一种摄像机的制作方法

本实用新型涉及摄像机领域，尤其涉及一种可自由转动镜头的摄像机。

背景技术：

为了满足大范围可调整的摄像需求，现有的摄像机设计为镜头可转动的方式。如图1 所示，该摄像机主要由底座及安装于底座上的摄像头组成，其中，底座包括底座下盖101 及底座上盖105，主板102及水平电机104设于底座内，水平电机104控制摄像头在水平方向转动，主板102与摄像头之间通过连接排线103连接，以便向摄像头上的工作电路供电，并实现相关的运动控制及数据传输功能。现有技术中的摄像头包括垂直电机113、镜头109及摄像头外壳112，垂直电机113及镜头109安装于摄像头外壳112内，垂直电机113控制镜头109在垂直方向转动；顶部外壳112两侧分别装有镜头侧盖110及镜头侧盖环111，镜头109的前端依次装有灯板108、前挡板107及镜头盖106。上述摄像机的镜头109可以实现在两种方向上的运动，具有较高维度的自由度，相对于固定式摄像机具有较大的摄像范围。

然而，现有技术中的摄像机由于连接排线103的存在，摄像头在水平方向的转动受到一定限制，无法做到360度自由旋转，因此，需要提供一种新的摄像机，能够实现镜头的360度旋转。

技术实现要素：

为了克服上述技术缺陷，本实用新型的目的在于提供一种摄像机，能够克服现有技术中连接排线带来的旋转限制问题，提升摄像机的摄像范围。

本实用新型公开了一种摄像机，包括底座及安装于所述底座上的摄像头，所述底座与所述摄像头以转盘方式连接；所述底座内设有发射线圈及与所述发射线圈连接的电源电路，所述电源电路通过所述发射线圈产生交变的电磁场；所述摄像头的底部设有接收线圈及与所述接收线圈连接的工作电路，所述接收线圈感应所述电磁场并向所述工作电路供电。

优选地，所述底座呈圆盘状，所述电源电路及发射线圈集成在圆环状的充电电路板上；所述接收线圈为圆环状，其装配位置与所述发射线圈相对应。

优选地，所述电源电路包括：USB电源输入单元、桥式逆变电路单元、逆变控制单元及检测单元，其中，所述USB电源输入单元以USB接口方式接收外部的直流电源输入；所述桥式逆变电路单元与所述USB电源输入单元及发射线圈连接；所述逆变控制单元与所述桥式逆变电路单元连接，控制所述桥式逆变电路单元将所述USB电源输入单元的直流电转换为交流电并输出至所述发射线圈；所述检测单元与所述桥式逆变电路单元及逆变控制单元连接，检测所述交流电的电压值及电流值，并反馈至所述逆变控制单元。

优选地，所述USB电源输入单元以Type-C接口方式接收外部的电源输入；所述USB 电源输入单元还包括Type-C电路，所述Type-C电路串接于所述Type-C接口及桥式逆变电路单元之间，用于辅助所述Type-C接口。

优选地，所述桥式逆变电路单元包括四个开关管，所述开关管构成一全桥电路，所述全桥电路的两个输出端与所述发射线圈的两端分别连接；所述逆变控制单元为一逆变控制芯片，所述逆变控制芯片的四个脉宽调制输出引脚分别与所述开关管的控制端连接，控制所述开关管周期性导通或断开，以生成交流电；所述检测单元包括电压检测单元及电流检测单元，其中，所述电压检测单元与所述全桥电路的一个输出端连接，所述输出端的电压信号依次通过逆流保护二极管、限流电阻、隔离电容后输出至所述逆变控制芯片的电压采集引脚；所述电流检测单元与所述全桥电路的接地点连接，通过一运算放大器对所述接地点的电流信号处理后输出至所述逆变控制芯片的电流采集引脚。

优选地，所述逆变控制芯片的两个LED输出引脚分别与限流电阻及LED连接，以显示工作状态。

优选地，所述工作电路包括主控制模块、水平电机、垂直电机及镜头；所述水平电机及垂直电机通过一转动机构控制所述镜头在水平方向或垂直方向旋转；所述主控制模块与所述水平电机、垂直电机连接，控制所述水平电机及垂直电机的转动。

优选地，所述主控制模块进一步包括中央处理单元、电机驱动电路单元及传感器单元，其中，所述电机驱动电路单元与所述水平电机及垂直电机连接，用于驱动所述水平电机及垂直电机；所述传感器单元用于检测所述镜头的姿态信息；所述中央处理单元与所述电机驱动单元及传感器单元连接，根据所述镜头的姿态信息通过所述电机驱动电路单元控制所述水平电机及垂直电机。

