專利名稱：一種頭盔攝像頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及攝像裝置，具體涉及一種頭盔攝像頭。
背景技術(shù)：
頭盔攝像頭由于體積小、安裝方便，在救災(zāi)指揮、單兵作戰(zhàn)、警用監(jiān)控等視頻采集領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。但是當(dāng)前市場(chǎng)上安裝于頭盔的攝像頭基本都是基于模擬量NTSC/PAL輸出的標(biāo)清視頻，這類攝像頭的局限性在于1、分辨率較低，其中NTSC為480i，PAL為576i ;2、幀率較低，其中NTSC為隔行60Hz，PAL為隔行50Hz。
實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型旨在提供一種具有高清、高幀率的視頻拍攝效果的頭盔攝像頭。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種頭盔攝像頭，其包括鏡頭外殼I、鏡頭3、鏡頭座4以及與鏡頭3電性連接的線纜2，鏡頭3安裝于鏡頭座4上并與鏡頭座4 一同收容在鏡頭外殼I內(nèi)，線纜2從鏡頭外殼I內(nèi)引出而延伸在鏡頭外殼I外，其特征在于，所述頭盔攝像頭還包括圖像采集板5、兩個(gè)單排直插式電連接器6、接口轉(zhuǎn)接板7、雙排直插式電連接器8及主控制板9，鏡頭座4固定于圖像采集板5上，圖像采集板5通過(guò)兩個(gè)單排直插式電連接器6安裝于接口轉(zhuǎn)接板7上，接口轉(zhuǎn)接板7通過(guò)雙排直插式電連接器8安裝于主控制板9上，主控制板9與線纜2電性連接。作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述圖像采集板包括CMOS圖像傳感器、第一時(shí)鐘發(fā)生器和至少一個(gè)第一電壓變化器，所述第一時(shí)鐘發(fā)生器與所述CMOS圖像傳感器電性連接，所述至少一個(gè)第一電壓變化器與所述CMOS圖像傳感器電性連接，所述CMOS圖像傳感器與所述鏡頭電性連接。作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述主控制板包括中央控制處理單元，所述中央控制處理單元包括CMOS數(shù)據(jù)接口模塊、第一 FIFO模塊、第二 FIFO模塊、色彩還原模塊、HDMI數(shù)據(jù)接口模塊；所述CMOS數(shù)據(jù)接口模塊均電性連接于所述CMOS圖像傳感器以及所述第一FIFO模塊；所述色彩還原模塊均電性連接于所述第一 FIFO模塊以及第二 FIFO模塊；所述HDMI數(shù)據(jù)接口模塊均電性連接于所述第二 FIFO模塊以及所述HDMI發(fā)送器，所述HDMI發(fā)送器與所述線纜電性連接。作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述中央控制處理單元還包括I2C模塊、UART模塊、邏輯控制模塊、ROM模塊，所述ROM模塊均電性連接于所述CMOS圖像傳感器和所述HDMI發(fā)送器，所述邏輯控制模塊均電性連接于所述ROM模塊以及所述I2C模塊；所述邏輯控制模塊還電性連接于UART模塊。本實(shí)用新型的頭盔攝像頭的圖像采集板輸出Bayer格式的圖像數(shù)據(jù)，然后主控制板將Bayer格式的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行色彩還原，并通過(guò)HDMI發(fā)送器輸出，從而達(dá)到高清、高幀率的視頻拍攝效果。
圖I是本實(shí)用新型提供的一種頭盔攝像頭的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖I的頭盔攝像頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。圖3是圖I的頭盔攝像頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)俯視圖。圖4是圖I的頭盔攝像頭的電路示意圖。符號(hào)說(shuō)明鏡頭外殼I線纜2 鏡頭3鏡頭座4圖像采集板5CMOS圖像傳感器 51第一時(shí)鐘發(fā)生器 52第一電壓變化器 53單排直插式電連接器6接口轉(zhuǎn)接板7雙排直插式電連接器8主控制板9中央控制處理單元 91第二時(shí)鐘發(fā)生器92第二電壓變化器 93HDMI 發(fā)送器94RS-232電平轉(zhuǎn)換器 9具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。圖I所示為本實(shí)用新型具體實(shí)施例提供的一種頭盔攝像頭，其包括鏡頭外殼I和與鏡頭外殼I連接的線纜2。鏡頭外殼I為圓筒形狀，便于安裝到頭盔的側(cè)面。線纜2用于電氣連接頭盔攝像頭與其他電子裝置如視頻采集裝置等，以實(shí)現(xiàn)視頻信號(hào)、控制信號(hào)的傳輸。