網絡攝像頭的制作方法

網絡攝像頭的制作方法
【專利摘要】一種網絡攝像頭，包括：依次連接的攝像頭、攝像頭接口、數據提取處理器、接收機、天線，其特征在于：所述攝像頭具有屈折力的透鏡僅為三個：從物方到像方依次為：焦距為f1第一凸透鏡，焦距為f2的第二雙凹透鏡，焦距為f3的第三凹凸透鏡，用于承接圖像的圖像傳感器，f1/f2的比值為-0.2到-1.5，f1/f3的比值為0.45到1.33，第一凸透鏡和第二雙凹透鏡之間的距離d1為2-8mm。
【專利說明】網絡攝像頭
【技術領域】
[0001]本發明涉及信息【技術領域】，具體涉及一種網絡攝像頭。
【背景技術】
[0002]網絡攝像頭是具有聯網功能的攝像頭，專利文獻CN2783661A公開了一種網絡攝像頭，主要包括有外殼、安裝在該外殼內的鏡頭、光電轉換元件及電路板，及包括有圓柱體、從該外殼引出的USB頭、用于調節鏡頭與光電轉換元件之間距離的調焦齒輪及絲桿，該外殼包括有可拆卸并可旋轉連接的上殼體及下殼體，上殼體一端設有一個卡口，在該卡口上安設有包括多個LED的、且與該上殼體呈一角度的排燈，該鏡頭通過一個隔板固定在下殼體內部，圓柱體設在該鏡頭下方，并在靠近鏡頭的一端固定有一電路板，該電路板上焊接有光電轉換元件，該圓柱體另一端設有一絲孔，絲桿穿過該絲孔，調焦齒輪橫向設在該絲桿的中部位置，該調焦齒輪與絲桿連動。本實用新型具有可調焦及放大圖像的優點。
[0003]CN202152904U公開了一種全角度旋轉網絡攝像頭，主要包括機殼、設置在所述的機殼內的控制芯片，所述的控制芯片分別連接有攝像鏡頭以及設置在所述的攝像鏡頭周向方向上的紅外燈，還包括底座，所述的底座具有用于控制所述的攝像鏡頭繞橫向360°旋轉的第一旋轉裝置以及用于控制所述的攝像鏡頭繞縱向360°旋轉的第二旋轉裝置。本實用新型解決了現有技術的問題，是一種可方便快捷調整方位的全角度旋轉網絡攝像頭。

【發明內容】

[0004]為解決現有技術的缺陷和不足，本發明提供一種新型的網絡攝像頭，相對于現有技術具有諸多的優點。
[0005]具體技術方案如下:
[0006]一種網絡攝像頭，包括:依次連接的攝像頭、攝像頭接口、數據提取處理器、接收機、天線，其特征在于:所述攝像頭具有屈折力的透鏡僅為三個:從物方到像方依次為:焦距為fl第一凸透鏡，焦距為f2的第二雙凹透鏡，焦距為f3的第三凹凸透鏡，用于承接圖像的圖像傳感器，fl/f2的比值為-0.2到-1.5，fl/f3的比值為0.45到1.33，第一凸透鏡和第二雙凹透鏡之間的距離dl為2-8mm。
[0007]作為本發明的優選實施例，所述第三凹凸透鏡的表面上設置有二元光學結構，用于進一步消除成像像差。
[0008]作為本發明的優選實施例，還包括一個封裝外殼，用于封裝所述傳感器。
[0009]作為本發明的優選實施例，所述第一凸透鏡的表面弧度大于所述第三凹凸透鏡的表面弧度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1網絡攝像頭原理圖；
[0011]圖2本發明的攝像頭的結構示意圖。[0012]圖3是圖2所述的攝像頭的剖視圖。
【具體實施方式】
[0013]為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。
[0014]圖1是根據本發明實施例的無線通信網絡100的插圖。
[0015]圖解的無線通信網絡包括所有的無線網絡元件通信到或通信經過的單個接入點101。為了簡潔和清楚起見，圖1的無線通信網絡100被圖解，其包括三個網絡元件103、105和107，但是應當理解實際的無線通信網絡可以包括更多活動或非活動的網絡元件。應當理解，接入點101可以經過有線通信鏈路被連接到其它的接入點或網絡元件。從而，接入點101可以在部分無線網絡的有線與無線部分之間起橋接作用。
