CN110139015A - 一种电子望远镜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子望远镜，包括物镜、图像传感器组件、数字图像处理单元、显示单元和目镜。进一步地，图像传感器组件包括适应不同环境光线的至少两个图像传感单元以及切换所述至少两个图像传感单元的驱动单元；驱动单元包括电机、支架和电机驱动模块。通过根据指令完成图像传感单元的切换，可以根据不同场景切换不同图像传感单元，实现了多路图像传感单元选择切换，以达到一种电子望远镜可同时适用于多场景及大视野需求的技术效果，解决现有技术中的图像传感器电子望远镜采用单一图像传感器，其成像视觉角度窄小，以及没办法同时保证夜间和日间的最佳成像结果的问题。

Description

一种电子望远镜

技术领域

本发明实施例涉及望远镜技术领域，尤其涉及一种电子望远镜。

背景技术

随着科技的发展，电子望远镜的功能和应用场景越来越多，一般会采用图像传感器制作电子望远镜。而目前现有的图像传感器电子望远镜采用单一图像传感器，其成像视觉角度窄小，此外，用于夜间取景观察的图像传感器和用于日间取景观察的图像传感器的参数、性能不同，因此，单一图像传感器电子望远镜没办法同时保证夜间和日间的最佳成像结果。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种电子望远镜，以实现多路图像传感单元选择切换,满足多场景及大视野需求。

本发明实施例提供了一种电子望远镜，包括物镜、图像传感器组件、数字图像处理单元、显示单元和目镜。

所述物镜用于将取景目标的光线传送至图像传感器组件；

所述图像传感器组件包括适应不同环境光线的至少两个图像传感单元以及切换所述至少两个图像传感单元的驱动单元，所述驱动单元用于根据环境光的光照强度或所述取景目标的亮度信息选择所述至少两个图像传感单元之一将取景目标的光线转换为数字图像信息，并将所述数字图像信息发送至所述数字图像处理单元；

所述数字图像处理单元用于根据发送数字图像信息的不同图像传感单元选择不同的工作模式处理所述数字图像信息，并将处理过的数字图像信息传送至显示单元；

所述显示单元用于根据处理过的数字图像信息显示取景目标图像；

所述目镜用于观察所述取景目标图像。

优选地，还包括：环境光传感器，用于检测外部环境光并产生环境光信号；

环境光处理单元，用于根据所述环境光信号产生驱动单元切换信号，并发送所述驱动单元切换信号至所述驱动单元。

优选地，还包括模式切换按键，用于根据用户的按压产生驱动单元切换信号，并发送所述驱动单元切换信号至所述驱动单元。

具体地，所述电子望远镜包括两个物镜和两个目镜，每个所述目镜对应一个所述显示单元，每个物镜对应所述至少两个图像传感单元。

可选地，每个物镜对应的至少两个图像传感单元包括一个用于日间取景观察的第一图像传感单元和一个用于夜间取景观察的第二图像传感单元，两个图像传感单元沿垂直物镜光轴方向水平设置以构成双图像处理单元，两个所述物镜所对应的双图像传感单元左右对称设置。

可选地，每个物镜对应的至少两个图像传感单元包括一个用于日间取景观察的第一图像传感单元和一个用于夜间取景观察的第二图像传感单元，其中，所述第一图像传感单元设于靠近所述物镜的一侧，所述第二图像传感单元设于靠近所述目镜的一侧，第一图像传感单元和第二图像传感单元沿平行物镜光轴方向设置以构成双图像处理单元，两个所述物镜所对应的双图像传感单元左右对称设置。

可选地，所述至少两个图像传感单元包括两个用于日间取景观察的第一图像传感单元和两个用于夜间取景观察的第二图像传感单元。

具体的，所述驱动单元包括支架、电机和电机驱动模块，所述电机固定于所述支架，所述电机驱动模块驱动电机，令所述电机带动所述第一图像传感单元和第二图像传感单元之一移动至光路中轴处，第一图像传感单元和第二图像传感单元之另一移出光路范围。进一步地，所述装置还包括电源模块，用于给所述装置供电，包括第一电源模块和第二电源模块；

