專利名稱：視頻門用觀察器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于保安、影像設(shè)備、建筑和財產(chǎn)安全的電子產(chǎn)品領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
常規(guī)的門用觀察器是將固定的玻璃光學(xué)裝置安裝在圓筒形的殼體內(nèi)，該殼體 在門上人眼的高度貫穿門的橫截面。小直徑的通孔和鏡頭提供了一個供用戶觀察 門的相反(外)側(cè)的場景非常有限的和扭曲的"魚眼"。這些類型的固定光學(xué)門 用觀察器使用簡單的透鏡系統(tǒng)，需要觀察的人將眼睛緊靠在觀察孔上，以提供一 個關(guān)于外側(cè)的有限的和普遍低質(zhì)量的場景。觀察到圖像的質(zhì)量在很大程度上取決 于門外周圍的照明，并沒有辦法控制像的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一個完整的有需求的門用觀察器安全系統(tǒng)(也可稱為"視頻門 用觀察器"或"門用觀察器"或"數(shù)字門用觀察器")，其包括一液晶顯示器
和一微型電子數(shù)碼相機，例如CCD或CMOS型相機，和包含一針孔鏡頭的鏡頭部 件。通過在門內(nèi)的按鈕控制，視頻門用觀察器可提供了一門外景象的即時屏幕顯 示。該門用觀察器可以提供給用戶一個從舒適的距離觀察的景象，并提供優(yōu)越的 清晰的圖像，該圖像是從安裝在門上或其它構(gòu)件上的具有數(shù)碼芯片的相機得到 的。本發(fā)明進一步包括系統(tǒng)和設(shè)計以最大限度地提高該視頻門用觀察器的制造， 操作，安裝和維修效率。
視頻門用觀察器適用于制造商原產(chǎn)安裝或現(xiàn)有已安裝的大門的改造安裝，或 更換傳統(tǒng)的固定光學(xué)窺孔以及其他先前已經(jīng)安裝在住宅或商業(yè)入口和外部門上 的觀察管式裝置。該視頻門用觀察器包括兩個主要組成部分， 一個是安裝在門或 其它構(gòu)件外側(cè)的相機罩，另一個是安裝在門或其它構(gòu)件內(nèi)側(cè)的顯示器罩。在相機
5軍和顯示器罩之間沒有機械連接。一個具體實施方式
是，一液晶顯示器用于顯示， 該液晶顯示器安裝在裝于門的內(nèi)側(cè)表面的顯示器罩內(nèi)，最好是在一個理想的高度 直接朝向門的內(nèi)側(cè)表面。液晶顯示器連同控制電路、電源、電源和視頻信號線束， 電源開關(guān)安裝在面板或底盤上。在相機罩內(nèi)有一數(shù)碼相機以及相關(guān)組件。
典型的，該數(shù)碼相機是一 CCD或CMOS類型芯片的相機，具有所需的控制電
路，針孔鏡頭，相機罩及電源和安裝在門的通孔中的視頻信號的線束，該針孔鏡 頭延長到或位于或靠近門的外側(cè)表面。
視頻門用觀察器是完全集成和獨立的，所有功能都是單機風(fēng)格，不需要通過 電線連接任何外部電源或任何外部監(jiān)視器或顯示器。視頻門用觀察器被設(shè)計用于 安裝在任何新建或改裝如酒店，公寓，住宅單元或任何住宅或商業(yè)住宅的門上。 視頻門用觀察器可以采用現(xiàn)有的觀察管洞，或通過在門上鉆一個小直徑孔然后將 其安裝。視頻門用觀察器避免了使用者將眼睛直接定位在標準的窺孔觀察管的必 要性，并提供了更加優(yōu)良外部場景的廣角景象的圖像/顯示。


圖1是本發(fā)明視頻門用觀察器的一個典型實施例的剖視圖 圖2和圖3是本發(fā)明視頻門用觀察器圖像顯示和組裝部件的分解透視圖 圖4是本發(fā)明視頻門用觀察器一個實施例中相機、鏡頭和相機罩組件的組合 透視圖