[0016]在圖解的示例中，不同的網絡元件可以例如對應于個人電腦、用戶電子裝置、家用器具、打印機服務器、個人數字助理、視聽設備或任何其它適當的裝置類型。
[0017]在特殊的實施例中，第一網絡元件103定期發射包括裝置標識和信息的宣告消息。宣告消息由接入點101來廣播。
[0018]第二網絡元件105可操作來接收和處理宣告消息。另外，第二網絡元件105可操作來發射由接入點101廣播的查詢消息。在所描述的實施例中，第三網絡元件107可操作來產生包括裝置標識的查詢響應消息并且將其發射到第二網絡元件105，第二網絡元件105可操作來接收并處理這個查詢響應消息。從而，第二網絡元件105在所述示例中將接收來自于其它網絡元件的裝置標識和信息。
[0019]第二網絡元件105包括一個或多個能夠察覺第二網絡元件105的操作物理環境的狀況的傳感器。例如，第二網絡元件可以處理視頻傳感器信號以提供基于視覺輸入的各種服務。在某些實施例中，第二網絡元件105可以例如視覺上檢測包括與其它網絡元件101、107相關聯的目標在內的目標的位置。
[0020]然而，基于傳感器信號的處理只趨向于導致可能是緩慢的、不可靠的、復雜的、受限的并且亞最佳的性能。例如，基于來自于視覺視頻攝像頭的傳感器信號的目標檢測可能是復雜并且不可靠的，并且可能基于對目標被檢測到的許多假設。例如，檢測諸如AV環境中的擴音器之類的目標一般來說將基于擴音器形狀、大小和顏色的假設。這些假設可能或多或少是正確的(例如特別設計的揚聲器如果沒有附加信息就不能識別)，從而導致在視覺傳感器信號中對擴音器的檢測不可靠并會發生變化。
[0021]根據本發明的實施例，傳感器信號的處理可以通過使用與將被檢測到的其它網絡元件的一個或多個物理特征相關的信息而被簡化和/或改進。
[0022]在下文中，本發明的實施例將參考特殊的示例應用來描述。在該示例中，第一網絡元件103包括被連接到無線網絡通信單元的五個擴音器。第三網絡元件107包括嵌入了無線網絡通信單元的大屏幕視頻監視器。視頻監視器和擴音器共同形成視聽呈現布置，其中，視頻監視器呈現可視圖像而擴音器呈現相關聯的環繞聲。
[0023]根據本發明的實施例，第一和第三網絡元件103、107具有被存儲的與網絡元件103、107的物理特性相關的信息。特別地，第一網絡兀件103包括五個揚聲器中每個揚聲器的大小、形狀和顏色。類似地，第三網絡元件107包括視頻監視器的大小、形狀和顏色。[0024]根據本發明，第一網絡元件103和第三網絡元件107可操作來包括與物理特征消息中的物理特性相關的信息。而且，網絡元件包括用于向包括第二網絡元件105在內的其它網絡元件傳遞物理特征消息的裝置。特別地，物理特征消息可以被包括在由第一網絡元件103發射的宣告消息和由第三網絡元件107發射的查詢響應消息中。
[0025]所述實施例的第二網絡元件105的功能在圖1中被更詳細地圖解，而且將在下文中被更詳細地描述。
[0026]第二網絡元件105包括天線109，其接收由接入點101發射的無線的無線電信號并將它們供給接收機111。接收機111包括用于解調所接收信號和用于產生所接收信號的數據的所需功能塊是本【技術領域】中所熟知的。
[0027]數據被送到提取處理器113，其可操作來檢測物理特征消息并從中提取物理特性信息。提取處理器113被耦合到情景處理器115，其可操作來確定第二網絡元件105的物理環境的物理情景特征。提取處理器113可操作來把提取出來的物理特性信息送到情景處理器115。從而，情景處理器115第一網絡元件103的擴音器和第三網絡元件107的視頻監視器的大小、形狀和顏色的信息。
[0028]第二網絡元件105還包括視頻攝像頭117，其產生與第二網絡元件105的物理視覺環境相關的傳感器信號。視頻攝像頭117被耦合到視頻攝像頭接口 119，其產生來自于視頻攝像頭的圖像的適當的數字表示。視頻攝像頭接口 119被耦合到情景處理器115并且把數字表示送到情景處理器115。