所述第一电源模块包括：第一充电管理器、可充电主锂电池和第一供电管理器；

所述第二电源模块包括：第二充电管理器、可充电备用锂电池、太阳能电池板和第二供电管理器；

所述第一供电管理器和所述第二供电管理器均与所述物镜、所述图像传感器组件、所述数字图像处理单元和所述显示单元分别连接。

本发明实施例通过设置物镜、图像传感器组件、数字图像处理单元、显示单元、目镜、驱动单元、电源模块、环境光传感器及环境光处理单元，进一步地，图像传感器组件包括适应不同环境光线的至少两个图像传感单元以及切换所述至少两个图像传感单元的驱动单元，通过根据指令完成图像传感单元的切换，可实现根据不同场景切换不同图像传感单元，解决现有技术中的图像传感器电子望远镜采用单一图像传感器，其成像视觉角度窄小，以及没办法同时保证夜间和日间的最佳成像结果的问题，实现了多路图像传感单元选择切换，以达到一种电子望远镜可同时适用于多场景及大视野需求的技术效果。

附图说明

图1是本发明实施例一中的电子望远镜的结构示意图；

图2是本发明实施例二中的电子望远镜的结构示意图；

图3是本发明实施例二中的图像传感单元初始位置示意图；

图4是本发明实施例二中的图像传感单元切换后的位置示意图；

图5是本发明实施例三中的电子望远镜的结构示意图；

图6是本发明实施例三中的电子望远镜驱动单元的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的电子望远镜的结构示意图，则如图1所示，本发明实施例提供了一种单目结构的电子望远镜，包括物镜1、图像传感器组件2、数字图像处理单元3、显示单元4和目镜5，其中，图像传感器组件2包括至少两个图像传感单元20和用于切换图像传感单元的驱动单元21。

物镜1用于将取景目标的光线传送至图像传感器组件2；驱动单元21用于根据环境光的光照强度或取景目标的亮度信息选择至少两个图像传感单元20之一将取景目标的光线数字化转换为数字图像信息，并将所述数字图像信息发送至所述数字图像处理单元3；数字图像处理单元3用于根据发送数字图像信息的不同图像传感单元选择不同的工作模式处理所述数字图像信息，并将处理过的数字图像信息传送至显示单元4；显示单元4用于根据处理过的数字图像信息显示取景目标图像；目镜5用于观察显示单元4所显示的取景目标图像。

当本发明实施例中电子望远镜工作时，数字图像处理单元可以获取取景目标的亮度信息，数字图像处理单元根据取景目标的亮度信息发送相应的驱动单元切换信号至驱动单元21，驱动单元21根据该信号选择至少两个图像传感单元20之一位于光路中轴，其他图像传感单元位于光路范围外；如，被图像传感单元数字化后的取景目标光线经数字图像处理单元3二值化得到的二值图像平均灰度值大于25时，即认为取景目标亮度较高，则发送驱动单元切换信号至驱动单元21，令至少两个图像传感单元20中分辨率最高的图像传感单元位于光路中轴，或当被图像传感单元数字化后的取景目标光线经数字图像处理单元3二值化得到的二值图像平均灰度值小于25时，即认为取景目标亮度较低，则发送驱动单元切换信号至驱动单元21，令至少两个图像传感单元20中感光能力最好的图像传感单元位于光路中轴。

替代实施例中，驱动单元21还可以集成感光元件，驱动单元根据集成的感光元件获取的环境光的光照强度选择所述至少两个图像传感单元之一将取景目标的光线转换为数字图像信息，具体地，如，当环境光的光照强度大于5勒克斯(lux)时，则发送驱动单元切换信号至驱动单元21，令至少两个图像传感单元20中分辨率最高的图像传感单元位于光路中轴，或当环境光的光照强度小于5勒克斯(lux)时，则发送驱动单元切换信号至驱动单元21，令至少两个图像传感单元20中感光能力最好的图像传感单元位于光路中轴。

