CN102946509A - 无线网络摄像头 - Google Patents

Abstract

一种无线网络摄像头，包括：依次连接的摄像头、摄像头接口、数据提取处理器、接收机、天线，其特征在于：所述摄像头具有屈折力的透镜仅为三个：从物方到像方依次为：焦距为f1第一凸透镜，焦距为f2的第二双凹透镜，焦距为f3的第三凹凸透镜，用于承接图像的图像传感器，f1/f2的比值为-0.2到-1.5，f1/f3的比值为0.45到1.33，整个光学系统的焦距为f，所述第一凸透镜和第二双凹透镜组合的焦距为f12，则f12/f为0.62-2.35，所述第三凹凸透镜的表面上设置有二元光学结构，用于进一步消除成像像差。

Description

无线网络摄像头

技术领域

本发明涉及信息技术领域，具体涉及一种无线网络摄像头。 

背景技术

无线网络摄像头是具有联网功能的摄像头。 

专利文献CN2783661A公开了一种网络摄像头，主要包括有外壳、安装在该外壳内的镜头、光电转换元件及电路板，及包括有圆柱体、从该外壳引出的ＵＳＢ头、用于调节镜头与光电转换元件之间距离的调焦齿轮及丝杆，该外壳包括有可拆卸并可旋转连接的上壳体及下壳体，上壳体一端设有一个卡口，在该卡口上安设有包括多个ＬＥＤ的、且与该上壳体呈一角度的排灯，该镜头通过一个隔板固定在下壳体内部，圆柱体设在该镜头下方，并在靠近镜头的一端固定有一电路板，该电路板上焊接有光电转换元件，该圆柱体另一端设有一丝孔，丝杆穿过该丝孔，调焦齿轮横向设在该丝杆的中部位置，该调焦齿轮与丝杆连动。本发明具有可调焦及放大图像的优点。 

CN202152904U公开了一种全角度旋转网络摄像头，主要包括机壳、设置在所述的机壳内的控制芯片，所述的控制芯片分别连接有摄像镜头以及设置在所述的摄像镜头周向方向上的红外灯，还包括底座，所述的底座具有用于控制所述的摄像镜头绕横向360°旋转的第一旋转装置以及用于控制所述的摄像镜头绕纵向360°旋转的第二旋转装置。本发明解决了现有技术的问题，是一种可方便快捷调整方位的全角度旋转无线网络摄像头。 

发明内容

为解决现有技术的缺陷和不足，本发明提供一种新型的无线网络摄像头，相对于现有技术具有诸多的优点。 

具体技术方案如下： 

一种无线网络摄像头，包括：依次连接的摄像头、摄像头接口、数据提取处理器、接收机、天线，其特征在于：所述摄像头具有屈折力的透镜仅为三个：从物方到像方依次为：焦距为f1第一凸透镜，焦距为f2的第二双凹透镜，焦距为f3的第三凹凸透镜，用于承接图像的图像传感器，f1/f2的比值为-0.2到-1.5，f1/f3的比值为0.45到1.33，整个光学系统的焦距为f，所述第一凸透镜和第二双凹透镜组合的焦距为f12，则f12/f为0.62-2.35，所述第三凹凸透镜的表面上设置有二元光学结构，用于进一步消除成像像差。 

作为本发明的优选实施例，在所述第一凸透镜的物方表面镀设有红外低通滤光膜。 

作为本发明的优选实施例，所述第一凸透镜的表面弧度大于所述第三凹凸透镜的表面弧度。 

作为本发明的优选实施例，至少一个所述透镜的至少一个表面为非球面。 

附图说明

图1无线网络摄像头原理图； 

图2本发明的摄像头的结构示意图。 

图3是图2所述的摄像头的剖视图。 

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。 

图1是根据本发明实施例的无线通信网络100的插图。 

图解的无线通信网络包括所有的无线网络元件通信到或通信经过的单个接入点101。为了简洁和清楚起见，图1的无线通信网络100被图解，其包括三个网络元件103、105和107，但是应当理解实际的无线通信网络可以包括更多活动或非活动的网络元件。应当理解，接入点101可以经过有线通信链路被连接到其它的接入点或网络元件。从而，接入点101可以在部分无线网络的有线与无线部分之间起桥接作用。 

