专利名称：固定式摄像机装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可以定位在显示设备如电视机的屏幕上的任意位置处的固定式摄像机装置。特别是，本发明涉及一种适用于集成有微型摄像机、麦克风和通信装置等的多媒体教学系统和电视会议系统的固定式摄像机装置。
这种系统由使用电视机等的显示设备、微型摄像机、麦克风以及用于发送和接收图像数据和音频数据的通信装置等组成。
在这种情况下，微型摄像机置于显示设备的外壳上，或置于显示设备的一旁，使其比较接近视线。用户的图像由微型摄像机拍摄，并通过通信线路而显示在接收方系统的显示设备的屏幕上。
对于可通过因特网连接来建立双向通信的一些当前的笔记本式计算机或移动计算机来说，微型摄像机构建在显示屏幕的框架内，试图使摄像机更接近用户的视线。
然而，在观看显示在显示设备上的信息时，用户通常要参与会话或输入所需的信息(在教学系统中为例如提问与回答的信息、其它方面的图像等)。因此，虽然微型摄像机更接近显示设备的显示屏幕，然而在接收方的显示设备上观看时用户的视线还是有些偏离了自然的视线。
研制了本发明来解决这个问题。本发明的一个主要目的是提供一种能将进入显示屏幕的用户视线和他的进入摄像机的视线相匹配、或使这些视线尽可能地接近并且允许将微型摄像机定位在显示屏幕上的任意位置处的固定式摄像机装置。本发明的第二个目的是提供一种能将进入显示屏幕的用户视线和他的进入摄像机的视线相匹配、或使这些视线尽可能地接近并且无须将微型摄像机定位在显示屏幕上的任意位置处的固定式摄像机装置。
这种设置允许在两种使用形式之间进行任意选择。在基体件安放在显示设备外壳上的第一使用形式中，允许使摄像机固定器悬垂以便将摄像机单元定位在显示屏幕的中央。在基体件安放在基台上并位于显示设备之前的第二使用形式中，允许使摄像机固定器直立以便将摄像机单元定位在显示设备的中央。
对于上述设置来说，摄像机固定器可旋转运动到使其能接触到基体件的顶面或底面的程度。这种结构保护了在包装或装卸固定式摄像机装置时摄像机固定器和摄像机单元不会受到损坏。此外，这种可折叠的摄像机固定器能实现紧凑的包装，这提高了运输的效率。
同样对于上述设置来说，摄像机固定器具有可存放在形成于基体件内的存储部分中的结构。在不使用时，摄像机固定器可紧密接触地装入到基体件中，因此摄像机固定器不会妨碍工作。
考虑到显示设备可以是不同的形状，因此摄像机固定器最好具有一定的调节功能，使得摄像机单元可以准确无误地定位在显示屏幕的中央。为了达到这个目的，本发明的固定式摄像机装置具有带可伸缩结构的摄像机固定器。这种摄像机固定器可以伸展或收缩，从而将摄像机单元准确无误地定位在显示屏幕的中央，而与显示设备的形状和屏幕尺寸无关。
或者，本发明的固定式摄像机装置具有带柔性结构的摄像机固定器。这种摄像机固定器可以弯曲，从而将摄像机单元准确无误地定位在显示屏幕的中央，而与显示设备的形状和屏幕尺寸无关。另外，这种摄像机固定器可以弯曲以便调节其到用户的距离。
作为另一种变化，本发明的固定式摄像机装置可具有带柔性结构和可伸缩结构的摄像机固定器。这种摄像机固定器允许更精确地调节摄像机单元的位置。
接着，与本发明权利要求7相对应的本发明的固定式摄像机装置包括可安放在显示设备的外壳和可固定显示设备的基台上的基体件，分别连接在此基体件的左侧和右侧并沿显示设备的显示屏幕的左侧和右侧来定位的摄像机固定器，以及分别安装在这些摄像机固定器的末端上的摄像机单元。当基体件安放在外壳或基台上时，两个摄像机单元就可以定位在与将要显示于显示设备的显示区域上的人的视线相对齐的高度上。
通过合成来自位于左侧和右侧的两个摄像机单元的图像，具有这些特征的本发明可以产生向前视线的图像。也就是说，可以发送如同摄像机单元定位在显示设备的屏幕中央的合成图像。由于这些摄像机单元实际上并未层叠在显示屏幕上，因而不会干扰显示设备的屏幕上的显示，因此用户可以享受一种极为方便的使用方式。
