便攜式數碼攝像機的部件的制作方法

專利名稱：便攜式數碼攝像機的部件的制作方法
技術領域：
本發明領域涉及視點(point-of-view，P0V)攝像機或攝錄像機，并且尤其涉及集 成的免提式P0V極限運動的攝像機或攝錄像機。
背景技術：
第一視角攝像機是相對新的產品種類，其已經適用于以免提方式被極限運動的狂 熱者用于拍攝P0V視頻。傳統的第一視角攝像機主要包括必須被栓系到單獨的數碼攝像機 或攝錄像機上的鏡頭。圖1A和圖1B表示了需要栓系鏡頭的方法來拍攝第一視角視頻錄像 的現有技術的第一視角攝像機的示圖。圖1A表示Twenty20TM裝置以及圖1B表示Viosport 裝置。圖1C和圖1D表示了用來使用栓系鏡頭方法來拍攝第一視角視頻錄像的栓系到攝錄 像機的現有技術攝像機的示圖。圖1C和圖1D表示Samsung 裝置。這些產品通常不是免提式產品，并且用戶已經利用他們自己特有的安裝技術允許 “免提式”地視頻錄制極限運動活動。圖1E表示試圖便于免提式P0V視頻錄像的栓系攝像 機的示圖。圖1E表示Blackeye 裝置。這些最新的裝置試圖通過IR信號從“栓系的”攝 像機傳送圖像數據到單獨的攝錄像機以消除連接電線。更新的、集成的免提式P0V極限運動攝像機已經可以買到。圖2A和圖2B表示使 用集成方法解決第一視角視頻錄像的兩個現有技術的產品示圖。這些產品仍處于其發展初 期并且可能很難很好地使用。

發明內容
一種便攜式數碼攝像機(或攝錄像機)包括攝像機外殼和鏡頭。該便攜式數碼攝像機(或攝錄像機)的一些實施例包括集成的免提式、P0V極限 運動數碼攝像機(或攝錄像機)。該便攜式數碼攝像機(或攝錄像機)或集成的免提式、P0V極限運動數碼攝像機 (或攝錄像機)的一些實施例包括捕獲圖像數據的圖像傳感器。該便攜式數碼攝像機(或攝錄像機)或集成的免提式、P0V極限運動數碼攝像機 (或攝錄像機)的一些實施例包括手動水平調節控制器，其用來調節圖像傳感器所記錄的 水平圖像平面相對于攝像機外殼的外殼平面的取向。該便攜式數碼攝像機(或攝錄像機)或集成的免提式、P0V極限運動數碼攝像機 (或攝錄像機)的一些實施例包括激光對準系統，其具有能發射光線來確定與水平圖像平面的取向一致的水平發射軸線的一個或多個激光源。該便攜式數碼攝像機(或攝錄像機)或集成的免提式、P0V極限運動數碼攝像機 (或攝錄像機)的一些實施例包括麥克風和控制音頻和/或視頻數據獲取操作的手動操作 開關，該開關具有每當該開關處于OFF位置時遮蓋麥克風的激勵器。該便攜式數碼攝像機(或攝錄像機)或集成的免提式、P0V極限運動數碼攝像機 (或攝錄像機)的一些實施例包括“速卸”安裝系統，其能與激光對準系統配合使用來調整 俯仰、偏轉和滾動的圖像獲取取向。根據下面優選實施例的詳細描述并繼續參考附圖，其他方面和優勢將是顯而易見 的。


圖1是采用栓系鏡頭方法來拍攝第一視角的視頻錄像的四個現有技術產品的一 組示圖。圖2是采用集成方法解決第一視角的視頻錄像的兩個現有技術產品的一組示圖。圖3A、圖3B、圖3C、圖3D、圖3E和圖3F分別是集成免提式、P0V極限運動數碼攝 像機實施例的前透視圖、后透視圖、側視圖、前視圖、后視圖和俯視圖。圖4A是集成免提式、P0V極限運動數碼攝像機實施例的前透視圖，其表示開關的 可替換定位和旋轉水平調節控制器的代表性的可替換旋轉。圖4B是集成免提式、P0V極限運動數碼攝像機實施例的后透視圖，其表示許多代 表性的可替換的軌腔和在軌腔內的可選卡銷。圖5是集成免提式、P0V極限運動數碼攝像機實施例的剖面側視圖。圖6是集成免提式、P0V極限運動數碼攝像機的機械部件實施例的分解圖。圖7是集成免提式、P0V極限運動數碼攝像機的光學部件和機械部件的加注解的 分解圖。圖8A和圖8B是圖7的攝像機鏡頭系統的不完整的剖面圖，其分別表示標準鏡頭 和裝有鏡頭濾光片的標準鏡頭。圖9是多功能安裝系統的部分分解圖，說明易于調節攝像機的安裝取向同時也易 于保持安裝取向地拆卸攝像機。圖10是標準安裝架的前透視圖，該安裝架利用具有兩個軌道和兩個卡銷的軌道 插件。圖11A、圖11B、圖11C和圖11D分別是多功能安裝系統的后視圖、前視圖、側視圖 和俯視圖，其表示具有如圖3A到圖3E的攝像機與如圖10所示的標準安裝架之間的配合關系。圖12是可替換安裝架的透視圖，該安裝架利用兩個安裝軌和兩個卡銷。圖13A是柱式安裝架系統的前透視圖，其利用圖12的安裝架。圖13B和圖13C是柱式安裝架系統的剖面側視圖，其分別表示解鎖構型和鎖定構型。圖13D和圖13E是柱式安裝架系統的前透視圖，其分別表示圍繞把手桿的解鎖構 型和鎖定構型。
圖14A是可替換柱式安裝架系統的前透視圖，其利用圖12的安裝架和繩帶。圖14B和圖14C分別是圖14A的可替換柱式安裝架的側視圖和前視圖。圖14E是圍繞支柱鎖定的圖14A的可替換柱式安裝架的柱式安裝架的前透視圖。圖15A是護目鏡安裝架的前透視圖，該護目鏡安裝架利用面向安裝軌相反方向的 繩帶入口。圖15B是可替換護目鏡安裝架的側視圖，該護目鏡安裝架利用面向安裝軌相同方 向的繩帶入口。圖15C是安裝到護目鏡繩帶上的圖15B的可替換護目鏡安裝架的前透視圖。圖16是透氣頭盔安裝架的前透視圖，該透氣頭盔安裝架適于利用繩帶附連到透
~Lt- o圖17是另一個可替換的護目鏡安裝架的前透視圖，該護目鏡安裝架適于利用繩 帶附連到護目鏡繩帶上。圖18是可替換的柱式安裝架的前透視圖，該柱式安裝架利用圖10的軌道插件。