优选地，所述工作电路还包括通信模块及多媒体交互模块，其中，所述通信模块与所述中央处理单元连接，建立所述摄像头与外部网络之间的通信连接；所述多媒体交互模块与所述中央处理单元连接，用于与外部进行多媒体信息的交互。

优选地，所述水平电机及垂直电机为步进电机。

采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.实现镜头的360度自由旋转，提供较好的摄像范围；

2.避免连接排线磨损引起的故障；

3.便于模块化生产装配。

附图说明

图1为现有技术中摄像机的结构示意图；

图2为符合本实用新型一优选实施例中摄像机的结构示意图；

图3为图2中摄像机的电气结构框图。

附图标记：

101-底座下盖、102-主板、103-连接排线、104-水平电机、105-底座上盖、106-镜头盖、107-前挡板、108-灯板、109-镜头、110-镜头侧盖、111-镜头侧盖环、112-摄像头外壳、113-垂直电机、201-底座下盖、202-充电电路板、203-底座上盖、204-摄像头下盖、 205-接收线圈、206-水平电机、207-镜头盖、208-前挡板、209-灯板、210-镜头、211-镜头侧盖、212-镜头侧盖环、213-摄像头外壳、214-垂直电机、215-发射线圈、220-电源电路、221-USB电源输入单元、222-桥式逆变电路单元、223-逆变控制单元、224-检测单元、 230-工作电路、231-主控制模块、232-通信模块、233-多媒体交互模块。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施例进一步阐述本实用新型的优点。

参阅图2及图3，分别为符合本实用新型一优选实施例中摄像机的结构示意图及电气结构框图，所述摄像机包括底座及安装于所述底座上的摄像头。所述底座与所述摄像头以转盘方式连接，使得所述摄像头能够在水平面上自由转动。为了解决现有技术中的连接排线带来的转动限制问题，本实用新型采用非接触式的供电方式，具体地，所述底座内设有发射线圈215及与所述发射线圈215连接的电源电路220，所述电源电路220通过所述发射线圈215产生交变的电磁场。所述摄像头的底部设有接收线圈205及与所述接收线圈205连接的工作电路230，所述接收线圈205感应所述电磁场并向所述工作电路供电。这样以来，发射线圈215及接收线圈205相当于构成了变压器的一次侧及二次侧，底座能够以无线的方式向设于摄像头的工作电路230供电，从而省去了连接排线，没有了线路的限制，摄像头就能360度自由转动，实现较大的摄像范围。

为了配合底座与摄像头的转盘连接方式，所述底座呈圆盘状，所述电源电路220及发射线圈215集成在圆环状的充电电路板202上。所述接收线圈205为圆环状，其装配位置与所述发射线圈215相对应，即所述接收线圈205与发射线圈215同轴布设。上述结构设计，使得当接收线圈205随着摄像头转动时可随时接收发自发射线圈215的电磁场，不受摄像头的运动状态影响。

此外，图2中还给出了摄像机的其他结构特征。底座包括底座下盖201及底座上盖 203，充电电路板202设于底座内。摄像头的底部设有摄像头下盖204，接收线圈205紧邻摄像头下盖204而设。摄像头内设有水平电机206，水平电机206控制摄像头在水平方向转动，这是与现有技术的另一区别点。摄像头还包括垂直电机214、镜头210及摄像头外壳213，垂直电机214及镜头210安装于摄像头外壳213内，垂直电机214控制镜头 210在垂直方向转动。摄像头外壳213两侧分别装有镜头侧盖211及镜头侧盖环212，镜头210的前端依次装有灯板209、前挡板208及镜头盖207。

参阅图3，所述电源电路220进一步包括：

-USB电源输入单元221

所述USB电源输入单元221以USB接口方式接收外部的直流电源输入，能够具有较好的适配性，在USB接口广泛应用的技术条件下可与其他USB电源适配器进行配合使用。所述USB电源输入单元221可以是标准的5VUSB电源接口，该USB电源接口的直流电源通过一0欧姆电阻后可直接供至桥式逆变电路单元。所述USB电源输入单元221 还可以是以Type-C接口方式接收外部的电源输入，Type-C接口逐渐成为广泛使用的USB 接口类型，为了适配该接口，所述USB电源输入单元221须包括Type-C电路，所述Type-C 电路串接于所述Type-C接口及桥式逆变电路单元之间，用于辅助所述Type-C接口。 Type-C电路已是成熟的现有技术，可采用专用的Type-C电路芯片配合外围电路实现。