在图解的示例中，不同的网络元件可以例如对应于个人电脑、用户电子装置、家用器具、打印机服务器、个人数字助理、视听设备或任何其它适当的装置类型。 

在特殊的实施例中，第一网络元件103定期发射包括装置标识和信息的宣告消息。宣告消息由接入点101来广播。 

第二网络元件105可操作来接收和处理宣告消息。另外，第二网络元件105可操作来发射由接入点101广播的查询消息。在所描述的实施例中，第三网络元件107可操作来产生包括装置标识的查询响应消息并且将其发射到第二网络元件105，第二网络元件105可操作来接收并处理这个查询响应消息。从而，第二网络元件105在所述示例中将接收来自于其它网络元件的装置标识和信息。 

第二网络元件105包括一个或多个能够察觉第二网络元件105的操作物理 环境的状况的传感器。例如，第二网络元件可以处理视频传感器信号以提供基于视觉输入的各种服务。在某些实施例中，第二网络元件105可以例如视觉上检测包括与其它网络元件101、107相关联的目标在内的目标的位置。 

然而，基于传感器信号的处理只趋向于导致可能是缓慢的、不可靠的、复杂的、受限的并且亚最佳的性能。例如，基于来自于视觉视频摄像头的传感器信号的目标检测可能是复杂并且不可靠的，并且可能基于对目标被检测到的许多假设。例如，检测诸如AV环境中的扩音器之类的目标一般来说将基于扩音器形状、大小和颜色的假设。这些假设可能或多或少是正确的(例如特别设计的扬声器如果没有附加信息就不能识别)，从而导致在视觉传感器信号中对扩音器的检测不可靠并会发生变化。 

根据本发明的实施例，传感器信号的处理可以通过使用与将被检测到的其它网络元件的一个或多个物理特征相关的信息而被简化和/或改进。 

在下文中，本发明的实施例将参考特殊的示例应用来描述。在该示例中，第一网络元件103包括被连接到无线网络通信单元的五个扩音器。第三网络元件107包括嵌入了无线网络通信单元的大屏幕视频监视器。视频监视器和扩音器共同形成视听呈现布置，其中，视频监视器呈现可视图像而扩音器呈现相关联的环绕声。 

根据本发明的实施例，第一和第三网络元件103、107具有被存储的与网络元件103、107的物理特性相关的信息。特别地，第一网络元件103包括五个扬声器中每个扬声器的大小、形状和颜色。类似地，第三网络元件107包括视频监视器的大小、形状和颜色。 

根据本发明，第一网络元件103和第三网络元件107可操作来包括与物理特征消息中的物理特性相关的信息。而且，网络元件包括用于向包括第二网络元件105在内的其它网络元件传递物理特征消息的装置。特别地，物理特征消息可以被包括在由第一网络元件103发射的宣告消息和由第三网络元件107发射的查询响应消息中。 

所述实施例的第二网络元件105的功能在图1中被更详细地图解，而且将在下文中被更详细地描述。 

第二网络元件105包括天线109，其接收由接入点101发射的无线的无线电信号并将它们供给接收机111。接收机111包括用于解调所接收信号和用于产生所接收信号的数据的所需功能块是本技术领域中所熟知的。 

数据被送到提取处理器113，其可操作来检测物理特征消息并从中提取物理特性信息。提取处理器113被耦合到情景处理器115，其可操作来确定第二网络元件105的物理环境的物理情景特征。提取处理器113可操作来把提取出来的物理特性信息送到情景处理器115。从而，情景处理器115第一网络元件103的扩音器和第三网络元件107的视频监视器的大小、形状和颜色的信息。 