具體實施例方式圖3A、圖3B、圖3C、圖3D、圖3E和圖3F分別是集成免提式、P0V極限運動數碼攝 像機10的實施例的前透視圖、后透視圖、側視圖、前視圖、后視圖和俯視圖，并且圖4A和圖 4B分別是數碼攝像機10的可替換構型和可替換實施例的前透視圖和后透視圖。為了描述 的目的，術語“攝像機”旨在包含攝錄像機和攝像機/照相機。這種數碼攝像機10的實例 包含于華盛頓州西雅圖市的Twenty20公司出售的VholdR 系統。圖5、圖6、圖7、圖8A和圖8B表示數碼攝像機10的光學部件和機械部件。參考圖 3A-3F、圖4A、圖4B、圖5、圖6、圖7、圖8A和圖8B，數碼攝像機10的一些實施例包括手動水 平調節控制系統12，其包括手動水平調節控制器以用于調節圖像傳感器18所記錄的圖像 的水平圖像平面16相對于攝像機外殼22的外殼平面20 (沿垂直的橫截面)的取向。示例 性的圖像傳感器18可以是CMOS圖像獲取卡，并且提供最低照度0. 04Luxi/fl. 2、微光成像 的高靈敏度、低固定模式噪點、抗模糊(anti-blooming)、零拖影(zero smearing)以及低 能耗。參考圖3A、圖3C、圖3F、圖4A、圖6和圖7，在一些實施例中，手動水平調節控制器 是圍繞控制軸線24旋轉的旋轉控制器14，從而手動旋轉該旋轉控制器14可改變水平圖像 平面16相對于外殼平面22的取向。該手動水平調節控制器能用于相對于攝像機外殼22 的安裝位置的俯仰、偏轉和滾動來偏置水平圖像平面16。在一些優選實施例中，旋轉控制器14圍繞鏡頭26設置并且與鏡頭罩32相配合來 支撐攝像機外殼22內的鏡頭26，從而手動旋轉該旋轉控制器14可相對于攝像機外殼22旋 轉鏡頭26。在其他實施例中，即使旋轉控制器14圍繞鏡頭26轉動，該鏡頭26也可相對于 攝像機外殼22保持固定。在一些實施例中，鏡頭26是3.6mm、l/4〃 4G類型、具有90°視 角和覆蓋很大范圍焦距(如從臂長(如500mm)到無窮)的玻璃目鏡，其以例如640X480 的分辨率聚焦視覺信息到圖像傳感器18上。本領域技術人員將會注意到多種類型和尺寸 的合適鏡頭在市場上可買到。在一些優選實施例中，圖像傳感器18被支撐成與旋轉控制器14的取向旋轉一致，
7從而手動旋轉該旋轉控制器可相對于攝像機外殼22的外殼平面20轉動圖像傳感器18。當 圖像傳感器18與旋轉控制器14的取向具有固定的關系時，圖像傳感器18獲取到的圖像數 據不需要任何后獲取水平調節過程來獲得具有所期望的水平圖像平面16的圖像數據的回 放。尤其是，旋轉控制器14可被設定到所期望的水平圖像平面16并且圖像傳感器18將相 對于水平圖像平面16的取向獲取到圖像數據。在一些實施例中，即使旋轉控制器圍繞圖像 傳感器18轉動，該圖像傳感器18仍可相對于攝像機外殼22保持固定。參考圖6、圖7、圖8A和圖8B，在一些實施例中，示例性光學組件34表示了如何可 通過鏡頭罩32、內部旋轉控制器36和旋轉控制器14的配合來旋轉一致地支撐圖像傳感器 18和鏡頭26。在一些優選實施例中，旋轉控制器14可與攝像機外殼22間隔一定間隙37 以便于有助于該旋轉控制器14相對于攝像機外殼22的旋轉。鏡頭蓋支架38可通過螺紋且配合0形環40a被固定到旋轉控制器14并且為鏡頭 罩42 (如一塊玻璃)提供支撐。鏡頭支架44和鏡頭組件支架46也可被用來相對于光學組 件34中的其他部件將鏡頭26支撐在所需位置。鏡頭組件支架46可通過螺紋和0形環44b 被固定到鏡頭蓋支架38。0形環或軸承43可在鏡頭組件支架46與主體外殼100之間被使 用以便于鏡頭組件支架46相對于主體外殼100圍繞控制軸線24旋轉。定位螺釘45可被 用來將光學組件34的鏡頭組件支架46固定到主體外殼100，且阻止鏡頭組件支架46或其 內的部件的旋轉。在一些實施例中，光學組件34的旋轉控制器14、鏡頭蓋支架38、0形環 40a、鏡頭罩(cover) 42、鏡頭護罩(shroud) 32、激光源48、鏡頭46、鏡頭支架44、圖像傳感器 18、內部旋轉控制器36、0形環40b和鏡頭組件支架46可一起旋轉。本領域技術人員將會 意識到幾個部件可相對于攝像機外殼22被固定或它們的同步旋轉可以是不嚴格的。例如， 鏡頭罩42、鏡頭26和鏡頭支架44不需要旋轉。參考圖8B，旋轉控制器14可支撐鏡頭濾光片或其他鏡頭部件，或旋轉控制器可包 括螺紋或能使另外的或可替換的鏡頭部件附連的其他手段。在一些實施例中，旋轉控制器14配合編碼器將圖像傳感器18定向到所期望的水 平圖像平面16。可替換地，編碼器能指導后獲取水平調節過程來調節所獲取圖像的水平圖 像平面16，以使得所獲取圖像被轉換為回放具有被編碼的水平圖像平面16的圖像數據。在一些實施例中，旋轉控制器14被定位在遠離鏡頭26的任意位置和/或與圖像 傳感器18的位置呈任意關系。在一個示例中，旋轉控制器14可位于攝像機外殼22的側面 28上或后門30上并且可遠程控制圖像傳感器18的取向或可控制編碼器。本領域技術人員 將會意識到任意定位的手動水平調節控制器不必是旋轉件并且可以是電子裝置而不是機 械裝置。在一些實施例中，旋轉控制器14提供了水平圖像平面16相對于攝像機22的外殼 平面20沿順時針和逆時針方向大于或等于180度的旋轉。在一個示例中，旋轉控制器提供 了 180度加上每個方向上另外大于或等于6度的旋轉，從而提供了水平圖像平面16相對于 外殼平面20的192度的旋轉。這種可調整性包括如下實施例，在其中旋轉控制器14的取 向是與圖像傳感器18的取向一致，并且實施例利用編碼器。優選地，鏡頭26和圖像傳感器 18在樞轉的密閉室中一起轉動192度。