TWI748345B - 具有複合窗的監控攝影機 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種監控攝影機，其具有配置於一攝影機外殼之一框架中之一複合窗及配置於該外殼內側之一攝影機頭部。該複合窗具有最靠近該攝影機頭部之一內部透明板及在該複合窗之一外側上配置於平行於該透明板之一平面中之一外部保護窗，且該複合窗進一步包括經配置且構形以將熱能供應至該透明板之周邊區域之一加熱配置。該透明板具有大於該保護窗之一導熱率且經配置為緊鄰該保護窗，使得能量將自該加熱配置被傳遞至該透明板且接著被有效地傳遞至該保護窗。

Description

具有複合窗的監控攝影機
本發明係關於一種窗總成，且特定言之係關於一種用於一攝影機之一室外外殼之防撞窗總成。
監控攝影機針對商用以及個人安裝愈加受歡迎。在多數直觀應用中，監控攝影機之目的係識別在其使之成像之場景內發生之事件，以容許一演算法或一操作者推斷是否出現異常。推斷可在來自監控攝影機之一實況串流中實時執行，或推斷可基於所記錄材料。另一應用可使監控攝影機配置於一車輛(諸如公共運輸之一車輛)上及其中。在此一應用中，監控攝影機可用於幫助操作者暸解車輛中及其周圍之情形，且在將發生某事之不幸事件中，所記錄之視訊材料可用於闡明實際上發生了什麼。
無關於應用，藉由一監控攝影機獲取之材料之可用性之一先決條件在於攝影機視野不受阻礙，且針對配置於一室外環境中之攝影機，此係將考量之一問題。空氣污染(諸如灰塵)可隨時間逐漸阻礙視野，但給定正常情形，此等原因之效應可藉由確保充分之維修間隔而處置。破壞行為(諸如在一個別噴霧噴塗攝影機的情況下)亦導致視野之一快速劣化，且在此一活動之事件中，攝影機系統可警示一操作者使得可改善問題。可難以考量破壞行為，但監控攝影機或容納監控攝影機之外殼可具有一構造保護以耐受呈衝擊形式之至少一些量之破壞行為。阻礙之一更頻繁再發之原因係天氣。在低溫中，雪及冰可產生材料之快速累積，此阻擋監控攝影機之視野。
本發明之目標在於提供一種改良式攝影機窗總成，其可用於配置於惡劣及寒冷環境中之攝影機且可經受暴力衝擊。
根據一第一態樣，本發明在一監控攝影機中體現。該攝影機具有：一複合窗，其經配合於一攝影機外殼之一框架中；及一攝影機頭部，其經配置於該外殼內側，其中該複合窗具有最靠近該攝影機頭部之一內部透明板及一外部保護窗，該外部保護窗在該複合窗之一外側上配置於平行於該透明板之一平面中，其中該複合窗進一步包括經配置且構形以將熱能供應至該透明板之周邊區域之一加熱配置，其中該透明板具有大於該保護窗之一導熱率且經配置為緊鄰該保護窗，使得自該加熱配置被傳遞至該透明板之熱能可被有效地傳遞至該保護窗。該透明板之該高導熱率將確保沿著周邊邊緣施加之熱將分佈遍佈該板，且此後，熱將被傳遞至該保護窗。
在一或多個實施例中，該透明板可經配置於一彈性輪廓中，該彈性輪廓繼而配置於該框架中，且其中該彈性輪廓之一彈性使其能夠相對於該框架移動，因此為該透明板提供相同功能。
該保護窗亦可經配置於該彈性輪廓中或其上，使得該保護窗之一移位被轉換為該彈性輪廓上之一偏置力。使用該彈性輪廓作為該保護窗與該透明板之間的一緩衝區可幫助進一步分佈該兩個組件之間的力，且其亦將導致力可直接自該保護窗傳遞至該彈性輪廓，而完全不達到透明板。
在又其他實施例中，該彈性輪廓可具有定位於該透明板與該框架之間的具有降低結構穩定性之一區域，使得導致該框架與該彈性輪廓之間的相對移動之任何變形集中於此區域，使該透明板能夠在該攝影機頭部之方向上被向下壓迫朝向該框架，而不破裂。當然，該彈性輪廓可僅藉由使該材料具有彈性之該材料之固有性質提供一緩衝效應，但該效應可進一步藉由其幾何結構設計增強。一些實例將在實施方式中給定，但當然，存在獲得該等所需性質之許多其他方式。應注意，該效應並不在其在一力可被傳遞至該透明板之前自該保護窗吸收該力之意義上起緩衝作用。實情係，其藉由容許該透明板移離而降低所傳遞衝擊。