圖5是本發(fā)明視頻門用觀察器另一實施例中相機、鏡頭和相機罩組件的組合 透視圖，和
圖6是本發(fā)明視頻門用觀察器的另一個典型實施例的剖視圖
具體實施例方式
如圖1所示，視頻門用觀察器安裝于門D內(nèi)，其整體用數(shù)字l表示，其包括顯 示器罩IO和相機罩20兩個主要組成部分。顯示器罩10安裝在門D的內(nèi)側(cè)Di，相機 罩20安裝在門D的外側(cè)DB。門D的橫斷面上加工有通孔Dt，用于通過電連接將相機 罩和顯示器軍連接，該部分將在后面詳述。相機罩20與顯示器罩10有一定間隔且 不與顯示器翠連接，反之亦然。通孔Dt僅用于通過導(dǎo)線連接相機罩20和顯示器罩10，在使用無線數(shù)碼相機的視頻門用觀察器時該通孔沒有必要。相機罩20與顯示 器軍10之間沒有機械連接。相機罩和顯示器罩之間的電氣連接線212不是機械連 接。
進一步如圖4所示，相機罩20由一用于容納鏡頭部件203具有內(nèi)螺紋202的前 蓋201組成。前蓋201內(nèi)成型有一內(nèi)腔2011，用于容納握持一數(shù)碼相機，例如CCD 或CMOS型成像裝置或傳感器如標記204所示。在一實施例中，內(nèi)腔2011的大體形 狀為矩形，以便容納和握持包括一矩形電路板2041的數(shù)碼相機204。在另外的實 施例中，內(nèi)腔2011基本為圓筒形，以容納和握持一具有圓形電路板2041的數(shù)碼相 機204。前蓋201的內(nèi)腔2011還包括一個或多個數(shù)碼相機204的電路板2041抵靠安 裝的焦點擋塊2012。焦點擋塊201的尺寸是鏡頭組件203到數(shù)碼相機204在一個精 確的距離，為了得到最理想的調(diào)焦和圖像的產(chǎn)生。在前蓋201內(nèi)鏡頭組件203僅需 要最小的細焦點調(diào)節(jié)，因最佳的成像歸因于數(shù)碼相機204抵靠焦點擋塊2012的精 確位置。這使工廠或制造業(yè)可以設(shè)置相機罩204到使得視頻門用觀察器能立即用 于安裝的完美或近乎完美的最佳性能。
相機204的子部件包括印刷電路板2041和相關(guān)的電氣元件如2042，其可安裝 在電路板背對光線接受的一邊。任何合適的數(shù)字成像設(shè)備可以被用來作為相機 204，包括那些可用的例如Videology Imaging Sloution， Inc.和Misumi ElectronicCorp。前蓋201的內(nèi)腔形狀最好是一矩形，以容納和握持一連接有長 方形(方形)電路板的數(shù)碼相機204。雖然并不局限尺寸，相對小尺寸的這類一 體化數(shù)碼圖像裝置如相機204，例如位于尺寸近似15mmX 15誦或更小印刷電路板 上，使得相機罩20和前蓋201能夠相對尺寸小些，例如直徑或?qū)挾仍诮品秶?0mm 至lj30nm或更小，以便更緊湊不顯眼地安裝在任何門上。
鏡頭部件203是一種具有光學(xué)性能的光線調(diào)焦或光線引導(dǎo)裝置，其可包括一 個或多個光學(xué)或其他半透明材料制成的光學(xué)元件。鏡頭部件203有一針孔205，該 針孔靠近一光學(xué)鏡頭或其他光線聚焦或光線引導(dǎo)裝置用于將光線導(dǎo)入相機204 。 在某些裝置中，在相機罩20內(nèi)鏡頭部件203的針孔205可單獨作為光線聚焦或光線 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，或可以結(jié)合起來，與一個或多個光學(xué)元件，如一光學(xué)鏡頭或光學(xué)裝置 用于導(dǎo)引和/聚焦光線到相機204 。針孔205—般被視為一個相對小的開孔，在近 似O. lmm到5. Omra大小的范圍，該針孔的使用為本申請?zhí)峁┝酥匾墓鈱W(xué)和結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，包括比傳統(tǒng)光學(xué)窺孔更廣的視角，減少圖像失真，提供比任何合適的材料