這意味著無論操作者如何安裝數碼攝像機10，均能 旋轉圖像傳感器18來拍攝齊平世界。參考圖4A和圖4B，在一些實施例中，旋轉指示器54被提供在旋轉控制器14的外部表面56上。該旋轉指示器54可采用水平凹槽或凸起桿的形式，其可能具有或可能不具 有與攝像機外殼22的顏色不同的顏色。該攝像機外殼22可具有固定在一個位置上的相同 或不同顏色的相似或較小的凹槽或凸起桿58。旋轉指示器54與水平凹槽58之間的錯位提 供了旋轉控制器14相對于攝像機外殼22距其原位置的偏離量的物理指示。在一些優選實施例中，當水平圖像平面16垂直于外殼平面20時旋轉指示器54和 水平凹槽58處在同一直線(處于原位置)。因此，如果數碼攝像機10設置在齊平水平表面 上并且兩個凹槽是共線的，則水平圖像平面是水平的。參考圖3A、圖3C、圖3D、圖3F、圖4A、圖7和圖8，在優選實施例中，一個或更多個 激光源48裝在旋轉控制器14內，與水平圖像平面16對齊，并且能發射光線來確定與水平 圖像平面16平行或共面的水平發射軸線或平面52。因此，當水平圖像平面16相對于水平 發射軸線52的取向被改變時，手動旋轉該旋轉控制器14可改變水平發射軸線52相對于外 殼平面22的方向。在攝像機外殼22被安裝后，形成水平發射軸線的光束能被操作者用作 引導以便有助于通過旋轉控制器的簡單旋轉來調整水平圖像平面。在一些實施例中，單個激光源48可利用射束成形光學器件或射束成形光圈、濾光 片或薄膜來提供所期望的光束形狀，如直線、具有減小尺寸或增大尺寸的直線或笑臉。在一 些實施例中，僅提供單個光束形狀。在一些實施例中，提供多種光束形狀并且例如通過激光 濾光片的手動或電動旋轉來轉換所述多種光束形狀。本領域技術人員將會意識到兩個或多 個激光源48可配備有射束成形能力，其相互配合以提供水平發射軸線52或提供水平發射 軸線52或其他導引工具的圖像。在一些實施例中，兩個激光源48(或兩組激光源)被用來發射確定水平發射軸線 52的兩束光。兩個激光源48可被安裝到鏡頭26的相對面上以便它們的位置確定等分該鏡 頭26的激光安裝軸線。在一些實施例中，鏡頭罩32給激光源48提供支撐使得它們被定位 成通過鏡頭罩32(圖7)中的光圈/孔60發射光線。在一些實施例中，可替換的或另外的 光學支撐筒32a可支撐激光源48和其他光學部件。激光源48可以是二極管激光器，其與用于激光定位器中的激光源是相似的。激光 源48優選地發射相同波長的光。在一些實施例中，操作者根據與背景色的對比可在一些不 同波長例如紅色或綠色之間進行選擇。在一些實施例中，兩個波長可同時或交替發射。例 如，可以使用四個激光源，其中紅色和綠色激光源48被設置在鏡頭26的每個側面上，使得 如果其中一種顏色不能與背景形成對比，則紅色和綠色的水平發射軸線52被同時或交替 發射。在一些實施例中，激光源48可響應電源開關或按鈕64，在一些實例中該電源開關 或按鈕可被設置在攝像機外殼22的后門(back dOOr)30上。旋轉該水平調整控制系統12 或該旋轉控制器14可以為激光源48提供響應定時器的ON狀態，該定時器可被預先設定為 例如5秒或是用戶選擇的時間段。可替換地，單次按壓按鈕64可以為激光源48提供ON狀 態，第二次按壓按鈕64提供OFF狀態。可替換地，單次按壓按鈕64可提供響應定時器的ON 狀態，該定時器可被預先設定為如5秒或是用戶選擇的時間段。可替換地，按鈕64可以要 求連續按壓來保持激光源48處于ON狀態。按鈕64還可控制其他功能例如待機模式。本 領域技術人員將會意識到許多變形是可能的并且對于專業領域是熟悉的。本領域技術人員還將意識到例如與傳統的攝錄像機通用的任何類型的顯示屏可與攝像機外殼22相連或是其一部分。這種顯示屏和任何相關的觸摸屏還可被用作反饋以 便配合或獨立于激光源48來定向。本領域技術人員將會意識到顯示屏可采取微型顯示屏， 其被內部安裝到攝像機外殼22且該外殼22具有通過攝像機外殼22觀察屏幕的觀察窗，或 者顯示屏可采用外部IXD屏的形式。參考圖3A、圖3B、圖3C、圖3F、圖4A、圖4B、圖5和圖6，在優選實施例中，數碼攝 像機10有手動操作的開關激勵器80，其控制圖像傳感器18的錄像狀態和/或將已獲得的 圖像數據傳送到數據存儲媒介例如2GB的MicroSD卡中。在一些實施例中，數碼攝像機10 被設計成使用脈沖電力來節省電池壽命同時監測開關激勵器80。當開關激勵器80被設置 在ON位置時，命令脈沖電力系統給電子器件提供滿電力并且立即開始錄像；類似地，當開 關激勵器80被設置在OFF位置時，命令脈沖電力系統切斷提供給電子器件的電力并且立即 停止錄像。在一些優選實施例中，當開關激勵器80被滑動或撥動時，它移動脈沖電力傳感器 可識別出的磁性簧片。一旦傳感器識別出磁性簧片已經被撥動到ON位置，則脈沖電力系統 被觸發給數碼攝像機10的大部分或全部電子器件提供電力，包括錄像所需要的所有電子 器件以及所選擇的其他電子器件或僅僅全部電子器件。一旦提供滿電力給系統電子器件， 則圖像傳感器18的信息開始被編碼并寫到數據存儲介質中。一旦最先的畫面被寫入數據 存儲介質中，則傳送信號給LED 82以經由導光管84指示出數碼攝像機10正在記錄。因此， 開關激勵器80激活的同時幾乎就開始錄像。在一些實施例中，開關激勵器80開啟電子器件并且開始從待機模式錄像例如在 壓下按鈕64激活脈沖電力模式后。在其他實施例中，開關激勵器80開啟電子器件并且沒 有預先激活就開始直接錄像。在一些實施例中，視頻編碼器與圖像傳感器配合，并且微處理 器提供指令給視頻編碼器。