第二网络元件105还包括视频摄像头117，其产生与第二网络元件105的物理视觉环境相关的传感器信号。视频摄像头117被耦合到视频摄像头接口119，其产生来自于视频摄像头的图像的适当的数字表示。视频摄像头接口119被耦合到情景处理器115并且把数字表示送到情景处理器115。 

情景处理器可操作用于响应于从提取处理器113和视频摄像头接口119接收的信息来确定物理情景特征。在所述实施例中，情景处理器115可操作来执 行视觉检测算法，尤其是执行目标检测算法。应当理解，对来自于可视图像的目标的检测算法在本技术领域中为大家所熟知，从而就不在此做详细描述了。一般来说，目标识别算法取得视觉传感器信息并将其关联到一组将被识别的目标的视觉特性。 

特别地，情景处理器115基于在物理特征消息中接收到的物理信息来执行目标检测算法。从而，所述实施例中的目标检测算法估计来自于视频摄像头117的图像，以检测第一网络元件103和第三网络元件107的大小、形状和颜色的目标。 

作为一个特殊的示例，第二网络元件105可以位于视频监视器和扩音器所处房间的中心。而且，第二网络元件105可能包括用于旋转视频摄像头117的功能块以产生整个360°的图像。然后，情景处理器115可以在图像中搜索五个具有从第一网络元件103接收的物理特征消息指出的形状和颜色的目标。对于每个被识别的目标，该目标与在物理特征消息中指出大小相比的相对大小可以被用来确定从第二网络元件105到不同的扩音器的距离。如果找到超过五个可能匹配该物理特性的目标，则不同的算法可以被用于选择很可能的匹配。例如，低于或高于给出间隔的计算出的距离可以被拒绝。类似地，目标检测算法估计图像中与从第三网络元件107接收的物理特征消息中的目标形状和颜色相同的目标。然后，它响应于图像中的相对大小和物理特征消息中的报告大小来确定到视频监视器的距离。 

因此，第二网络元件105可以自动地检测室内五个扩音器和视频监视器的位置。检测的速度和可靠性由于从其它网络元件接收物理特征消息的缘故而得到了极大的改进，并且应用的可行性和实践性的确可以取决于物理特征消息的 可用性。从而，所述的实施例可以实现辅助和/或增强和/或改进的服务。 

应当理解，不同目标的位置确定可以以很多不同的方法来使用，并且取决于具体应用而被用于许多不同的目的。例如，第二网络元件105可以被用来自动地检测和估计视听装备。例如，可以自动地产生更改扬声器位置建议从而改进环绕声性能，或者它可以计算优选或最佳的用户位置以得到最佳的环绕声效果。 

在上述实施例中，简单的物理测量由其它的网络元件103、107提供给第二网络元件105。这些信息可以只被传递少量数据并且从而可以包括在短数据消息内。在其它的实施例中，具有更多详细信息的更充实的数据量可以被传递。例如，第一和第三网络元件103、107可以发射扩音器和/或视频监视器的图像组。例如，图像可能具有来自于大量不同角度的对应目标。这些信息可以充分地简化环境处理器115的目标识别，并且可以特别地使在第二网络元件105的视觉环境中对目标的检测的可靠性得到改进。 

应当理解，尽管示例的实施例使用视觉传感器输入装置，然而任何其它用于确定第二网络元件105的物理环境特征的适当的传感器输入装置也可以被使用。 

特别地，诸如麦克风之类的音频传感器可以被替换或另外地使用。从而，第二网络元件105可以优选包括用于确定包括音频和视频信号的视听信号的传感器输入。例如，这可能对视听应用特别有用。例如，上述实施例的第二网络元件可能另外检测来自于五个不同扩音器的相对音量级。在一个简单的实施例中，固定音量的信号可以顺序地从五个扩音器中的每一个被发射，并且可以被第二网络元件105检测到。这可以不仅提供改进的音频环境估计，而且还可以 被用来简化视觉环境的确定。例如，相对音量级可以被用来帮助确定从第二网络元件105到单独的扩音器的距离。 