包括塑料和金屬精確制的性能，例如焦平面的調(diào)整，優(yōu)越的抵抗外力能力，如環(huán) 境條件和人為破壞。此處所述"針孔"指一在鏡頭部件203中的光學(xué)進孔，其直徑 小于10mm,優(yōu)選地小于5mm，更優(yōu)選地小于2隱。
鏡頭部件203上的外螺紋206用于與前蓋201上的內(nèi)螺紋202配合。鏡頭部件203從 相機204的光線接受表面的間距可以通過鏡頭部件203相互配合的螺紋的旋轉(zhuǎn)聚 焦光線到相機上。鏡頭部件203的焦距調(diào)節(jié)件可以通過手動或用專用工具(圖中 未顯示)。高粘結(jié)力的粘結(jié)環(huán)207用以將前蓋201固定在門D的通孔Dt的開孔周圍， 粘結(jié)環(huán)207可被用于前蓋201的內(nèi)表面211，以便將前蓋201和整個相機罩20貼在門 D的外側(cè)"。 一可釋放的保護層(圖中未示出)可以用在粘結(jié)環(huán)207朝向遠離前蓋 201的一面，以便在安裝前的包裝和處理過程中起到保護作用。
電導(dǎo)線212從相機204特別是從電路板2041和/或組件2042開始，穿過通孔Dt 到達顯示器罩IO?；蛘撸曨l門用觀察器l可以是具有顯示器的無線連接的數(shù)碼 相機/圖像產(chǎn)生裝置。進一步如圖2和3所示顯示器罩10包括一底盤，如101所示。 該底盤包括底托框架102和從底托框架102突出出來的側(cè)壁103，該側(cè)壁103界定 出一個或一串間隔104用于安裝電池B通過電連接為相機和顯示器電路供電。中心 腔105的尺寸可以容納一顯示器106，如一種包括安裝于液晶顯示器裝置背面的輔 助線路的液晶顯示器(LCD)，如此密封在底盤101上的中心腔105里。任何適合 的圖像顯示裝置都可以被運用，包括但不局限于LCD，如從Link-Sun Electronics Ltd.和Videology Imaging Solutions Ltd.得到的。底托框架102的外平面通 過紐扣或者粘結(jié)帶1021被抵靠安裝在門D的內(nèi)側(cè)Di上。
顯示器106通過一個或多個框架止動裝置107被安全地框在底盤101上。進一 步如圖2所示，額外的顯示元件可以包括遮片108，其可以是一個非不透明的材料， 以進一步確定顯示器的可視面積和隱藏組件在底盤101里，一光學(xué)層109例如濾光 片或抗眩光罩同樣起到保護顯示器表面1061的作用。外殼110緊靠底盤101擴展 并將所述的組件封裝和框在里面。外殼110與底盤101嵌合，最好是通過調(diào)整薄片 1011卡入位于外殼110的側(cè)壁1101內(nèi)側(cè)的定位凹槽1102中。
電源按鈕112安裝在外殼110上，并采用偏彈簧固定，使瞬時接觸開關(guān)連接到 底盤101內(nèi)的電源電路。當(dāng)電源按鈕112的啟動供電時，電路產(chǎn)生并顯示一幅圖像，該圖像顯示的是鏡頭部件中鏡頭前的景象。其它的指令和控制同樣可以啟動圖像 電路，如遠程控制，無線控制或網(wǎng)絡(luò)控制。
圖5和6顯示了相機罩20的其它實施例，其前蓋220設(shè)計成能夠直接地裝入門D