在一些實施例中，開關激勵器80適于基本同時控制對微處理 器、圖像傳感器和視頻編碼器的電力供應，從而當開關激勵器80放置在ON位置時，微處理 器、圖像傳感器和視頻編碼器都將基本同時獲得電力并且因此基本瞬間開始視頻數據的獲 取操作。在一些實施例中，音頻編碼器與麥克風90配合使用，并且微處理器提供指令給音 頻編碼器。在一些實施例中，開關激勵器80適于基本同時控制對麥克風90和音頻編碼器 的電力供應，從而當開關激勵器80放置在0N位置時，微處理器、麥克風和音頻編碼器都基 本同時獲得電力并且因此基本瞬間開始音頻數據的獲取操作。在一些實施例中，當開關激勵器80放置在OFF位置時，微處理器、圖像傳感器和視 頻編碼器都基本同時停止獲得電力并且因此基本瞬間停止視頻數據獲取操作。在一些實施 例中，在一些實施例中，當開關激勵器80放置在OFF位置時，微處理器、麥克風90和音頻編 碼器都基本同時停止獲得電力并且因此基本瞬間停止音頻數據的獲取操作。在一些實施例中，微處理器、圖像傳感器18、視頻編碼器、麥克風90和音頻編碼器 都基本同時獲得電力并且因此基本瞬間開始視頻和音頻數據的獲取處理。在一些實施例 中，微處理器、圖像傳感器18、視頻解碼器、麥克風90和音頻編碼器都基本同時停止獲得電 力并且因此基本瞬間停止視頻數據和音頻數據的獲取操作。在一些實施例中，權利要求18-22所述的數碼攝像機10，在其中開關激勵器80控 制給附加電子器件的電力供應，從而當開關激勵器80處在OFF位置時附加電子器件失活/
10停用，并且當開關激勵器80處在ON位置時附加電子器件被激活。本領域技術人員將會意識到開關激勵器80可被設計為具有多于兩個的滑動設 置。例如，除了錄像的ON和OFF設置外，開光激勵器80可提供中間設置來激活激光源48、 激活一個或多個狀態指示器或開始數碼攝像機10中的其他功能。使用磁簧開關作為開關激勵器80的一個實施例，可防止水或其他液體進入到攝 像機外殼22。本領域技術人員將會意識到其他防水的0N/0FF開關設計是可能的。在優選 實施例中，數碼攝像機10還利用防水麥克風90，例如具有-44士2dB的靈敏度(OdB = IV/ Pa, lKHz)和頻率范圍為100-10，000Hz的全向型麥克風，來獲取音頻數據并且將其提供給 數據存儲介質或第二數據存儲介質。可替換地，攝像機外殼22可包括透氣、防水的材料(例 如GoreTex )以便防止水的流入而無需防水麥克風90。本領域技術人員將會意識到具有 更廣泛的操作參數的麥克風90可在市場上買到或能被制造以便滿足所需標準。在一些實施例中，麥克風90被設置在開關激勵器80下面，從而每當開關激勵器80 處在OFF位置時開關激勵器80遮蓋麥克風90，而每當開關激勵器80處在0N位置時開關激 勵器80暴露該麥克風90。當開關激勵器80處在OFF位置時，音頻數據獲取操作優選地停 用，而當開關激勵器80處在0N位置時，音頻數據獲取操作優選地被激活。音頻數據獲取操 作的0N和OFF狀態可通過開關激勵器80配合視頻數據獲取操作的0N和OFF狀態來控制。參考圖5和圖6，在一些實施例中，攝像機外殼22包括支撐開關激勵器80的主外 殼100、前和后鑲邊件106以及通過鉸鏈102與主外殼100相連的后門30。在一些實施例 中，后門30可通過其鉸鏈102被拆除以便為了擴展功能允許附件連接到主外殼100。后門 30可提供更薄材料的區域以容許按壓按鈕64。墊片114可安裝在主外殼100與后門30之 間來提供防水性。外殼罩108可通過橡膠墊片110連接到主外殼100，該橡膠墊片也增強了 攝像機外殼22的防水性能。側蓋112可被超聲焊接到外殼罩108的外部表面和主外殼100的下部，其形成了 攝像機外殼22的側面28的下部。在一些實施例中攝像機外殼22是由拉絲鋁、焙烤玻璃纖 維(baked fiberglass)和橡膠制成。特別地，主外殼100、外殼罩108和側蓋112可由鋁制 成。前和后鑲邊件106也可被超聲焊接到主外殼100。參考圖3A、圖3B、圖4A、圖4B、圖6和圖9，在優選實施例中，數碼攝像機10包括部 分安裝系統120，其在攝像機外殼22的每個側面28上具有兩個或更多個外殼軌腔122以及 兩個或更多個交錯的外殼軌124以便接合多功能安裝架136。這種安裝系統100的一個示 例是華盛頓州西雅圖市的TWenty20公司出售的TRail 安裝系統。可通過在固定到主外殼100的側蓋112內挖空來形成外殼軌腔122和外殼軌124。 在一些實施例中，數碼攝像機10是兩側對稱的，在每個側蓋112上有相同數目的外殼軌腔 122以及在每個側蓋112上有相同數目的外殼軌124。在一些實施例中，數碼攝像機10可 以例如在每個側蓋112中提供兩個外殼軌腔122(例如圖3A和圖3B所示)或三個外殼軌 腔122(例如圖4A和圖4B所示)。然而，本領域技術人員將會意識到，在一些實施例中，數 碼攝像機10不必是對稱的并且在其側蓋112上可有不等數目的軌腔122。在一些實施例中，軌腔122有T形橫斷面形貌、楔形橫斷面形貌或梯形橫斷面形 貌。本領域技術人員將會意識到“T”形的桿或橫向分支的尺寸可以是不同的。例如，桿能夠 比分支更厚或一個或多個分支可以比桿更厚；類似地，桿能夠比分支更長，而一個或多個分支可以比桿更長。橫斷面的外形可有扁平的邊或角，或者這些邊或角可以是圓形的。本領域 技術人員也將意識到軌腔的許多其他的橫斷面外形是可能的并且無論是在相同的側蓋112 中或在不同的側蓋112中不同的外殼軌腔122的橫斷面外形不必是相同的。