图2是显示了实施例1的固定式摄像机装置的一种使用形式的透视图。
图3是显示了实施例1的固定式摄像机装置的另一使用形式的透视图。
图4是显示了实施例1的另一示例的整体透视图，其中摄像机固定器具有不同的柔性结构。
图5是显示了图4所示固定式摄像机装置的一种使用形式的透视图。
图6是显示了图4所示固定式摄像机装置的另一使用形式的透视图。
图7是显示了根据本发明实施例2的整个固定式摄像机装置的透视图。
图8是显示了实施例2的固定式摄像机装置的一种使用形式的透视图。
图9是显示了实施例2的固定式摄像机装置的另一使用形式的透视图。
图10是显示了根据本发明实施例3的整个固定式摄像机装置的透视图。
图11是显示了实施例3的固定式摄像机装置的一种使用形式的透视图。
图12是显示了实施例3的固定式摄像机装置的另一使用形式的透视图。
图13(a)是显示了处于折叠状态的实施例3的固定式摄像机装置的透视图，而图13(b)为其截面示意图。
图14是显示了根据本发明实施例4的整个固定式摄像机装置的透视图。
图15是显示了根据本发明实施例4的整个固定式摄像机装置的另一透视图。
图16是显示了实施例4的固定式摄像机装置的示意性侧视图。
图17是显示了根据本发明实施例5的整个固定式摄像机装置的透视图。
图18是显示了实施例5的固定式摄像机装置的一种使用形式的透视图。
图19是显示了实施例5的固定式摄像机装置的另一使用形式的透视图。
<实施例1>
图1是显示了根据本发明实施例1的整个固定式摄像机装置的透视图。图2和图3是显示了这种固定式摄像机装置的使用形式的透视图。
实施例1的固定式摄像机装置A1包括安放在显示设备91的外壳92(见图2)或可固定显示设备91的基台93如桌子(见图3)上的基体件1、连接在基体件1中间的摄像机固定器2，以及安装在摄像机固定器2的末端2a上的摄像机单元3。
基体件1具有横向伸长的形状。在实施例1中，基体件1包括内置扬声器和用于连接到耳机插孔上的连接端子(未示出)。基体件1的底面为平坦的表面，使其可以稳定的方式安放在外壳92和基台93上。为了保证基体件1的紧固放置，可以在底面上超过一个的位置(例如左、右侧的两个位置，或左前角、右前角、左后角和右后角的四个位置)处安装吸附件，如吸盘。
这里，平行于基台93的固定面、同时也平行于显示设备91的显示屏幕的方向定义为横向方向M，而与此横向方向M正交的方向定义为垂直方向N。在这种情况下，基体件1放置在外壳92或基台93上，它的纵向基本上和横向方向M对齐(见图2和图3)。
对于摄像机固定器2来说，基体端2b连接在基体件1上，使得摄像机固定器2可以相对于基体件1在垂直方向上(图1中箭头X的方向)旋转运动。实施例1的摄像机固定器2在其中间具有接头2c。该接头2c使得摄像机固定器2还可以在X方向上弯曲成L形。
安装在摄像机固定器2的末端2a上的摄像机单元3还可相对于摄像机固定器2的末端2a在垂直方向上(图1中箭头X的方向)旋转运动。
为了实现图2和图3中所示的放置状态，摄像机固定器2需要能相对于基体件1至少在约180度的范围内旋转运动。此外，摄像机单元3需要能相对于摄像机固定器2至少在180度或更大(最好约200度)的范围内旋转运动。
根据上述设置，当实施例1的这种固定式摄像机装置A1放在外壳92上时，可以将摄像机固定器2旋转地运动到悬挂状态，然后以合适的方式弯曲接头2c，以便将摄像机单元3的位置调节到大约在显示屏幕的中央。在这种状态下，可通过旋转运动将摄像机单元3调节到面对着前方的用户。类似地，当基体件1安放在基台93上且位于显示设备91之前并平行于显示屏幕时，可以将摄像机固定器2旋转地运动到直立状态，然后以合适的方式弯曲接头2c，以便将摄像机单元3的位置调节到大约在显示屏幕的中央。在这种状态下，可通过旋转运动将摄像机单元3调节到面对着前方的用户。
