性,該圓頂之至少一外分段(segment),4’;104’)係透明的,該外分段(4’;104’)具有由一第二對稱軸線(S2)界定之一剖面形狀(shape in section),該第二對稱軸線(S2)配置於距該第一對稱軸線(S1)一第一半徑(R)處且正交於該第一對稱軸線(S1),該外分段在圍繞該第二對稱軸線(S2)之一角度(β)上具有一曲率半徑(r),該圓頂進一步包括一中心分段(C),該中心分段(C)連接該外分段(4’;104’)與該第一對稱軸線(S1),且該照明配置(7;107)配置於該中心分段(C)處。
- 如請求項1之攝像機配置,其包括複數個攝像機頭(3;103),該等攝像機頭(3;103)配置於該圓頂(4;104)內部。
- 如請求項1之攝像機配置,其中該外分段(104’)彎曲之該角度(β)小於或等於90°,且其中自該外分段(104’)至該中心分段(C)之一過渡區係圓的。
- 如請求項1之攝像機配置,其中該照明配置包括一圓周壁,該圓周壁經配置以防止來自該照明配置之光進入該圓頂。
- 如請求項1之攝像機配置,其中該照明配置包括一IR照明器。
- 如請求項5之攝像機配置,其中該IR照明器包括複數個IR LED。
- 如請求項6之攝像機配置,其中該IR照明器經配置以發射處於730nm至1000nm之一光譜範圍內之IR光。
- 如請求項1之攝像機配置,其中該照明配置包括接線,該接線通過該中心分段到達該攝像機配置之一電子單元。
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