[0029]情景處理器可操作用于響應于從提取處理器113和視頻攝像頭接口 119接收的信息來確定物理情景特征。在所述實施例中，情景處理器115可操作來執行視覺檢測算法，尤其是執行目標檢測算法。應當理解，對來自于可視圖像的目標的檢測算法在本【技術領域】中為大家所熟知，從而就不在此做詳細描述了。一般來說，目標識別算法取得視覺傳感器信息并將其關聯到一組將被識別的目標的視覺特性。
[0030]特別地，情景處理器115基于在物理特征消息中接收到的物理信息來執行目標檢測算法。從而，所述實施例中的目標檢測算法估計來自于視頻攝像頭117的圖像，以檢測第一網絡元件103和第三網絡元件107的大小、形狀和顏色的目標。
[0031]作為一個特殊的示例，第二網絡元件105可以位于視頻監視器和擴音器所處房間的中心。而且，第二網絡元件105可能包括用于旋轉視頻攝像頭117的功能塊以產生整個360°的圖像。然后，情景處理器115可以在圖像中搜索五個具有從第一網絡元件103接收的物理特征消息指出的形狀和顏色的目標。對于每個被識別的目標，該目標與在物理特征消息中指出大小相比的相對大小可以被用來確定從第二網絡元件105到不同的擴音器的距離。如果找到超過五個可能匹配該物理特性的目標，則不同的算法可以被用于選擇很可能的匹配。例如，低于或高于給出間隔的計算出的距離可以被拒絕。類似地，目標檢測算法估計圖像中與從第三網絡元件107接收的物理特征消息中的目標形狀和顏色相同的目標。然后，它響應于圖像中的相對大小和物理特征消息中的報告大小來確定到視頻監視器的距離。
[0032]因此，第二網絡元件105可以自動地檢測室內五個擴音器和視頻監視器的位置。檢測的速度和可靠性由于從其它網絡元件接收物理特征消息的緣故而得到了極大的改進，并且應用的可行性和實踐性的確可以取決于物理特征消息的可用性。從而，所述的實施例可以實現輔助和/或增強和/或改進的服務。
[0033]應當理解，不同目標的位置確定可以以很多不同的方法來使用，并且取決于具體應用而被用于許多不同的目的。例如，第二網絡元件105可以被用來自動地檢測和估計視聽裝備。例如，可以自動地產生更改揚聲器位置建議從而改進環繞聲性能，或者它可以計算優選或最佳的用戶位置以得到最佳的環繞聲效果。
[0034]在上述實施例中，簡單的物理測量由其它的網絡元件103、107提供給第二網絡元件105。這些信息可以只被傳遞少量數據并且從而可以包括在短數據消息內。在其它的實施例中，具有更多詳細信息的更充實的數據量可以被傳遞。例如，第一和第三網絡元件103、107可以發射擴音器和/或視頻監視器的圖像組。例如，圖像可能具有來自于大量不同角度的對應目標。這些信息可以充分地簡化環境處理器115的目標識別，并且可以特別地使在第二網絡元件105的視覺環境中對目標的檢測的可靠性得到改進。
[0035]應當理解，盡管示例的實施例使用視覺傳感器輸入裝置，然而任何其它用于確定第二網絡元件105的物理環境特征的適當的傳感器輸入裝置也可以被使用。
[0036]特別地，諸如麥克風之類的音頻傳感器可以被替換或另外地使用。從而，第二網絡元件105可以優選包括用于確定包括音頻和視頻信號的視聽信號的傳感器輸入。例如，這可能對視聽應用特別有用。例如，上述實施例的第二網絡元件可能另外檢測來自于五個不同擴音器的相對音量級。在一個簡單的實施例中，固定音量的信號可以順序地從五個擴音器中的每一個被發射，并且可以被第二網絡元件105檢測到。這可以不僅提供改進的音頻環境估計，而且還可以被用來簡化視覺環境的確定。例如，相對音量級可以被用來幫助確定從第二網絡元件105到單獨的擴音器的距離。