在所述的实施例中，网络元件包括与网络元件的固有物理特性相关的信息。这允许信息将在制造期间被存储在网络元件中，因此提供了一种产生物理信息的简单方法。然而在其它的实施例中，网络元件可以例如可操作用于替换或另外地基于网络元件的物理特性来确定动态或环境，并且用于把这些包括在物理特征消息中。例如，第三网络元件107可以确定视频监视器是被安装在墙壁上还是被放置在架子上。这些信息可以简化第二网络元件105对视频监视器的检测。 

在某些实施例中，网络元件可操作来给用户发射表示信号。例如在上述的实施例中，视频监视器发射视频图像而扩音器发射音频信号。在某些实施例中，物理特征消息可以包括网络元件发射的物理信号的当前特征的信息。 

从而，第三网络元件107可以传递包括与正被发射的视频图像相关的信息的物理特征消息。这可以提供改进的第二网络元件105的目标检测。例如，如果第二网络元件105具有指出当前正举行足球比赛的信息，则它可以响应于与这些目标每一个相关联的绿色量在两个候选目标之间选择。 

在某些实施例中，物理信号的数据表示可以被包括在物理特征消息中。例如，将被显示在视频监视器上的高度压缩的MPEG-2信号表示可以被包括在内，从而提供了非常精确的检测。然而，这需要在很多应用中都不切实际的大量数据的传递。因此，更多间接的信息往往可以被使用，例如包括指出的被呈现的内容类型的信息或音频采指纹信息。 

在某些实施例中，网络元件可以可操作用于在被呈现的物理信号中嵌入标志。例如，第三网络元件107可以包括观察者注意不到的很少发生的视觉特征。然而，第二网络元件105却可以检测到清楚的图案，从而提供了对来自于视频摄像头的图像中的目标的精确检测。被嵌入标志的信息可以被包括在物理特征消息中，因此允许第二网络元件105接收这些信息并将其用于目标识别。优选地，标志是十分细微从而用户注意不到，并且因此可以被嵌入实况的图像信号中。在其它的实施例中，标志可以是特殊的测试信号。例如，视频监视器可以在第二网络元件105使用的测试期间发射特殊的颜色序列，以确定物理情景。 

在某些实施例中，发射物理特征消息的网络元件可以自己来检测它们的环境特征并将其包括在物理特征消息中。例如，网络元件可以包括GPS接收机，其可操作用于检测网络元件的位置并将其包括在物理特征消息中。 

发射物理特征消息的网络元件可以另外或替换地包括移动检测器。如果移动检测器确定网络元件已经移动，则它可以执行物理环境的再估计并且发射指示新环境的更新的物理特征消息。移动检测器例如可以是一个简单振动检测器。 

在下文中，可以显现或简化物理特征消息的传输的应用的特殊示例将被描述。在这个示例中，一个房子可以包括动态网络的大量网络元件。这些网络元件可以包括电视、音频环绕声放大器、扩音器、计算机等等。一部分或全部的这些网络元件可操作用于经由动态网络发射物理特征消息。 

在这个环境中，控制网络元件可以包括显示器并对部分或全部网络元件执行遥控功能。从而，用户可以使用单个便携式控制网络元件来控制放置在整个房子中的设备和装置。例如，同一控制网络元件可以控制环绕声的音量、DVD 播放器的操作以及一个或多个房间中的光源。 

在所述实施例中，控制网络元件可操作用于确定指出房子中一部分或全部的网络元件的物理位置地图。优选地，房子的平面图可以被手动地输入，并且控制网络元件可以自动地确定其它网络元件的位置并且将它们关联到平面图。特别地，如图1的实施例所说明的，控制网络元件可以包括基于所接收的物理特征消息执行目标的视觉检测的视频摄像头。 

优选地，控制网络元件被绕着房子移动，自动地采集物理特征消息并检测不同的网络元件的位置。从而，位置图可以被自动地或半自动地确定，并且可以在优选地是控制网络元件一部分的适当显示器上被呈现给用户。优选地，控制网络元件连续地或有规律地执行目标检测，因此允许控制网络自动地检测任何网络元件的位置变化并自动地更新位置图。 