類似地，外殼 軌腔122可有不同的長度并且外殼軌124也可有不同的長度。鑲邊件106的底部可被替換 地或另外地安裝有外殼軌124。在一些實施例中，一個或多個外殼軌腔122可包含一個或多個凸塊(bump)或卡銷 128。在一些實施例中，攝像機外殼22的每個側面28包含至少一個凸塊或卡銷128。在一 些實施例中，每個外殼軌腔122包含至少一個凸塊或卡銷128。然而，在一些實施例中，在每 個側面28上僅單個外殼軌腔122包含凸塊或卡銷128。本領域技術人員將會意識到不同的 側面28不必包含相同數目的凸結(nub)或卡銷128。圖9表示安裝架基座130和軌道插件132，它們組裝在一起形成了圖10所示的平 面安裝架134。圖11A到圖11D(圖11)描述了與平面安裝架126配合的攝像機外殼22的 不同視圖。參考圖9到圖11，軌道插件132包括適于與攝像機外殼22上的外殼軌腔122配 合的一個或多個安裝軌136。類似地，軌道插件132包括適于與攝像機外殼22上的外殼軌 124配合的一個或多個安裝軌腔138。安裝軌136可有與外殼軌124相同或不同的橫斷面 外形，并且安裝軌腔138可有與外殼軌腔122相同或不同的橫斷面外形。在一些優選實施 例中，軌124和136以及腔122和138有相同的橫斷面形貌。在一些實施例中，軌道插件132上的一個或多個安裝軌136可包括一個或多個卡 銷或凸塊140。在一些實施例中，每個安裝軌136都包括至少一個卡銷或凸塊140。然而， 在一些示例中，僅單個安裝軌136包括卡銷或凸塊140。卡銷或凸塊140適于與凸塊或卡銷 138配合，從而如果攝像機外殼22具有卡銷128則軌道插件有凸塊140，或者如果攝像機外 殼22有凸塊128則軌道插件有卡銷140。本領域技術人員將會意識到在一些可替換實施例 中，外殼軌124有凸塊或卡銷128而安裝軌腔138有卡銷或凸塊140。多功能安裝系統120有助于數碼攝像機的安裝和定向同時也有助于在保持安裝 取向的情況下拆卸數碼攝像機。在一些實施例中，基座安裝架130可有非常小的置著面積 (footprint)并且可使用膠粘墊被附連到表面上以便被設計為戶外使用。在基座安裝架 130已經被附連到表面后，軌道插件132能從基座安裝架130上拆卸。在一些實施例中，軌道插件132有周邊鋸齒邊142，其與適于容納該軌道插件132 的基座安裝腔146的接收鋸齒的內側邊144相配合。在一些實施例中，軌道插件132壓縮配 合(compression fit)在基座安裝架130內。在一些實施例中，鉤環雙齒(hook and loop double-toothed) Velcro 環可被用來代替壓縮配合技術或除壓縮配合技術之外進一步將 軌道插件132固定在基座安裝架130內。當軌道插件132的安裝軌腔138如箭頭148所表示方向滑動到攝像機外殼22的外 殼軌124上時，軌道插件132的安裝軌136可以滑動到攝像機外殼22的外殼軌腔122內， 從而將軌道插件132固定到攝像機外殼22。配合的卡銷和凸塊128和140能被嚙合來防 止軌道插件132相對于攝像機外殼22的意外橫向運動。軌道插件132及附連的數碼攝像 機10在垂直于基座安裝架130的平面內能從0旋轉到360度以獲取一個期望的視角。然 后，軌道插件能如箭頭150所表示方向被插入或重新插入到基座安裝架130。圖11從幾個 不同的示圖表示了相配合的數碼攝像機10、軌道插件132和基座安裝架130當它們配合在一起時如何呈現。在一些實施例中，軌道插件132和基座安裝架130可由堅硬但柔性的材料例如橡 膠或具有相似特性的聚合物制成，但是本領域技術人員將會意識到軌道插件132和基座安 裝架130可由堅硬或柔軟的塑料制成。因為基座安裝架130可以是柔性的，因此其能被附 連到各種表面例如頭盔表面、滑雪板底板、滑板、燃油箱、窗戶、門、汽車車蓋等等。平面安裝 架126的材料和材料的柔性可提供“橡膠”的緩沖效果并且增強軌道的滑動、軌道的接合和 插件的接合。安裝系統120還可包括移動繩帶(runaway leash)(未示出)。當運動錄像完成時，軌道插件132及附連的數碼攝像機10可與基座安裝架130分 離以便安全存放或數據上傳。基座安裝架130能被留下與表面附連并且不需重新附連和/ 或重新調整。可替代地，攝像機外殼22可與軌道插件132分離，僅保留軌道插件132與基 座安裝架130接合，因此軌道插件132的安裝軌136的原始取向被保持，從而允許數碼攝像 機10的快速再次附連，而無需再次調整其對基座安裝架130或基座安裝架130所固定到的 人、器械或汽車的取向。圖12表示可替換的軌道插件132a ；以及圖13A、圖13B、圖13C、圖13D和圖13E (圖 13)表示具有可替換的基座安裝架130a的軌道插件132a的幾個視圖，其包括鎖定構型和 解鎖構型，以形成用于安裝在支柱160例如把手桿上的柱式安裝架126a。參考圖12和圖 13，軌道插件132a可被用作具有粘性背襯的獨立安裝架，或者其可與一個或多個基座安裝 架130a配合或組成一體來使用。軌道插件132a可以通過使用粘性安裝件、Velcro 、螺釘、 其他傳統已知手段或其組合方法附連到基座安裝架132a。安裝軌136可被加工形成孔162 從而為螺釘和螺絲刀提供通道，以便將軌道插件132a安裝到基座安裝架130a上。基座安裝架130a被配置成圍繞支柱160打開和關閉，該支柱尤其是標準化娛樂器 械的支柱以及特別是有小直徑(例如1-1. 5英寸(2. 5-3. 8cm))的這種支柱。