[0037]在所述的實施例中，網絡元件包括與網絡元件的固有物理特性相關的信息。這允許信息將在制造期間被存儲在網絡元件中，因此提供了一種產生物理信息的簡單方法。然而在其它的實施例中，網絡元件可以例如可操作用于替換或另外地基于網絡元件的物理特性來確定動態或環境，并且用于把這些包括在物理特征消息中。例如，第三網絡元件107可以確定視頻監視器是被安裝在墻壁上還是被放置在架子上。這些信息可以簡化第二網絡元件105對視頻監視器的檢測。
[0038]在某些實施例中，網絡元件可操作來給用戶發射表示信號。例如在上述的實施例中，視頻監視器發射視頻圖像而擴音器發射音頻信號。在某些實施例中，物理特征消息可以包括網絡元件發射的物理信號的當前特征的信息。
[0039]從而，第三網絡元件107可以傳遞包括與正被發射的視頻圖像相關的信息的物理特征消息。這可以提供改進的第二網絡元件105的目標檢測。例如，如果第二網絡元件105具有指出當前正舉行足球比賽的信息，則它可以響應于與這些目標每一個相關聯的綠色量在兩個候選目標之間選擇。
[0040]在某些實施例中，物理信號的數據表示可以被包括在物理特征消息中。例如，將被顯示在視頻監視器上的高度壓縮的MPEG-2信號表示可以被包括在內，從而提供了非常精確的檢測。然而，這需要在很多應用中都不切實際的大量數據的傳遞。因此，更多間接的信息往往可以被使用，例如包括指出的被呈現的內容類型的信息或音頻采指紋信息。
[0041]在某些實施例中，網絡元件可以可操作用于在被呈現的物理信號中嵌入標志。例如，第三網絡元件107可以包括觀察者注意不到的很少發生的視覺特征。然而，第二網絡元件105卻可以檢測到清楚的圖案，從而提供了對來自于視頻攝像頭的圖像中的目標的精確檢測。被嵌入標志的信息可以被包括在物理特征消息中，因此允許第二網絡元件105接收這些信息并將其用于目標識別。優選地，標志是十分細微從而用戶注意不到，并且因此可以被嵌入實況的圖像信號中。在其它的實施例中，標志可以是特殊的測試信號。例如，視頻監視器可以在第二網絡元件105使用的測試期間發射特殊的顏色序列，以確定物理情景。
[0042]在某些實施例中，發射物理特征消息的網絡元件可以自己來檢測它們的環境特征并將其包括在物理特征消息中。例如，網絡元件可以包括GPS接收機，其可操作用于檢測網絡元件的位置并將其包括在物理特征消息中。
[0043]發射物理特征消息的網絡元件可以另外或替換地包括移動檢測器。如果移動檢測器確定網絡元件已經移動，則它可以執行物理環境的再估計并且發射指示新環境的更新的物理特征消息。移動檢測器例如可以是一個簡單振動檢測器。
[0044]在下文中，可以顯現或簡化物理特征消息的傳輸的應用的特殊示例將被描述。在這個示例中，一個房子可以包括動態網絡的大量網絡元件。這些網絡元件可以包括電視、音頻環繞聲放大器、擴音器、計算機等等。一部分或全部的這些網絡元件可操作用于經由動態網絡發射物理特征消息。
[0045]在這個環境中，控制網絡元件可以包括顯示器并對部分或全部網絡元件執行遙控功能。從而，用戶可以使用單個便攜式控制網絡元件來控制放置在整個房子中的設備和裝置。例如，同一控制網絡元件可以控制環繞聲的音量、DVD播放器的操作以及一個或多個房間中的光源。
[0046]在所述實施例中，控制網絡元件可操作用于確定指出房子中一部分或全部的網絡元件的物理位置地圖。優選地，房子的平面圖可以被手動地輸入，并且控制網絡元件可以自動地確定其它網絡元件的位置并且將它們關聯到平面圖。特別地，如圖1的實施例所說明的，控制網絡元件可以包括基于所接收的物理特征消息執行目標的視覺檢測的視頻攝像頭。
[0047]優選地，控制網絡元件被繞著房子移動，自動地采集物理特征消息并檢測不同的網絡元件的位置。從而，位置圖可以被自動地或半自動地確定，并且可以在優選地是控制網絡元件一部分的適當顯示器上被呈現給用戶。優選地，控制網絡元件連續地或有規律地執行目標檢測，因此允許控制網絡自動地檢測任何網絡元件的位置變化并自動地更新位置圖。
[0048]所述攝像頭117，具有如下結構特征:
[0049]圖2所示，為本發明的一種【具體實施方式】。具有設置于鏡頭座10內部非球面鏡頭組，攝像頭20，攝像頭連接于電路板40上，便于將所拍攝的圖像信息及時準確地傳送到電路板40上的控制電路中。
[0050]該非球面鏡頭組，其前后由兩個高精度非球面透鏡11、13組成:前透鏡11和后透鏡13(圖2所示)，兩個非球面前透鏡11和后透鏡13的凹面部分都向內設置，中間配備有與前透鏡11和后透鏡13相適應的凹面透鏡12，凹面透鏡12的前凹面與前透鏡11的投射弧度對應，且凹面透鏡12的后凹面與后透鏡13的投射弧度對應，這種非球面透鏡的設置使得透鏡之間的聚焦間距可以變得很小，由此可大大縮短鏡頭組的長度，使整個攝像頭的體積可以非常小。[0051]所述前透鏡11的焦距為fl，凹面透鏡12的焦距為f2，后透鏡的焦距為f3，則Π/f2的比值為-0.2到-1.5，fl/f3的比值為0.45到1.33，透鏡11和透鏡12之間的距離dl為 2_8mm。
[0052]優選在透鏡13的表面上設置有二元光學結構，用于進一步消除成像像差。
[0053]本發明采用的成像透鏡光學系統為三透鏡光學系統，與二透鏡光學系統相比其消像差能力顯著提高，實踐表面具有本發明上述結構參數的攝像頭易于實現小型化，同時成像質量較高。
[0054]圖3所示，非球面鏡頭組中，其前透鏡11的表面弧度大于后透鏡13的表面弧度，以便于拍攝具有比較寬視角的圖像，同時將該圖像非常準確地反映到鏡頭組背后的攝像頭上。
[0055]上述的非球面鏡頭組，其前面的非球面透鏡上設置有集成紅外低通濾光膜14，以具有適當的濾光效果，保證所拍攝的動態圖像質量。
[0056]所述的能拍攝彩色清晰圖像的微型攝像頭，其基座由金屬片和柔性材料構成，金屬片構成支撐架，柔性材料填充支撐架，并形成對金屬片和鏡頭組的保護。
[0057]圖2所示的攝像頭20為CMOS光電攝像頭，能夠成24位真彩動態圖像。所拍攝的物品或景物通過透鏡孔30、前透鏡11、凹面透鏡12、后透鏡13反映到攝像頭20上，被拍攝下來。
[0058]攝像頭還包括一封裝外殼，信號處理模塊、傳感器元件埋設在封裝外殼內。電容設有至少兩個片狀極板，兩個片狀極板分別埋設在封裝外殼內。因為片狀極板埋設在封裝外殼內，封裝外殼面積相對較大，因此允許兩個片狀極板具有較大的面積，進而允許電容具有較大的電容量。攝像頭設有一固定裝置，固定裝置可以是黏膠、磁鐵、鎖扣等，具體形式可根據實際工作環境進行選取。
[0059]以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述使用方法的限制，上述使用方法和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。
【權利要求】
1.一種網絡攝像頭，包括:依次連接的攝像頭、攝像頭接口、數據提取處理器、接收機、天線，其特征在于:所述攝像頭具有屈折力的透鏡僅為三個:從物方到像方依次為:焦距為Π第一凸透鏡，焦距為f2的第二雙凹透鏡，焦距為f3的第三凹凸透鏡，用于承接圖像的圖像傳感器，fl/f2的比值為-0.2到-1.5，fl/f3的比值為0.45到1.33，第一凸透鏡和第二雙凹透鏡之間的距離dl為2-8mm。
2.如權利要求1所述的攝像頭，所述第三凹凸透鏡的表面上設置有二元光學結構，用于進一步消除成像像差。
3.如權利要求1所述的攝像頭，還包括一個封裝外殼，用于封裝所述傳感器。
4.如權利要求1所述的攝像頭，所述第一凸透鏡的表面弧度大于所述第三凹凸透鏡的表面弧度。
【文檔編號】H04N5/225GK103826036SQ201210465530
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年11月17日 優先權日:2012年11月17日
【發明者】耿振民 申請人:無錫華御信息技術有限公司