的通孔Dt中，并且直接于門D的外側(cè)平面De平接。前蓋220具有圓筒形主體221，如 圖6所示，安裝于門D上的圓孔或通孔D,中，同時具有法蘭222用于與門D的外側(cè)平 面De平接，或者隨意抵靠在位于通孔Dt上的安裝環(huán)207上。圓筒形主體221是相機 罩的第一部分，其安裝在門D內(nèi)，法蘭222是相機罩的第二部分，其安裝在門外。 在本實施例中通孔Dt并不必要象圖中所示的整個直徑在橫截面中延伸，只需要延 伸安裝在門內(nèi)的圓筒形主體221的深度即可，通孔Dt的其余部分僅需要能夠以容 納連接相機罩和顯示器罩的導(dǎo)線那么大。法蘭22和主體221上的加工成形的內(nèi)螺 紋223用于安裝鏡頭部件224。鏡頭部件224被牢固地定位在門D上通孔Dt內(nèi)。鏡頭 部件224的正面的表面最好如圖所示的足夠平，以便與平的相機罩220結(jié)合。旋轉(zhuǎn) 調(diào)整裝于前蓋220內(nèi)的鏡頭部件224的焦距可以通過使用一個結(jié)合在鏡頭部件224 正面表面的工具(圖中未示出)來完成。鏡頭部件和前蓋之間相互配合的螺紋是 一合適的量規(guī)，用于測量前蓋220內(nèi)的鏡頭組件224得到良好的焦點調(diào)整，以便光 線能最理想地聚焦到數(shù)碼相機的光線接受表面上。法蘭222上可以有一調(diào)焦參考 標記2221，以測量鏡頭部件224的相對位置。鏡頭224可以是其它的構(gòu)造。前蓋220 中設(shè)有一空腔，類似于前面所述的前蓋201中的空腔，用于容納和安裝相機204 在前蓋220內(nèi)。適合的，可以是類似矩形的結(jié)構(gòu)，用于容納和固定一矩形(方形) 的與數(shù)碼相機或其它圖像裝置相連的電路板。
前述要求及其等同物并非對該發(fā)明的適用范圍進行的限制。前述視頻門用觀 察器的替換或者等同實施例提供以下功能應(yīng)要求的、個人安全觀察、完整組成 模塊、機密觀察、無外部數(shù)據(jù)/電源連線、無外部信號傳輸、易安裝和操作。另 外的實施例附加的特點包括一個具有任意尺寸的彩色LCD視頻面板的完整的視頻 顯示部件總成。其尺寸大概在對角線長度5.0英寸左右或大或小，12V直流電池電 源供電，常開瞬時關(guān)閉(NOMC)的電源開關(guān)，500次或更大的電池壽命(每個觀 察周期時間平均2秒)， 一個模塑的，不引人注目的， 一體的顯示器罩，電池罩 和安裝框架和安裝支架(底盤)，隱藏的易于靠近的電池艙，與模塊框架和安裝 支架一體的快接紐扣是設(shè)計用于將整個模塊通過門上的孔連接于相機罩，而不需要另外的連接條件，從而將該模塊定位到工作位置。
其它附加特征包括快速連接耦合視頻輸入信號電纜，快速連接耦合電源輸 出電纜，安裝在門外邊的相機罩，整體注塑的相機罩，與模塊框架和安裝支架一 體的快接紐扣是設(shè)計用于將整個模塊通過門上的孔連接于顯示器罩，而不需要另 外的連接條件，從而將該模塊定位到工作位置。
優(yōu)選的數(shù)碼相機的成像器件是一行間插入傳輸?shù)腃CD傳感器和一集成針孔 鏡頭，例如f3.7mm/F2.0，設(shè)計用來具有最大限度的視野和圖像質(zhì)量。
傳感器管理電路板設(shè)計可以用來減少集成電路器件的數(shù)量?？焖龠B接耦合電 源輸入電纜和視頻輸出電纜可以用來將視頻門用觀察器連接到其他裝置，如家庭 安全系統(tǒng)或計算機。
進一步，視頻門用觀察器的特征包括彩色液晶顯示器面板組件，液晶顯示面 板的對角線尺寸大約5英寸或大或小，整體的門用觀察系統(tǒng)包括相機組件， 一整 體的門用觀察系統(tǒng)包括芯片型相機，其一體安裝在相機罩上，該相機罩在門外部 或內(nèi)部或部分在內(nèi)部部分在外部， 一針孔鏡頭，廣角針孔鏡頭或簡單的在相機罩 上的針孔，門外景象的彩色圖像產(chǎn)生裝置，一LCD部件，其具有一個安裝夾具用 于將該部件加持在標準的居室門內(nèi)側(cè)的垂直表面上。