在一或多項實施例中，該加熱配置可經配置於該彈性輪廓之一凹部中，較佳地配置於該彈性輪廓相對於該保護窗之遠側上。該凹部將牢固地定位該加熱配置，且該彈性輪廓之該彈性可協助達成該加熱配置與該透明板之間的一良好熱接觸，此藉由觀察實施方式中所提及之繪示而容易地暸解。此外，確保該凹部之一敞開端面向該透明板協助將該熱能朝向該透明板引導使得熱能可被有效地使用。
該彈性輪廓亦可經設計以提供該複合窗之該等組件之間的一密封，且接觸保護該監控攝影機免受周圍環境影響。但是，為了獲得一甚至更佳密封，一墊圈可經配置於該保護窗上且藉由一蓋板固持於適當位置中。藉由朝向該框架拉緊該蓋板，或藉由另一建構型組件，該墊圈將被壓縮且提供一密封件。在一相關實施例中，該墊圈經配置於該框架中，使得藉由施加該蓋板而壓縮該墊圈使該墊圈徑向向外朝向該框架膨脹，因此在超過一個方向上實現一密封。將在觀察圖1及對應描述時容易地暸解此實施例。
在一或多項實施例中，該框架可藉由該攝影機外殼之一部件，較佳地該攝影機外殼之一蓋部件形成。此係提供該框架之功能而不必提供一單獨組件之一便利方式。
該保護窗係由聚碳酸酯樹脂或適用於光學應用且具有一高抗衝擊性之另一材料製成。繼而，該透明板係由具有極佳光學性質及大於具有類似光學品質之許多其他材料之一導熱率之合成藍寶石製成。又其他材料仍亦可用於該透明板。
參考該加熱配置，其可藉由由該監控攝影機之一電源供電之一撓性印刷電路或一橡膠加熱帶體現。兩個實例供應提供該所需加熱效應之堅固且直觀替代例。
在任一實施例中，該彈性輪廓可由一彈性材料一件式地形成或以多個部件形成，其中所需彈性係藉由一彈性部件，諸如一彈性材料或一彈簧提供，而定位該透明板之一部件係由一較低彈性材料製成。存在可用於提供該彈性輪廓之目的之若干合成橡膠材料或彈性體，但確切之性質可取決於該複合窗之其他組件，及該監控攝影機在抗衝擊性方面之所需效能。在所描述之實施例中，該彈性輪廓可由聚矽氧橡膠製成。
圖1係根據本發明之一第一實施例之一複合窗100之一示意性截面視圖。複合窗100之組件以闡明一功能而非一建議設計之目的呈現。在圖3中，一實際攝影機總成之一橫截面包括本發明之一進一步實施例之複合窗，提供一實際應用之一更接近表示。
圖1之複合窗100具有界定一中心開口104之一框架102，用於成像之光可通過該中心開口104。框架102被展示為一單獨界定組件，但在一監控攝影機中，框架102可形成一保護外殼之一整合部件。
一彈性輪廓106坐落於框架中。彈性輪廓可由橡膠或任何適當聚合物材料製成。在其他實施例中，彈性輪廓係由兩個塊體形成，其中藉由彈簧(諸如線圈彈簧)提供彈性。如自描述將瞭解，本發明實施例之彈性輪廓將用於多個目的。在其他實施例中，各目的或一些目的可藉由一複合構造之單獨組件或部分提供，且給定當前彈性輪廓之描述，此等構造由熟習此項技術者容易地產生。在任一實施例中，彈性輪廓可具有透明板與框架之間的具有降低結構穩定性之一區域107 (例如，「腳部」，該區域在該等腳部上接觸圖1中之輪廓)。此導致在彈性輪廓之剩餘部分可本質上維持不變時，意謂可提供彈性性質，同時在安裝其他組件(諸如透明板或保護窗)之區域中具有一結構完整性。在未展示之其他實施例中，彈性輪廓可最靠近中心開口104在無徑向內部腳部之情況下形成，以提供其中透明板甚至更輕鬆移位之一解決方案。
一加熱配置108定位於彈性輪廓106之一凹部109中，且一透明板110經配置於加熱配置108之頂部上且藉由彈性輪廓106之一凸緣/凹部111固持於適當位置中。透明板應由具有針對應被容許傳播至複合窗配置於其上之攝影機之一影像感測器之波長之一足夠透射率之一材料形成。此通常將對應於可見光及近紅外輻射，此明顯可隨應用變化。同樣地，針對本發明之目的，透明板應具有一高導熱率。一適當材料之一實例將為(合成)藍寶石玻璃(剛玉或Al2 O3 )。