所述摄像头117，具有如下结构特征： 

图2所示，为本发明的一种具体实施方式。具有设置于镜头座10内部非球面镜头组，摄像头20，摄像头连接于电路板40上，便于将所拍摄的图像信息及时准确地传送到电路板40上的控制电路中。 

该非球面镜头组，其前后由两个高精度非球面透镜11、13组成：前透镜11和后透镜13(图2所示)，两个非球面前透镜11和后透镜13的凹面部分都向内设置，中间配备有与前透镜11和后透镜13相适应的凹面透镜12，凹面透镜12的前凹面与前透镜11的投射弧度对应，且凹面透镜12的后凹面与后透镜13的投射弧度对应，这种非球面透镜的设置使得透镜之间的聚焦间距可以变得很小，由此可大大缩短镜头组的长度，使整个摄像头的体积可以非常小。 

所述前透镜11的焦距为f1，凹面透镜12的焦距为f2，后透镜的焦距为f3，则f1/f2的比值为-0.2到-1.5，f1/f3的比值为0.45到1.33。整个光学系统的焦距为f，所述前透镜和凹面透镜组合的焦距为f12，则f12/f为0.62-2.35。具有上述结构参数的镜头有利于在系统光轴方向上缩小整个光学系统的尺寸。 

优选在透镜13的表面上设置有二元光学结构，用于进一步消除成像像差。 

本发明采用的成像透镜光学系统为三透镜光学系统，与二透镜光学系统相比其消像差能力显著提高，实践表面具有本发明上述结构参数的摄像头易于实现小型化，同时成像质量较高。 

图3所示，非球面镜头组中，其前透镜11的表面弧度大于后透镜13的表面弧度，以便于拍摄具有比较宽视角的图像，同时将该图像非常准确地反映到镜头组背后的摄像头上。 

上述的非球面镜头组，其前面的非球面透镜上设置有集成红外低通滤光膜14，以具有适当的滤光效果，保证所拍摄的动态图像质量。 

所述的能拍摄彩色清晰图像的微型摄像头，其基座由金属片和柔性材料构成，金属片构成支撑架，柔性材料填充支撑架，并形成对金属片和镜头组的保护。 

图2所示的摄像头20为CMOS光电摄像头，能够成24位真彩动态图像。所拍摄的物品或景物通过透镜孔30、前透镜11、凹面透镜12、后透镜13反映到摄像头20上，被拍摄下来。 

摄像头还包括一封装外壳，信号处理模块、传感器元件埋设在封装外壳内。电容设有至少两个片状极板，两个片状极板分别埋设在封装外壳内。因为片状 极板埋设在封装外壳内，封装外壳面积相对较大，因此允许两个片状极板具有较大的面积，进而允许电容具有较大的电容量。摄像头设有一固定装置，固定装置可以是黏胶、磁铁、锁扣等，具体形式可根据实际工作环境进行选取。 

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述使用方法的限制，上述使用方法和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。 

Claims (4)

1.一种无线网络摄像头，包括：依次连接的摄像头、摄像头接口、数据提取处理器、接收机、天线，其特征在于：所述摄像头具有屈折力的透镜仅为三个：从物方到像方依次为：焦距为f1第一凸透镜，焦距为f2的第二双凹透镜，焦距为f3的第三凹凸透镜，用于承接图像的图像传感器，f1/f2的比值为-0.2到-1.5，f1/f3的比值为0.45到1.33，整个光学系统的焦距为f，所述第一凸透镜和第二双凹透镜组合的焦距为f12，则f12/f为0.62-2.35，所述第三凹凸透镜的表面上设置有二元光学结构，用于进一步消除成像像差。

2.如权利要求1所述的摄像头，在所述第一凸透镜的物方表面镀设有红外低通滤光膜。

3.如权利要求1所述的摄像头，所述第一凸透镜的表面弧度大于所述第三凹凸透镜的表面弧度。

4.如权利要求1所述的摄像头，至少一个所述透镜的至少一个表面为非球面。

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