上文所述，由電池供電版本的整體單機視頻門用觀察器無需外部數(shù)據(jù)/電源 布線；當(dāng)用戶按下的常開瞬時關(guān)閉的微型開關(guān)時其被激活；包括一微型開關(guān)，開 關(guān)與LCD面板框架/安裝單元一體；有一相機子系統(tǒng)通過門內(nèi)標準的直徑的洞安裝
在門上；顯示器罩框架隱藏并容納了所有功能組件同時結(jié)合了可連接的電池組 件，電池組件具有12伏直流電，可以為顯示設(shè)備(如LCD面板)和例如CCD或CMOS 型數(shù)碼相機的成像裝置供電。
集成視頻門用觀察器可以用時大約20分鐘，利用標準的工具(如螺絲刀，鉆) 安裝在標準的住宅或商業(yè)門上。根據(jù)特別的構(gòu)造，顯示器罩從門的內(nèi)側(cè)面伸出約 l英寸，相機罩從門的外側(cè)表面伸出約l/4英寸或以下。
權(quán)利要求
1. 一種視頻門用觀察器包括適于連接在門上的相機罩，置于相機罩內(nèi)的數(shù)碼相機和鏡頭部件，鏡頭部件提供從門外到數(shù)碼相機的光路；顯示器罩和相機罩有一定間隔且不相連，顯示器罩具有用于安裝在靠近門內(nèi)側(cè)同時容納顯示裝置的底座，電源和電路用以產(chǎn)生和顯示圖像。
2. 如權(quán)利要求l所述的視頻門用觀察器，其中相機罩有基本上圓筒形的外形， 和一個內(nèi)部安裝結(jié)構(gòu)用以容置和安裝數(shù)碼相機在相機罩內(nèi)，內(nèi)部安裝結(jié)構(gòu)包 括至少一個調(diào)焦擋塊，數(shù)碼相機的線路板距離鏡頭組件一精確的距離被安裝 抵靠調(diào)焦擋塊。
3. 如權(quán)利要求1所述的視頻門用觀察器，其中相機罩設(shè)計有一個平的表面以 抵靠門的外側(cè)表面放置。
4. 如權(quán)利要求1所述的視頻門用觀察器，其中鏡頭部件被容置在相機罩外部門的外側(cè)表面。
5. 如權(quán)利要求1所述的視頻門用觀察器，其中鏡頭部件被牢固地容置于裝于門上孔中的相機罩內(nèi)。
6. 如權(quán)利要求l所述的視頻門用觀察器，其中鏡頭組件包括針孔并且與相機 罩通過相互配合的螺紋相結(jié)合。
7. 如權(quán)利要求1所述的視頻門用觀察器，其中數(shù)碼相機包括一CCD。
8. 如權(quán)利要求1所述的視頻門用觀察器，其中數(shù)碼相機包括一CMOS裝置。
9. 如權(quán)利要求l所述的視頻門用觀察器，其中進一步包括與聯(lián)系相機罩的內(nèi) 腔內(nèi)的調(diào)焦擋塊的鏡頭組件成排的電路板。
10. 如權(quán)利要求l所述的視頻門用觀察器，其中相機罩包括一部分裝于門上孔內(nèi)的前 蓋和一牢固地安裝在孔外門的外表面的安裝法蘭。
11. 如權(quán)利要求l所述的視頻門用觀察器，其中鏡頭部件和數(shù)碼相機牢固地固定在門 上的孔中。
12. 如權(quán)利要求l所述的視頻門用觀察器，其中相機罩粘在門的外側(cè)并且不伸入到門 上的空中。
13. 如權(quán)利要求1所述的視頻門用觀察器，其中相機罩有基本上圓筒形的外形，和矩 形內(nèi)部結(jié)構(gòu)以容置和骯臟數(shù)碼相機。
14. 如權(quán)利要求l所述的視頻門用觀察器，其中鏡頭部件包括用于接受光線到數(shù)碼相 機中的針孔。
15. 如權(quán)利要求1所述的視頻門用觀察器，其中前蓋或鏡頭組件包括用于測量鏡頭組 件相對于前蓋的位置的標記。
16. 如權(quán)利要求l所述的視頻門用觀察器，其中相機罩部分安裝在門內(nèi)部分安裝在門 外。