位于光路中轴的图像传感单元将取景目标的光线转换为数字图像信息，之后将数字图像信息发送至数字图像处理单元3；数字图像处理单元3会根据当前选择的图像处理单元选择相应的工作模式，调用相应优化处理功能进行数字图像的处理，并将处理后的数字图像信息传送至显示单元4，此时可在目镜5中观察到取景目标。

本实施例的技术方案，通过设置物镜、图像传感器组件、数字图像处理单元、显示单元和目镜，以根据不同场景切换不同图像传感单元，解决了现有技术中的图像传感器电子望远镜采用一种图像传感器没办法同时保证夜间和日间的最佳成像结果的问题，实现了多路图像传感单元选择切换，以达到一种电子望远镜可同时适用于多场景需求的技术效果。

实施例二

在实施例一的基础上，将实施例一中单目电子望远镜结构对称设置以形成本实施例的双目电子望远镜，则如图2所示，为本发明实施例二提供的双目电子望远镜的结构示意图，本发明实施例二提供的电子望远镜包括：物镜1、物镜1＇、图像传感器组件2、数字图像处理单元3、显示单元4、显示单元4＇、目镜5和目镜5＇。

具体的，图3是本发明实施例二中的图像传感单元的初始位置示意图，图4是本发明实施例二中的图像传感单元切换后的位置示意图，则如图2、图3和图4所示，物镜1对应的至少两个图像传感单元包括一个用于日间取景观察的第一图像传感单元201和一个用于夜间取景观察的第二图像传感单元202，第一图像传感单元201和第二图像传感单元202沿垂直物镜光轴方向水平设置以构成双图像传感单元20；对称的，物镜1＇对应的至少两个图像传感单元包括一个用于日间取景观察的第一图像传感单元201＇和一个用于夜间取景观察的第二图像传感单元202＇，第一图像传感单元201＇和第二图像传感单元202＇沿垂直物镜光轴方向水平设置以构成双图像传感单元20＇。本实施例中日间取景观察的第一图像传感单元201可以采用自然感光CMOS或CCD器件，夜间取景观察的第二图像传感单元202可以采用红外感光CMOS或CCD器件。

进一步的，驱动单元21包括电机驱动模块211、电机212和支架213。电机212一端固定于支架213上，电机驱动模块211驱动电机212带动双图像处理单元20移动，令电机212带动第一图像传感单元201和第二图像传感单元202之一移动至光路中轴6处，第一图像传感单元201和第二图像传感单元202之另一移出光路范围；对称的，驱动单元21还包括电机驱动模块211＇、电机212＇和支架213＇。电机212＇一端固定于支架213＇，电机驱动模块211＇驱动电机212＇带动双图像处理单元20＇移动，令所述电机212＇带动第一图像传感单元201＇和第二图像传感单元202＇之一移动至光路中轴6＇处，第一图像传感单元201＇和第二图像传感单元202＇之另一移出光路范围。

具体的，如图3所示，电机212固定于支架213上，电机212带有齿轮结构；双图像传感单元20固定于滑块11上，滑块11可在支架213上的水平导轨12上滑动；滑块11也带有齿轮结构，并与电机212的齿轮结构啮合。在电机212工作时会带动齿轮旋转，以带动滑块11在水平导轨12上平移，实现双图像传感单元20在水平方向上的切换；基于同样原理，电机212＇固定于支架213＇，电机212＇带有齿轮结构；双图像传感单元20＇固定于滑块11＇上，滑块11＇可在支架213＇上的水平导轨12＇上滑动；滑块11＇也带有齿轮结构，并与电机212＇的齿轮结构啮合。在电机212＇工作时会带动齿轮旋转，以带动滑块11＇在水平导轨12＇上平移，实现双图像传感单元20＇在水平方向上的切换。