再来看图4所示的示例，实施例1的摄像机固定器2采用了不同的柔性结构。此示例的结构允许摄像机固定器2的整个部分可任意地弯曲。由于这种结构是传统上已知的并已应用到例如荧光台灯的支臂上，因此这里略去详细的介绍。通过使摄像机固定器2的整个部分都变得可自由地弯曲，在基体件1安放在如图5所示的外壳92上或如图6所示的基台93上并位于显示设备91之前时，可以更容易地将摄像机单元3的位置调节到大约在显示设备91的显示屏幕的中央。
<实施例2>
图7是显示了根据本发明实施例2的整个固定式摄像机装置的透视图。图8和图9是显示了这种固定式摄像机装置的使用形式的透视图。
与实施例1的固定式摄像机装置A1相似，固定式摄像机装置A2包括基体件11、摄像机固定器12和摄像机单元13。然而，基体件11的形状是考虑了美观的因素而设计的。
与实施例1的不同之处在于，实施例1的摄像机固定器2是柔性的，而实施例2的摄像机固定器12是可伸缩的(如图7中的箭头D所示)。其他设置与实施例1相同。例如，摄像机固定器12可相对于基体件11在箭头X的方向上旋转运动，而摄像机单元13可相对于摄像机固定器12在箭头X的方向上旋转运动。
然而，在实施例2的固定式摄像机装置A2中，摄像机固定器12的基体端12a由球形旋转件12b构成。旋转件12b安装在形成于基体件1 1中的凹形接受腔11a内，并以可旋转运动的方式固定在其中。因此，摄像机固定器12可在图中箭头X所示的单方向上旋转运动，并能在由凹形接受腔11a的形状所限制的范围内转动。虽然略去了相关介绍，然而摄像机固定器12的末端12c也可类似地设置球形旋转件，而摄像机的机身13可以设有旋转件安装于其中的凹形接受腔。这样，摄像机的机身13不仅可在图中箭头X所示的单方向上旋转运动，而且可在由凹形接受腔的形状所限制的范围内的三维空间方向上旋转运动(即，可在一个半球表面上旋转运动)。
顺便提及，摄像机固定器12的可伸展/收缩的结构可以由类似于收音机等的天线、照相机三脚架、用于指点黑板的教鞭等的结构来实现。
根据上述设置，当实施例2的固定式摄像机装置A2安放在外壳92上时，可以将摄像机固定器12旋转地运动到悬挂状态，然后以合适的方式伸展或收缩摄像机固定器12，以便将摄像机单元13的位置调节到大约在显示屏幕的中央。在这种状态下，可通过旋转运动将摄像机单元13调节到面对着前方的用户(见图8)。类似地，当基体件11安放在基台93上且位于显示设备91之前并平行于显示屏幕时，可以将摄像机固定器12旋转地移动到直立状态，然后以合适的方式伸展或收缩摄像机固定器12，以便将摄像机单元13的位置调节到大约在显示屏幕的中央。在这种状态下，可通过旋转运动将摄像机单元13调节到面对着前方的用户(见图9)。
<实施例3>
图10是显示了根据本发明实施例3的整个固定式摄像机装置的透视图。图11和图12是显示了这种固定式摄像机装置的使用形式的透视图。
与实施例2的固定式摄像机装置A2相似，固定式摄像机装置A3包括基体件21、摄像机固定器22和摄像机单元23。然而，基体件21的形状是考虑了美观因素而设计的。
与实施例2的不同之处在于，实施例2的摄像机固定器12只是可伸缩的，而实施例3的摄像机固定器22是柔性(如图10中箭头X所示)且可伸缩的(如图10中箭头D所示)。其他设置与实施例2相同。例如，摄像机固定器22可相对于基体件21旋转运动，而摄像机单元23不仅可相对于摄像机固定器22旋转运动，而且可在三维空间方向旋转运动(即，可在一个半球表面上可旋转运动)。
然而，在实施例3的固定式摄像机装置A3中，摄像机固定器22的基体端22a从基体件21的前表面21a上伸出。结果，基体端22a能够以滑动方式沿基体件21的前表面21a旋转(如图10中箭头E所示)。换句话说，基体端22a的180度旋转使其可用于外壳92(见图11)，还可用于基台93上且位于显示设备91之前(见图12)。