在一些實施 例中，基座安裝架132a包括具有頭部166的鎖銷164，該頭部能被固定在鎖定槽168內。鎖 銷164增加了對支柱160的壓力以防止在其所需取向被確定后基座安裝架132a圍繞支柱 160旋轉。基座安裝架132a還可設有銷門蓋170來防止碎屑進入鎖銷160或鎖定槽170。圖14A、圖14B、圖14C、圖14D和圖14E (圖14)表示了具有可替換基座安裝架130b 的軌道插件132a的幾個視圖，該可替換基座安裝架包括繩帶172，以便形成用于安裝在支 柱160b上(例如滾筒、沖浪板桅桿或滑翔機支撐桿)的柱式安裝架126b。參考圖14，在一 些實施例中，繩帶172足夠大以便容納達到四英寸(12cm)或更大尺寸直徑的支柱160b。在 一些實施例中，調節控制盤174可被用來拉緊和松開繩帶172。在一些實施例中，調節控制 盤174控制軌道插件132相對于基座安裝架130b的旋轉從而能調節數碼攝像機10的橫向 角度。當具有軌道插件132a時，軌道插件132b可以附連于基座安裝架130b或可與其成為 一體。圖15A、圖15B和圖15C(圖15)表示了軌道插件132e的一個視圖并表示了軌道插 件132c的幾個視圖，其通過可替換的基座安裝架130c被安裝到用于安裝到腰帶、繩帶或帶 子180(例如一對護目鏡182的帶子180)上的帶子安裝架或繩帶安裝架126c。和以前的實 施例一樣，軌道插件132e和132c可被附連于基座安裝架130c或可與其成為一體。參考圖 15A，在基座安裝架130c的內側上，即面向安裝軌136的相反方向，基座安裝架130c有減震 件184和繩帶入口 186a。減震件184a可由橡膠或其他合適的減震材料制成以便保護使用
13者頭部使其遠離數碼攝像機。參考圖15B，在基座安裝架130c的內側上，即面向安裝軌136的相反方向，基座安 裝架130c有減震件184b。然而，在基座安裝架130c的外側上，即面向安裝軌136的相同方 向，基座安裝架130c有繩帶入口 186b。圖15C表示安裝到護目鏡182的繩帶180上的圖 15B的基座安裝架130。本領域技術人員將會意識到軌道插件132a能代替軌道插件132e 或 132c。圖16表示使用可替換的基座安裝架130d被安裝到頭盔安裝架12 6d以便安裝于 透氣頭盔上的軌道插件132d。該頭盔安裝架126包括一個或多個狹槽190，通過該狹槽繩 帶能用于通過頭盔的透氣狹槽將基座安裝架130d固定到頭盔。本領域技術人員將會意識 到軌道插件132a能代替軌道插件132d。圖17是另一個可替換的護目鏡基座安裝架130f的前透視圖，該護目鏡適于利用 繩帶192附連于護目鏡繩帶180。繩帶192通過帶扣194和196被扣住以便將基座安裝架 130f固定到護目鏡繩帶180。基座安裝架130f適于接納允許安裝軌136360度旋轉的圓形 軌道插件132(圖10)。這種實施例允許用戶調節數碼攝像機10的角度以便不同于用戶的 垂直視角。例如，用戶可能正向下看而數碼攝像機10(及其圖像傳感器18)拍攝直向前的 圖像。在一些實施例中，基座安裝架130f可包括襯墊198和202來減震并且可包括固定耳 200來防止軌道插件132不經意地震松。繩帶192可又或可替換地包括襯墊204和208。本領域技術人員將會意識到基座安裝架130a到130d也能可替換地被配置來容納 圓形軌道插件132 (圖10)，該軌道插件允許安裝軌136的360-度旋轉。例如，圖18表示了 可替換的柱式安裝架126g，其具有適于容納允許安裝軌136的360-度旋轉的圓形軌道插件 132的基座安裝架130g。這個實施例能有助于補償可向后或向前轉向的把手桿或其他支柱 160 或 160b。在一些實施例中，基座安裝架130g有不同于基座安裝架130a (圖13)的鎖緊機 構。例如，在一些實施例中，鎖銷210被鉸鏈212附連到基座安裝架130g，而鎖銷210在其另 一端通過鉸鏈216也被附連到銷門蓋214。鎖銷210與銷門蓋214相配合以便增加對支柱 160的壓力從而防止基座安裝架130g在其所期望的位置被確定后圍繞支柱160的旋轉。本 領域技術人員將會意識到基座安裝架130a可替換地利用這種鎖緊機構。在一些實施例中， 基座安裝架130a和130g包括支柱夾鉗218以幫助保持基座安裝架130a和130g相對于支 柱160的優選取向。在一些實施例中，基座安裝架130和130a-130g可包括繩帶環(leash ring) 220，其適于容納可被附連到相關的軌道插件132 (132a-132d)、數碼攝像機10或操作 者的繩帶。參考圖3B、圖3E和圖5，按鈕64 (或附加按鈕200)可控制一個或多個狀態指示 器，例如LED 82，其經由燈管84指示出數碼攝像機10正在錄像。例如，按鈕64 (或附加按 鈕220)也可控制LED 222的運行，該LED 222通過燈管224指示出電池(未示出)的能量 狀態。在一些實施例中，單次按壓可控制兩個或多個狀態指示器(或所有狀態指示器，并且 可控制激光源48以及錄像待機模式)。在一些實施例中，根據可疑部件狀態的不同，狀態指示器可提供不同的顏色。在一 些實施例中，用綠色、黃色和紅色LED表示電池是完全充滿電、半充電或幾乎耗盡。類似地， 在一些實施例中，用綠色、黃色和紅色LED表示SD記憶卡是幾乎空的、半空或幾乎全滿。在其他實施例中，綠燈表示多于或等于80%的空間或電量，黃燈表示多于或等于30%的空間 或電量，而紅燈表示少于30%的空間或電量。