一保護窗112經配置於透明板110之頂部上且緊鄰透明板110。保護窗112亦擱置於框架102及彈性輪廓106之一上表面113上。保護窗112本質上將具有與透明板110相同之需求，但保護窗應具有一高抗衝擊性而非導熱率。一適當材料之一實例可為聚碳酸酯樹脂。
一墊圈114及一蓋板116經配置於保護窗112之頂部上，此使得可確保窗總成100之完整性。墊圈114將提供保護窗112與蓋板116之間的一密封，且其將在壓縮期間較佳地向外膨脹以亦提供朝向框架102之一密封，且藉此容許複合窗提供一密封功能以及一保護密封。
圖3係根據本發明之另一實施例之具有複合窗之一監控攝影機總成118之一橫截面視圖。圖3之實施例之主要差異在於框架102之功能係藉由一攝影機外殼120提供，如之前提及為一可能性。為簡明起見，相同元件符號將用於相同組件。相對於之前圖式尚未描述之圖3之進一步組件係一可移動(平移及傾斜)攝影機頭部122，其包含經配置於一鏡頭固持器126中之一鏡頭總成124且具有包括用於獲取一影像之一影像感測器之一相關聯感測器PCB 128。總成進一步包括一控制PCB 130，及在132指示之一電源。監控攝影機之功能可與任何現有監控攝影機相同，且由於此並非本發明之部分，故其將不在本發明描述之內容背景中更詳細論述。此外，監控攝影機外殼包括其中配置複合窗之一蓋部件120，及攝影機頭部及電子設備可經配置於其上之一基底板134。其他攝影機構造可在不脫離本發明之要旨的情況下應用。
現在返回至複合窗在使用時之功能。第一態樣係保護性窗之加熱(例如，用於移除在其上最終形成之冰或露之目的)。足夠之衝擊保護係配置於公共區域中之監控攝影機之一常見需要，且難以找到具有抗衝擊性及一足夠高之導熱率兩者之一材料。具有足夠高之導熱率之材料通常係更易碎的，且因此，其等缺乏所需之抗衝擊性。「足夠高」應被解釋為足夠高以容許來自配置於一窗之一個部分上之一加熱源之熱足夠快速且完全地散佈遍及窗之表面。顯然，不期望配置加熱元件使得其等阻礙視野，故通常，其等將沿著窗之周邊配置。同樣地，所提及之材料應適用於光學組件，否則，找到一適當材料之任務將係無關緊要的。亦存在影像感測器之過度加熱(基本上任何熱量增加，但愈多愈糟糕)將損及獲取之影像中之雜訊等級。
在所繪示之實施例中呈現根據本發明之解決方案。加熱配置108經配置為緊鄰(較佳地直接接觸)透明板110之周邊邊緣區域而非將一加熱元件添加至保護窗112 (此將係低效的)，以免阻礙透明板110之透射。加熱配置108可係(例如)一撓性印刷電路(一FPC)或一橡膠加熱器，其電連接至控制PCB。當施加熱時，加熱配置因此將加熱透明板之周邊邊緣區域，且歸因於透明板之性質，熱將有效地散佈遍及透明板110之表面。如此，熱能將分佈且緊鄰保護窗112，且其將自透明板110容易地傳遞至保護窗112，遍及保護窗112之整個區域。藉此，達成本發明之一第一效應。
本發明之一第二效應係關於複合窗之抗衝擊性。如提及，透明板傾向於係易碎的，且因此，其不應經受衝擊暴力。若存在至保護窗112上之一衝擊，則其將導致彈性輪廓106之一下部部件將彈性向內塌陷，而非被直接傳遞至透明窗110，且藉此，透明窗110將移位遠離保護窗，且藉此，其將無恙地經受住衝擊。保護窗因此將判定產品之抗衝擊性，且聚碳酸酯非常適用於此目的。透明板與保護窗之間的距離基本上係儘可能短的。甚至可存在直接接觸，不過其並非較佳的，此係歸因於影像假影之風險。因此，由於保護窗被向下壓迫，故其將不易在一角度下以一尖銳邊緣接觸透明窗。實情係，將存在一接觸表面，且該接觸表面可隨著彈性輪廓退讓而進一步增加。總之，複合窗可耐受一明顯衝擊而不破裂，且即使透明板可相較於保護窗易碎，複合窗之耐久性仍可為複合窗之耐久性之限制因素。