另外，为了存放摄像机固定器22和摄像机单元23，实施例3的固定式摄像机装置A3具有凹槽状的存储部分21d，其从基体件21的顶面21b延伸到其后面21c(同样可见图13(b))。在不使用时，摄像机固定器22和摄像机单元23可存放在存储部分21d中。图13(a)和图13(b)显示了摄像机固定器22和摄像机单元23装入存储部分21d中的状态。在不使用时，如果摄像机固定器22和摄像机单元23紧密接触地存放在基体件21中，那么摄像机固定器22和摄像机单元23既不会妨碍工作，也不会受到损坏。此外，将摄像机固定器22和摄像机单元23紧密接触地存放在基体件21中还有另外一个优点。作为示例，在生产出来后，此固定式摄像机装置A3可以紧凑地包装以进行运输，这就提高了运输的效率。顺便提及，用于存放摄像机固定器22和摄像机单元23的存储部分21d也可以设置于上述实施例1和实施例2的固定式摄像机装置A1，A2中。
根据上述设置，当实施例3的固定式摄像机装置A3放置在外壳92上时，可以将摄像机固定器22旋转地移动到悬挂状态，然后上下地伸展或收缩摄像机固定器22，以便将摄像机单元23的位置调节到大约在显示屏幕的中央。在这种状态下，还可将摄像机固定器22向前和向后地伸展或收缩，以便调节其到用户的距离。最后，可以将摄像机单元23调节到使其面对着前方的用户(见图11)。类似地，当基体件21安放在基台93上且位于显示设备91之前并平行于显示屏幕时，可以将摄像机固定器22旋转地移动到直立状态，然后上下地伸展或收缩摄像机固定器22，以便将摄像机单元23的位置调节到大约在显示屏幕的中央。在这种状态下，还可将摄像机固定器22向前和向后地伸展或收缩，以便调节其到用户的距离。最后，可以将摄像机单元23调节到使其面对着前方的用户(见图12)。
<实施例4>
图14和15是显示了根据本发明实施例4的整个固定式摄像机装置的透视图。图16是显示了这种固定式摄像机装置的示意性侧视图。
与实施例2的固定式摄像机装置A2相似，固定式摄像机装置A4的基本设置是使摄像机固定器32可伸缩(如图16中箭头D所示)。然而，与实施例2相比，实施例4允许将摄像机单元33从摄像机固定器32中拉出。对于这种设置，摄像机单元33在后侧设有吸盘33a(见图16)。该吸盘可以粘附在显示设备的显示屏幕(未示出)上，从而保证了紧固的放置。
具体地说，如果将固定式摄像机装置A4安放在显示设备的外壳上来使用，那么可将摄像机单元33从摄像机固定器32中(图14中所示状态)向下拉到显示设备的显示屏幕的中央。然后，借助吸盘33a，摄像机单元33可以紧固地粘附在显示屏幕的中央。另一方面，如果将固定式摄像机装置A4安放在显示设备(未示出)的前方来使用，那么可先将摄像机固定器32向后抬高(图15中所示状态)，然后以合适的方式将其拉出，使其位置调节到显示设备的显示屏幕的中央。
关于此实施例，图16应理解为在一幅图中描绘了使用固定式摄像机A4的两种形式，即安放在显示设备的外壳上和安放在基台上且位于显示设备之前时的两种形式。
<实施例5>
图17是显示了根据本发明实施例5的固定式摄像机装置的透视图。图18和图19是显示了固定式摄像机装置的使用形式的透视图。
实施例5的固定式摄像机装置A5包括可安放在显示设备91的外壳92上和可支撑显示设备91的基台93上的基体件41、分别连接在基体件41的左侧和右侧并沿显示设备91的显示屏幕的左侧和右侧定位的摄像机固定器42，42，以及分别安装在摄像机固定器42，42的末端上的摄像机单元43，43。基体件41的长度(横向宽度)接近等于显示设备91的外壳92的横向宽度。当基体件41放在外壳92或基台93上时，这两个摄像机单元43，43可定位在与将要在显示设备91的显示屏幕上显示的人的视线对齐的高度上(具体地说，大约在与显示屏幕的中央对齐的高度上)。
虽然在图17中未显示摄像机固定器42，42的详细结构(特别是可伸展/收缩的结构或柔性结构)，然而它们可以采用上述实施例1或实施例4中所介绍的结构。另外，摄像机固定器42，42可以设置成可从基体件41的左侧和右侧横向地拉出(如图17中箭头所示)。这种设置允许摄像机固定器42，42根据显示设备91的横向宽度而被拉出，而与显示设备91的形状(具体地说是横向宽度)无关。