本領域技術人員將會意識到顏色的數目和意 義可能是不同的。攝像機外殼22可提供指示出燈管84和204所標定的是什么部件的符號， 例如門30上的電池符號226和記憶卡符號228。一旦已經錄像，則為了使得錄像過程更容易且更易操作，數碼攝像機10可被設計 為自動地將視頻分段為計算機和網絡下載的文件大小。分段能在沒有用戶干預的情況下在 錄像過程中通過硬件自動地實現。在一些實施例中，軟件在預定義界限處將自動關閉視頻 文件并打開新文件。在一些實施例中，界限將是基于時間的(例如每個片段10分鐘)或基 于大小的(例如每個片段10MB)。 另外，可設計分段程序以便文件界限是基于預設的極限或 以便用戶能將片段的長度調整成用戶自身的優選時間。在一些實施例中，視頻編碼器(基 于硬件或軟件)通過將界限從名義上的界限位置延遲到具有相對靜止的視頻和音頻的時 間段(即當有最小的運動改變時)來優化文件界限。然而，本領域技術人員將會意識到，在 一些實施例中，這種分段可經由軟件或硬件實現。數碼攝像機10是多功能的、拍攝和存儲的數字攝錄機并且被設計為可在極端天 氣情況下并以免提方式操作使用。數碼攝像機10是耐用的并且被設計用于惡劣的環境 (水、熱、冷、激烈震蕩)，并且VholdR 系統包括附連到任何人、器械或車輛上的應用安裝架 126。數碼攝像機10的內部部件可以硅處理、涂覆或其他方式與元件絕緣，不管有泥漿、灰 塵、雪和雨，都能保持數碼攝像機10的正常運行。對于本領域的這些技術人員顯而易見的是，在沒有偏離本發明的以下原理的情況 下，以上所述實施例的細節可做很多變化。例如，本領域技術人員將會意識到任何句子或 段落所揭示的主題能與其他句子或段落的一些或全部的主題相結合，除非這種結合相互排 斥。因此，本發明的范圍應該通過所附權利要求確定。
權利要求
一種數碼攝像機，其包括攝像機外殼，所述攝像機外殼具有與所述攝像機外殼相交的外殼平面；鏡頭；通過所述鏡頭、相對于水平圖像平面定向、獲取圖像數據的圖像傳感器；以及調節所述水平圖像平面相對于所述外殼平面的取向的手動水平調節控制器；
2.如權利要求1所述的數碼攝像機，其中所述手動水平調節控制器包括旋轉控制器， 該旋轉控制器圍繞控制軸線旋轉從而手動旋轉所述旋轉控制器改變所述水平圖像平面相 對于所述外殼平面的取向。
3.如任一前述權利要求所述的數碼攝像機，其進一步包括一個或更多個激光源，每個激光源能發射光線來確定水平發射軸線；以及容納所述激光源的旋轉控制器，所述旋轉控制器能圍繞控制軸線旋轉，從而手動旋轉 所述旋轉控制器改變所述水平發射軸線相對于所述外殼平面的取向，并且所述水平發射軸 線與所述水平圖像平面相一致，從而所述圖像數據相對于所述水平發射軸線被定向。
4.如權利要求3所述的數碼攝像機，其中所述手動水平調節控制器包括所述旋轉控制 器，并且所述旋轉控制器改變所述水平圖像平面相對于所述外殼平面的取向。
5.如權利要求4所述的數碼攝像機，其中所述圖像傳感器有相對于所述外殼平面的取 向，并且其中手動旋轉所述旋轉控制器改變所述圖像傳感器相對于所述外殼平面的取向。
6.如權利要求5所述的數碼攝像機，其中所述鏡頭有相對于所述外殼平面的取向，并 且所述旋轉控制器將所述鏡頭支撐在所述攝像機外殼內，以便手動旋轉所述旋轉控制器改 變所述鏡頭相對于所述外殼平面的取向，并且以便所述激光源中的兩個激光源的位置確定 平分所述鏡頭的激光安裝軸線。
7.如權利要求4-6所述的數碼攝像機，其中所述鏡頭有相對于所述外殼平面的取向， 并且所述旋轉控制器將所述鏡頭支撐在所述攝像機外殼內，以便手動旋轉所述旋轉控制器 改變所述鏡頭相對于所述外殼平面的取向，并且以便所述激光源中的兩個激光源的位置確 定平分所述鏡頭的激光安裝軸線。
8.如權利要求3-7所述的數碼攝像機，其中所述鏡頭有相對于所述外殼平面的取向， 并且所述旋轉控制器將所述鏡頭支撐在所述攝像機外殼內，以便手動旋轉所述旋轉控制器 改變所述鏡頭相對于所述外殼平面的取向，并且以便所述激光源中的兩個激光源的位置確 定平分所述鏡頭的激光安裝軸線。
9.如權利要求3-8所述的數碼攝像機，其中旋轉所述旋轉控制器使得所述激光源開始 運行。
10.如權利要求3-9所述的數碼攝像機，其中運行所述激光源是響應于定時器的。
11.一種數碼攝像機，包括鏡頭；數據存儲介質；圖像傳感器，其通過所述鏡頭獲取圖像數據并且直接或間接地將所述圖像數據提供給 所述數據存儲介質；麥克風，其獲取音頻數據并且直接或間接地將所述音頻數據提供給所述數據存儲介質 或第二數據存儲介質；手動操作開關，其控制所述麥克風的音頻數據的獲取操作，以便所述手動操作開關有 OFF位置和ON位置，其中在所述OFF位置所述音頻數據的獲取操作被停用，在所述ON位置 所述音頻數據的獲取操作被激活；以及所述手動操作開關的開關激勵器，其中每當所述手動操作開關處在所述OFF位置時所 述開關激勵器遮蓋麥克風，而其中每當所述手動操作開關處在所述ON位置時所述開關激 勵器暴露所述麥克風。
12.如權利要求11所述的數碼攝像機，其中所述手動操作開關控制所述圖像傳感器的 圖像數據的獲取操作，以便當所述手動操作開關處在所述OFF位置時所述圖像數據的獲取 操作被停用，并且以便當所述手動操作開關處在所述ON位置時所述圖像數據的獲取操作 被激活。
13.如權利要求11或12所述的數碼攝像機，其中所述手動操作開關控制向附加電子器 件的電力供給，以便當所述手動操作開關處在所述OFF位置時所述附加電子器件被停用， 并且以便當所述手動操作開關處在所述ON位置時所述附加電子器件被激活。