-桥式逆变电路单元222

所述桥式逆变电路单元222与所述USB电源输入单元221及发射线圈215连接，其作用是将USB电源输入单元221提供的直流电转换为能够产生电磁场的交流电。所述桥式逆变电路单元222可采用成熟的现有技术，例如通过4个开关管(例如MOS管)构成一全桥电路，所述全桥电路的两个输出端与所述发射线圈215的两端分别连接，上述四个开关管按照一定的周期控制直流电的导通方向，从而产生交流电。

-逆变控制单元223

所述逆变控制单元223与所述桥式逆变电路单元222连接，控制所述桥式逆变电路单元222将所述USB电源输入电源221的直流电转换为交流电并输出至所述发射线圈 215。所述桥式逆变电路单元222内的开关器件需要按照一定的时序进行控制方能实现逆变功能，因此需要逆变控制单元223进行控制操作。所述逆变控制单元223可以是逆变控制芯片，例如芯片IP6808，可提供4路脉宽调制输出引脚，分别与桥式逆变电路单元 222内的开关管的控制端连接，从而实现对直流电的周期性换向导通。进一步地，所述逆变控制芯片的两个LED输出引脚分别与限流电阻及LED连接，以显示工作状态。

-检测单元224

为了确保正确地、高质量地交流电输出，还需对所述桥式逆变电路单元222产生的交流电进行反馈检测。所述检测单元224与所述桥式逆变电路单元222及逆变控制单元 223连接，检测所述交流电的电压值及电流值，并反馈至所述逆变控制单元223。所述逆变控制单元223可根据采集到的交流电信号进行输出调整，例如调整交流电的周期、幅度等特征。具体地，所述检测单元224包括电压检测单元及电流检测单元，其中，所述电压检测单元与所述全桥电路的一个输出端连接，所述输出端的电压信号依次通过逆流保护二极管、限流电阻、隔离电容后输出至所述逆变控制芯片的电压采集引脚；所述电流检测单元与所述全桥电路的接地点连接，通过一运算放大器对所述接地点的电流信号处理后输出至所述逆变控制芯片的电流采集引脚。

参阅图3，工作电路230进一步包括：

-主控制模块231

主控制模块231是摄像头工作的核心部件，包括中央处理单元、电机驱动电路单元及传感器单元。中央处理单元可以是微处理器，具备输入输出接口及逻辑运算能力。电机驱动电路单元则与水平电机206及垂直电机214配合使用，电机驱动电路单元分别与中央处理单元、水平电机206及垂直电机214连接，将中央处理单元发出的控制信号放大后输出至水平电机206或垂直电机214，从而实现主控制模块231对水平电机206及垂直电机214的控制。传感器单元与中央处理单元连接，用于检测所述镜头210的姿态信息，并将姿态信息反馈至中央处理单元，中央处理单元根据所述镜头210的姿态信息通过所述电机驱动电路单元控制所述水平电机206及垂直电机214。

-水平电机206

水平电机206通过一转动机构控制所述镜头210在水平方向旋转，即实现360度的自由旋转。水平电机206可安装于所述摄像头的底部位置。水平电机206可以是步进电机。

-垂直电机214

垂直电机214通过转动机构控制所述镜头210在垂直方向旋转，即使镜头210沿着摄像头外壳213前面的缺口上下摆动，实现镜头在垂直平面内的转动。垂直电机214可以是步进电机。

-镜头210

镜头210与主控制模块231连接，将拍摄到的图像信息发送至主控制模块231，实现摄像功能。

-通信模块232

通信模块232与所述中央处理单元连接，建立所述摄像头与外部网络之间的通信连接。所述通信模块232可以是WIFI模块，能够通过网络将摄像信息远程发送出去，还能接受来自外部的控制信息或者交互信息。

-多媒体交互模块233

多媒体交互模块233与所述中央处理单元连接，用于与外部进行多媒体信息的交互。所述多媒体交互模块233可以包括麦克风和扬声器，以便与摄像机附近的人进行语音沟通。所述多媒体交互模块233还可以包括显示屏和输入设备，实现人机交互。

应当注意的是，本实用新型的实施例有较佳的实施性，且并非对本实用新型作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。