參見(jiàn)圖2、圖3，該頭藍(lán)攝像頭進(jìn)一步包括安裝在鏡頭外殼I內(nèi)的鏡頭3、鏡頭座4、圖像采集板5、兩個(gè)單排直插式電連接器6、接口轉(zhuǎn)接板7、雙排直插式電連接器8及主控制板9。鏡頭3安裝于鏡頭座4上，鏡頭座4固定于圖像采集板5上。鏡頭3、鏡頭座4用于調(diào)節(jié)焦距和光圈并成像。圖像采集板5用于將鏡頭3所成光學(xué)影像變成電信號(hào)，其通過(guò)兩個(gè)單排直插式電連接器6安裝于接口轉(zhuǎn)接板7上，接口轉(zhuǎn)接板7通過(guò)一個(gè)雙排直插式電連接器8安裝于主控制板9上。主控制板9與線纜2電氣連接。[0034]圖像采集板5包括CMOS圖像傳感器51、第一時(shí)鐘發(fā)生器52和至少一個(gè)第一電壓變化器53。第一時(shí)鐘發(fā)生器52向CMOS圖像傳感器51提供系統(tǒng)時(shí)鐘，第一電壓變化器53向CMOS圖像傳感器51提供工作電源。CMOS圖像傳感器51將鏡頭3形成的光學(xué)影像轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并輸出。CMOS圖像傳感器51可輸出1280X720p@60fps及向下兼容的各種視頻，如 1280X720pi30fps,720X480pi60fps,720X480pi30fps CMOS 圖像傳感器 51 輸出的圖像格式為RGB Bayer。圖像采集板5輸出的信號(hào)有圖像數(shù)據(jù)DATA、幀有效FVAL、行有效LVAL、數(shù)據(jù)有效DVAL、像素時(shí)鐘PIXCLK。圖像采集板5通過(guò)I2C總線被控制。接口轉(zhuǎn)接板7通過(guò)兩個(gè)單排直插式電連接器6接收來(lái)自圖像采集板5的各種信號(hào)，并通過(guò)一個(gè)雙排直插式電連接器8轉(zhuǎn)接到主控制板9。通過(guò)設(shè)置接口轉(zhuǎn)接板7，可使該頭盔攝像頭更加緊湊，體積更小。請(qǐng)結(jié)合圖4，主控制板9包括中央控制處理單元91、第二時(shí)鐘發(fā)生器92、至少一個(gè)第二電壓變化器93、HDMI發(fā)送器94和RS-232電平轉(zhuǎn)換器95。第二時(shí)鐘發(fā)生器92向中央控制處理單元91提供系統(tǒng)時(shí)鐘，第二電壓變化器93為主控制板9提供工作電源。HDMI發(fā) 送器94用于從中央控制處理單元91接收視頻并通過(guò)線纜2發(fā)送視頻數(shù)據(jù)。RS-232電平轉(zhuǎn)換器95用于RS-232通信中的電平轉(zhuǎn)換。中央控制處理單元91在可編程邏輯器件(FPGA)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)。中央控制處理單元91包括CMOS數(shù)據(jù)接口模塊、第一 FIFO模塊、第二 FIFO模塊、色彩還原模塊、HDMI數(shù)據(jù)接口模塊、I2C模塊、UART模塊、邏輯控制模塊、ROM模塊。CMOS數(shù)據(jù)接口模塊根據(jù)CMOS圖像傳感器51提供的圖像數(shù)據(jù)DATA、幀有效FVAL、行有效LVAL、數(shù)據(jù)有效DVAL、像素時(shí)鐘PIXCLK等輸出信號(hào)鎖存有效的Bayer格式圖像數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)寫(xiě)入第一 FIFO模塊。第一 FIFO模塊緩存從圖像采集板5發(fā)送來(lái)的Bayer格式圖像數(shù)據(jù)。色彩還原模塊從第一 FIFO模塊讀取Bayer格式的圖像數(shù)據(jù)，將色彩還原為RGB4:4:4三元色格式，并將RGB4:4:4數(shù)據(jù)寫(xiě)入第二 FIFO模塊。色彩還原模塊的算法依據(jù)為雙線性插值和鄰域插值算法，鄰域插值應(yīng)用于圖像邊界，非邊界區(qū)域?yàn)殡p線性插值。第二 FIFO模塊緩存色彩還原后的RGB4:4:4三元色圖像數(shù)據(jù)。HDMI數(shù)據(jù)接口模塊從第二 FIFO模塊讀取數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)發(fā)送給HDMI發(fā)送器94，另夕卜，HDMI數(shù)據(jù)接口模塊還依據(jù)CEA-861E標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生數(shù)據(jù)有效DE、垂直同步VSYNC、水平同步HSYNC、像素時(shí)鐘PIXCLK等信號(hào)，并發(fā)送給HDMI發(fā)送器94。I2C模塊是一個(gè)基于FPGA實(shí)現(xiàn)的工作于主模式的I2C控制器。UART模塊是一個(gè)基于FPGA實(shí)現(xiàn)的異步串行通信控制器。ROM模塊中存儲(chǔ)了 CMOS圖像傳感器51和HDMI發(fā)送器94的寄存器配置信息。