14.如權利要求11-13所述的數碼攝像機，其中所述開關是磁控開關。
15.如權利要求11-14所述的數碼攝像機，其中所述開關適于可滑動地接合到所述數 碼攝像機的表面。
16.如權利要求11-15所述的數碼攝像機，其中所述鏡頭、圖像傳感器和圖像數據存儲 介質被封裝在攝像機外殼內，并且在沒有伸入到所述攝像機外殼的情況下所述開關控制所 述圖像數據的獲取操作的激活。
17.—種數碼攝像機，其包括鏡頭；數據存儲介質；圖像傳感器，其通過所述鏡頭獲取圖像數據并且直接或間接地將所述圖像數據提供給 所述圖像存儲介質；與所述圖像傳感器配合使用的視頻編碼器；向所述視頻編碼器提供指令的微處理器；以及有ON位置和OFF位置的手動操作開關，所述手動操作開關適于基本同時控制向所述微 處理器、所述圖像傳感器和所述視頻編碼器的電力供給，以便當所述開關被置于所述ON位 置時，所述微處理器、所述圖像傳感器和所述視頻編碼器全部基本同時獲得電力，并且因此 基本瞬時開始視頻數據的獲取操作。
18.如權利要求17所述的數碼攝像機，其進一步包括麥克風，其獲取音頻數據并且直接或間接地將所述音頻數據提供給所述數據存儲介質 或第二個數據存儲介質；以及與所述麥克風配合使用的音頻編碼器，所述微處理器向所述音頻編碼器提供指令，并 且所述手動操作開關適于基本同時控制向所述麥克風和所述音頻編碼器的電力供給，以便 當所述開關被置于所述ON位置時所述麥克風和所述音頻編碼器都基本同時獲得電力，并 且因此基本瞬時開始音頻數據的獲取操作。
19.如權利要求17-18所述的數碼攝像機，其中手動操作開關控制向所述微處理器、所 述圖像傳感器和所述視頻編碼器的電力供給，以便當所述開關被置于所述OFF位置時，所述微處理器、所述圖像傳感器和所述視頻編碼器全部基本同時停止獲得電力，并且因此基 本瞬間停止所述視頻數據的獲取操作。
20.如權利要求18-19所述的數碼攝像機，其中手動操作開關控制向所述微處理器、所 述麥克風和所述音頻編碼器的電力供給，以便當所述開關被置于所述OFF位置時，所述微 處理器、所述麥克風和所述音頻編碼器全部基本同時停止獲得電力，并且因此基本瞬間停 止所述音頻數據的獲取操作。
21.如權利要求18-20所述的數碼攝像機，其中所述微處理器、所述圖像傳感器、所述 視頻編碼器、所述麥克風和所述音頻編碼器全部基本同時獲得電力并且因此基本瞬間開始 所述視頻數據的獲取操作和所述音頻數據的獲取操作。
22.如權利要求18-21所述的數碼攝像機，在其中所述微處理器、所述圖像傳感器、所 述視頻編碼器、所述麥克風和所述音頻編碼器全部基本同時停止獲得電力并且因此基本瞬 間停止所述視頻數據的獲取操作和所述音頻數據的獲取操作。
23.如權利要求18-22所述的數碼攝像機，其中所述手動操作開關控制向附加電子器 件的電力供給，以便當所述手動操作開關處在所述OFF位置時所述附加電子器件被停用， 并且以便當所述手動操作開關處在所述ON位置時所述附加電子器件被激活。
24.如權利要求18-23所述的數碼攝像機，其中所述開關是磁控開關。
25.如權利要求18-24所述的數碼攝像機，其中所述開關適于可滑動地接合到所述數 碼攝像機的表面。
26.如權利要求18-25所述的數碼攝像機，其中所述鏡頭、圖像傳感器和數據存儲介質 被封裝在攝像機外殼內并且在沒有伸入到所述攝像機外殼的情況下所述開關控制激活所 述圖像數據的獲取操作。
27.如權利要求18-26所述的數碼攝像機，其中每當所述手動操作開關處在所述OFF位 置時，所述手動操作開關激勵器遮蓋所述麥克風，而其中每當所述手動操作開關處在所述 ON位置時，所述開關激勵器暴露所述麥克風。
28.—種數碼攝像機，其包括攝像機外殼，所述攝像機外殼具有與所述攝像機外殼相交的外殼平面；鏡頭，其具有相對于所述外殼平面的取向；圖像傳感器，其通過所述鏡頭且相對于水平圖像平面定向來獲取圖像數據，所述圖像 傳感器具有相對于所述外殼平面的取向；以及手動水平調節控制器，該手動水平調節控制器圍繞控制軸線旋轉以便手動旋轉所述手 動水平調節控制器改變所述水平圖像平面相對于所述外殼平面的取向，所述手動水平調節 控制器將所述鏡頭支撐在所述攝像機外殼內，以便手動旋轉所述手動水平調節控制器改變 所述鏡頭相對于所述外殼平面的取向，并且所述手動水平調節控制器將所述圖像傳感器支 撐在所述攝像機外殼內，以便手動旋轉所述手動水平調節控制器改變所述圖像傳感器相對 于所述外殼平面的取向。
29.如權利要求28所述的數碼攝像機，其中所述手動水平調節控制器在垂直于所述控 制軸線的旋轉平面內旋轉，以便所述旋轉平面橫于所述外殼平面。
全文摘要
集成的免提式、視點、極限運動的數碼攝像機(或攝錄像機)(10)包括旋轉的水平調節控制器(14)，其用來調節相對于攝像機外殼(22)由圖像傳感器記錄的水平圖像平面(16)的方向；具有激光源(48)的激光對準系統，所述激光源能發射光線來確定與水平圖像平面(16)的方向相一致的水平發射軸(52)；手動操作開關(80)，每當開關(80)處在OFF位置時其遮蓋麥克風(90)來控制視頻數據的獲取；以及“速卸”安裝系統(120)，其保持攝像機(10)所期望的方向。
文檔編號H04N5/228GK101809992SQ200880109237
公開日2010年8月18日 申請日期2008年7月30日 優先權日2007年7月30日
發明者C·金, D·R·克瑙珀, D·托珀, F·巴勒施泰特, J·格林, J·霍華德, L·奧唐奈, M·巴羅斯, M·諾沃提尼, O·巴拉德斯, P·凱滕林 申請人:特文蒂20公司