17. —種視頻門用觀察器包括 相機罩；相機罩內(nèi)的鏡頭組件和數(shù)碼相機，相機罩適于靠近門的外表面安裝；顯示器罩與相機罩相隔且不與之連接；顯示器，電源和圖像產(chǎn)生電路在顯示器罩內(nèi)，圖像產(chǎn)生電路連接數(shù)碼相機，顯示器 罩適于靠近門的內(nèi)表面安裝，電源控制用于控制供電給用以顯示數(shù)碼相機獲得的圖 像到顯示器上的圖像產(chǎn)生電路。
18. 如權(quán)利要求17所述的視頻門用觀察器，其中相機罩安裝在門的外側(cè)。
19. 如權(quán)利要求17所述的視頻門用觀察器，其中相機罩的第一部分置于在門內(nèi)、第二部分置于門外部。
20. 如權(quán)利要求17所述的視頻門用觀察器，其中進一步包括置于相機罩內(nèi)的鏡頭組件內(nèi)的光學(xué)組件，用于引導(dǎo)光線到數(shù)碼相機中。
21. 如權(quán)利要求17所述的視頻門用觀察器，其中鏡頭部件包括用于接受光線到數(shù)碼相機中的針孔。
22. 如權(quán)利要求21所述的視頻門用觀察器，其中鏡頭部件包括用于接受光線到數(shù)碼相機中的針孔和鏡頭。
23. 如權(quán)利要求21所述的視頻門用觀察器，其中鏡頭部件包括用于接受光線到數(shù)碼相機中的針孔和光學(xué)裝置。
24. 如權(quán)利要求17所述的視頻門用觀察器，其中相機罩結(jié)合在門上，部分置于門內(nèi)部分置于門外。
25. 如權(quán)利要求17所述的視頻門用觀察器，其中相機罩粘合在門上的外表面。
26. —種視頻門用觀察器包括相機罩安裝在門的外側(cè)，相機罩包含鏡頭組件和數(shù)碼相機，鏡頭組件具有外 螺紋配合相機罩的內(nèi)螺紋，用于接收光線到相機罩和數(shù)碼相機的針孔； 顯示器罩安裝在門的內(nèi)側(cè)與相機罩間隔且不與之相連，顯示器罩包括攜帶顯 示器的底座，電源和圖像產(chǎn)生電路，顯示器罩進一步包括電源控制按鈕以控 制電源給數(shù)碼相機，圖像產(chǎn)生電路和顯示器供電。
27. 如權(quán)利要求26所述的視頻門用觀察器，其中鏡頭組件中的針孔是一環(huán)形孔，直 徑的近似范圍是0. lmm到0. 2mm。
28. 如權(quán)利要求26所述的視頻門用觀察器，其中鏡頭組件突出于相機罩。
29. 如權(quán)利要求26所述的視頻門用觀察器，其中相機罩進一步包括參考標記以確定 鏡頭組件在相機罩內(nèi)的位置。
30. 如權(quán)利要求26所述的視頻門用觀察器，其中相機罩具有部分伸入門的橫截面且 不與顯示器罩相連的圓筒形主體，延伸在門的外表面的法蘭靠近安裝有相機罩圓筒 形主體的門中的孔。
全文摘要
一種視頻門用觀察器，包括緊靠在門的外側(cè)邊安裝的相機罩，還有緊靠在門內(nèi)側(cè)邊安裝的顯示器罩，相機罩容納數(shù)碼圖像裝置用于產(chǎn)生通過位于相機罩內(nèi)的鏡頭部件中的針孔鏡頭接受到的光線形成的圖像，并在顯示器罩內(nèi)的顯示器上顯示該圖像。電源控制結(jié)合在顯示器罩內(nèi)，用于控制給數(shù)碼圖像裝置和顯示產(chǎn)生電路以及顯示器供電的電源。電源例如一個或多個電池，同樣被容納在顯示器罩內(nèi)。
文檔編號G08B13/194GK101523454SQ200780004586
公開日2009年9月2日 申請日期2007年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月5日
發(fā)明者丹尼爾·B·福勒, 蘇塞特·M·福勒 申請人:蘇塞特·M·福勒;丹尼爾·B·福勒