根据上述设置，通过合成来自位于左侧和右侧的两个摄像机单元43，43的图像，实施例5的固定式摄像机装置A5可以产生带有向前视线的用户的图像。换句话说，可以发送如同摄像机单元43，43定位在显示设备91的屏幕中央的合成图像。由于这些摄像机单元43，43实际上并未层叠在显示屏幕上，因此用户可以观看显示屏幕而不受摄像机单元43的干扰，这样，用户可以享受一种极为方便的使用方式。
另外，这两个摄像机单元43，43可用于产生三维图像。作为具体的示例，将一个摄像机单元43作为左眼的摄像机，而另一个摄像机单元43作为右眼的摄像机，通过合成各自的图像就可以产生三维图像。
<工业应用>
如上所述，本发明的固定式摄像机装置适用于两种使用形式，这可根据用户的方便来适当地选择。在基体件安放在显示设备外壳上的第一使用形式中，允许使摄像机固定器悬垂以便将摄像机单元定位在显示屏幕的中央。在基体件安放在基台上的显示设备之前的第二使用形式中，允许使摄像机固定器直立以便将摄像机单元定位在显示设备的中央。另外，可以精确地调节摄像机单元的位置，而不管显示设备的形状和屏幕尺寸如何。这样，这种固定式摄像机装置就可用于将摄像机单元准确无误地定位在显示屏幕的中央，并能调节其到用户的距离。
另外，在合成来自两个安放在左侧和右侧的摄像机单元的图像的装置中，摄像机单元并未层叠在显示屏幕上。结果，可以观看显示屏幕而不受摄像机单元干扰的用户将会发现使用这种设备是极为方便的。此外，这种装置可用于发送如同将摄像机单元定位在显示设备的屏幕中央的合成图像。
另一方面，本发明的固定式摄像机装置显示了在不使用时的良好存储性能。此外，摄像机固定器和摄像机单元在包装等的过程中受到保护而不会损坏。此外，该装置还可以紧凑地包装以提高运输的效率。
权利要求
1.一种固定式摄像机装置，包括可安放在显示设备的外壳上和可固定所述显示设备的基台上的基体件、连接在所述基体件上的摄像机固定器，以及安装在所述摄像机固定器的末端上的摄像机单元，平行于所述基台的固定面、同时也平行于所述显示设备的显示屏幕的方向定义为横向方向，与所述横向方向正交的方向定义为垂直方向，和所述基体件沿所述横向方向安放在所述外壳或基台上，其特征在于，所述摄像机固定器可相对所述基体件至少在所述垂直方向上旋转运动，所述摄像机单元可相对所述摄像机固定器至少在所述垂直方向上旋转运动。
2.根据权利要求1所述的固定式摄像机装置，其特征在于，所述摄像机固定器的整个部分可旋转运动到使其能接触到所述基体件的顶面或底面的程度。
3.根据权利要求2所述的固定式摄像机装置，其特征在于，所述摄像机固定器可以存放在形成于所述基体件内的存储部分中。
4.根据权利要求1，2或3所述的固定式摄像机装置，其特征在于，所述摄像机固定器是可伸缩的。
5.根据权利要求1，2或3所述的固定式摄像机装置，其特征在于，所述摄像机固定器是柔性的。
6.根据权利要求1，2或3所述的固定式摄像机装置，其特征在于，所述的摄像机固定器是柔性且可伸缩的。
7.一种固定式摄像机装置，包括可安放在显示设备的外壳上和可固定所述显示设备的基台上的基体件、分别与所述基体件的左侧和右侧相连并沿所述显示设备的显示屏幕的左侧和右侧而定位在任意高度上的摄像机固定器，以及分别安装在所述这些摄像机固定器的末端上的摄像机单元。
全文摘要
一种底面固定的摄像机装置，包括可固定在显示设备的外壳上或可支撑的显示设备的安装台上的固定部分(1)、连接在此固定部分(1)上的摄像机支撑件(2)，以及连接在摄像机支撑件(2)的前端(2a)上的摄像机部分(3)，其中在固定部分(1)安放在外壳或安装台上的状态下，摄像机支撑件(2)可相对于固定部分(1)至少在垂直方向(X)上旋转运动，而摄像机部分(3)可相对于摄像机支撑件(2)至少在垂直方向(X)上旋转运动。
文档编号H04N7/14GK1437824SQ01811646
公开日2003年8月20日 申请日期2001年2月16日 优先权日2000年4月28日
发明者猿桥望 申请人:猿桥望