邏輯控制模塊是中央控制處理單元的核心控制單元，在該頭盔攝像頭上電初始化的過(guò)程中，邏輯控制模塊從ROM模塊讀取CMOS圖像傳感器51和HDMI發(fā)送器94的寄存器配置值，并通過(guò)I2C模塊分別寫(xiě)入CMOS圖像傳感器51和HDMI發(fā)送器94，完成該頭盔攝像頭的初始化。邏輯控制模塊在完成初始化后啟動(dòng)以下模塊開(kāi)始工作=CMOS數(shù)據(jù)接口模塊、第一 FIFO模塊、第二 FIFO模塊、色彩還原模塊、HDMI數(shù)據(jù)接口模塊。該頭盔攝像頭在工作過(guò)程中，邏輯控制模塊可從UART模塊接收控制命令，然后進(jìn)行指令解析并執(zhí)行?？刂泼畹脑O(shè)置內(nèi)容包括視頻輸出分辨率、幀率、停止視頻輸出、啟動(dòng)視頻輸出等內(nèi)容。[0047]可以理解的是，本實(shí)用新型的頭盔攝像頭并不限于使用CMOS圖像傳感器，也可以為CCD圖像傳感器或其它圖像傳感器。本實(shí)用新型的頭盔攝像頭的圖像采集板輸出Bayer格式的圖像數(shù)據(jù)，然后主控制板將Bayer格式的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行色彩還原，并通過(guò)HDMI發(fā)送器輸出，從而達(dá)到高清、高幀率的視頻拍攝效果。 以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種頭盔攝像頭，其包括鏡頭外殼(I)、鏡頭(3)、鏡頭座(4)以及與鏡頭(3)電性連接的線纜(2)，鏡頭(3)安裝于鏡頭座(4)上并與鏡頭座(4) 一同收容在鏡頭外殼(I)內(nèi)，線纜(2)從鏡頭外殼(I)內(nèi)引出而延伸在鏡頭外殼(I)外，其特征在于，所述頭盔攝像頭還包括圖像采集板(5)、兩個(gè)單排直插式電連接器￠)、接口轉(zhuǎn)接板(7)、雙排直插式電連接器(8)及主控制板(9)，鏡頭座⑷固定于圖像采集板(5)上，圖像采集板(5)通過(guò)兩個(gè)單排直插式電連接器(6)安裝于接口轉(zhuǎn)接板(7)上，接口轉(zhuǎn)接板(7)通過(guò)雙排直插式電連接器(8)安裝于主控制板(9)上，主控制板(9)與線纜(2)電性連接。
2.如權(quán)利要求I所述的一種頭盔攝像頭，其特征在于，所述圖像采集板包括CMOS圖像傳感器、第一時(shí)鐘發(fā)生器和至少一個(gè)第一電壓變化器，所述第一時(shí)鐘發(fā)生器與所述CMOS圖像傳感器電性連接，所述至少一個(gè)第一電壓變化器與所述CMOS圖像傳感器電性連接，所述CMOS圖像傳感器與所述鏡頭電性連接。
3.如權(quán)利要求2所述的一種頭盔攝像頭，其特征在于，所述主控制板包括中央控制處理單元，所述中央控制處理單元包括CMOS數(shù)據(jù)接口模塊、第一 FIFO模塊、第二 FIFO模塊、色彩還原模塊、HDMI數(shù)據(jù)接口模塊；所述CMOS數(shù)據(jù)接口模塊均電性連接于所述CMOS圖像傳感器以及所述第一 FIFO模塊；所述色彩還原模塊均電性連接于所述第一 FIFO模塊以及第二 FIFO模塊；所述HDMI數(shù)據(jù)接口模塊均電性連接于所述第二 FIFO模塊以及所述HDMI發(fā)送器，所述HDMI發(fā)送器與所述線纜電性連接。
4.如權(quán)利要求3所述的一種頭盔攝像頭，其特征在于，所述中央控制處理單元還包括I2C模塊、UART模塊、邏輯控制模塊、ROM模塊，所述ROM模塊均電性連接于所述CMOS圖像傳感器和所述HDMI發(fā)送器，所述邏輯控制模塊均電性連接于所述ROM模塊以及所述I2C模塊；所述邏輯控制模塊還電性連接于UART模塊。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種頭盔攝像頭，其包括鏡頭外殼、鏡頭、鏡頭座、與鏡頭電性連接的線纜、圖像采集板、兩個(gè)單排直插式電連接器、接口轉(zhuǎn)接板、雙排直插式電連接器及主控制板，鏡頭安裝于鏡頭座上并與鏡頭座一同收容在鏡頭外殼內(nèi)，線纜從鏡頭外殼內(nèi)引出而延伸在鏡頭外殼外，鏡頭座固定于圖像采集板上，圖像采集板通過(guò)兩個(gè)單排直插式電連接器安裝于接口轉(zhuǎn)接板上，接口轉(zhuǎn)接板通過(guò)雙排直插式電連接器安裝于主控制板上，主控制板與線纜電性連接。本實(shí)用新型的頭盔攝像頭的圖像采集板輸出Bayer格式的圖像數(shù)據(jù)，然后主控制板將Bayer格式的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行色彩還原，并通過(guò)HDMI發(fā)送器輸出，從而實(shí)現(xiàn)高清、高幀率的視頻拍攝效果。
文檔編號(hào)H04N9/04GK202503583SQ20112051854
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者吳華夏, 孫英良, 張銘權(quán), 徐勁松, 方小偉, 楊良勇 申請(qǐng)人:安徽華東光電技術(shù)研究所