100:複合窗 102:框架 104:中心開口 106:彈性輪廓 107:區域 108:加熱配置 109:凹部 110:透明板 111:凸緣/凹部 112:保護窗 113:上表面 114:墊圈 116:蓋板 118:監控攝影機總成 120:攝影機外殼/蓋部件 122:攝影機頭部 124:鏡頭總成 126:鏡頭固持器 128:相關聯感測器PCB 130:控制PCB 132:電源 134:基底板
圖1係可用於本發明之一第一實施例中之一複合窗之一示意性截面視圖， 圖2係圖1之窗總成之一示意性平面圖， 圖3係根據本發明之一項實施例之一監控攝影機之一截面視圖，及 圖4係圖3之監控攝影機之一透視圖。
100:複合窗
102:框架
104:中心開口
106:彈性輪廓
107:區域
108:加熱配置
109:凹部
110:透明板
111:凸緣/凹部
112:保護窗
113:上表面
114:墊圈
116:蓋板

Claims (11)

  1. 一種監控攝影機，其具有：一複合窗(compound window)，其經配置於一攝影機外殼(camera housing)之一框架中；及一攝影機頭部，其經配置於該外殼內側，其中該複合窗具有一內部透明板(inner translucent plate)及一外部保護窗，該內部透明板最靠近該攝影機頭部，該外部保護窗在該複合窗之一外側上配置於平行於該透明板之一平面中，其中該複合窗進一步包括一加熱配置，該加熱配置經配置且經組態以將熱能供應至該透明板之周邊區域，其中該透明板經配置為緊鄰該保護窗且經配置於該加熱配置之頂部上，且該透明板具有大於該保護窗之一導熱率(heat conductivity)，使得自該加熱配置被傳遞至該透明板之熱能可被有效地傳遞至該保護窗，且其中該透明板經配置於一彈性輪廓(resilient profile)中，該彈性輪廓繼而(inturn)配置於該框架中，且其中該彈性輪廓之一彈性使其能夠相對於該框架移動，因此為該透明板提供相同功能。
  2. 如請求項1之監控攝影機，其中該保護窗亦經配置於該彈性輪廓中或其上，使得該保護窗之一移位(displacement)被轉換為該彈性輪廓上之一偏置力(biasing force)。
  3. 如請求項1之監控攝影機，其中該彈性輪廓具有定位於該透明板與該框架之間的具有降低結構穩定性(reduced structural stability)之一區域，使得導致該框架與該彈性輪廓之間的相對移動之任何變形集中於此區域，使該透明板能夠在該攝影機頭部之方向上被向下壓迫朝向該框架，而不破 裂。
  4. 如請求項1之監控攝影機，其中該加熱配置經配置於該彈性輪廓之一凹部中，於該彈性輪廓相對於該保護窗之遠側上。
  5. 如請求項1之監控攝影機，其中一墊圈(gasket)經配置於該保護窗上且藉由一蓋板固持於適當位置中。
  6. 如請求項5之監控攝影機，其中該墊圈經配置於該框架中，使得藉由施加該蓋板而壓縮該墊圈使該墊圈徑向向外朝向該框架膨脹，因此實現一密封。
  7. 如請求項1之監控攝影機，其中該框架係藉由該攝影機外殼之一部件形成。
  8. 如請求項1之監控攝影機，其中該保護窗係由聚碳酸酯樹脂(polycarbonate resin)形成。
  9. 如請求項1之監控攝影機，其中該透明板係由合成藍寶石(synthetic sapphire)製成。
  10. 如請求項1之監控攝影機，其中該加熱配置係由該監控攝影機之一電源供電之一撓性印刷電路(flexible printed circuit)或一橡膠加熱帶(rubber heating band)。
  11. 如請求項1之監控攝影機，其中該彈性輪廓係由一彈性材料一件式地形成，或以多個部件形成，其中該所需彈性係藉由一彈性部件，諸如一彈性材料或一彈簧提供，而定位該透明板之一部件係由一較低彈性材料製成。
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