进一步地，电机也可为步进电机，电机与滑块分别带有蜗杆和蜗轮结构并相互啮合，以实现电机驱动滑块带动图像传感单元沿水平导轨平移，只需保证在图像传感单元的切换中，电机可带动第一图像传感单元和第二图像传感单元之一移动至光路中轴处，第一图像传感单元和第二图像传感单元之另一移出光路范围即可。

进一步地，本实施例中电子望远镜还包括电源模块10，用于给装置供电，优选的，电源模块10包括第一电源模块和第二电源模块；第一电源模块包括：第一充电管理器、可充电主锂电池和第一供电管理器；第二电源模块包括：第二充电管理器、可充电备用锂电池、太阳能电池板和第二供电管理器；第一供电管理器和第二供电管理器均与物镜1、图像传感器组件2、数字图像处理单元3和显示单元4分别连接。当本实施例中的电子望远镜未工作时，可通过第一充电管理器对可充电主锂电池充电，或当外接电路不便时，通过太阳能电池板将光能转化为电能，再通过第二充电模块给可充电备用锂电池充电。在室外工作时，先选择可充电主锂电池通过第一供电管理器给设备供电。当可充电主锂电池没电或者不需要可充电主锂电池供电时则启用可充电备用锂电池，通过第二供电管理器给设备供电。

具体的，如图3所示，当本实施例中电子望远镜工作时，初始设定第一图像传感单元201设置于光路中轴6处，第二图像传感单元202设置于光路范围之外；物镜1将取景目标的光线传送至图像传感器组件2的第一图像传感单元201的感光面，令取景目标的光线转换为数字图像信息，之后将数字图像信息发送至数字图像处理单元3；对称地，初始设定第一图像传感单元201＇设置于光路中轴6＇处，第二图像传感单元202＇设置于光路范围之外；物镜1＇将取景目标的光线传送至图像传感器组件2＇的第一图像传感单元201＇的感光面，令取景目标的光线转换为数字图像信息，之后将数字图像信息发送至数字图像处理单元3。数字图像处理单元3根据当前选择的图像处理单元选择相应的工作模式，调用相应优化处理功能进行数字图像的处理，并将处理后的数字图像信息分别传送至显示单元4和显示单元4＇，此时可在目镜5和目镜5＇中观察到取景目标。

具体的，在该过程中，数字图像处理单元3将数字化后的取景目标二值化，并得到该二值图像的平均灰度值，当平均灰度值小于25时，即认为取景目标的亮度值过低，若第二图像传感单元202并未处于光路中轴6处，第二图像传感单元202＇并未处于光路中轴6＇处，则分别发送驱动单元切换信号至电机驱动模块211和电机驱动模块211＇，令电机212驱动滑块11沿水平导轨12移动，以令第二图像传感单元202平移至光路中轴6处，第一图像传感单元201移出光路范围，对称地，令电机212＇驱动滑块11＇沿水平导轨12＇移动，以令第二图像传感单元202＇平移至光路中轴6＇处，第一图像传感单元201＇移出光路范围，切换后的图像传感单元位置如图4所示；若第二图像传感单元202和第二图像传感单元202＇分别处于光路中轴6和光路中轴6＇处则保持该状态。

当分析得到二值图像的平均灰度值大于25时，即认为取景目标的亮度值较高，若第一图像传感单元201并未处于光路中轴6处，第一图像传感单元201＇并未处于光路中轴6＇处，而均在光路范围之外，则分别发送驱动单元切换信号至电机驱动模块211和电机驱动模块211＇，令电机212驱动滑块11沿水平导轨12移动，以令第一图像传感单元201平移至光路中轴6处，第二图像传感单元202移出光路范围，对称地，令电机212＇驱动滑块11＇沿水平导轨12＇移动，以令第一图像传感单元201＇平移至光路中轴6＇处，第二图像传感单元202＇移出光路范围，切换后的图像传感单元位置如图4所示；若第一图像传感单元201和第一图像传感单元201＇分别处于光路中轴6和光路中轴6＇处则保持该状态。

至此，就实现了图像传感单元根据取景目标的亮度信息的不同而进行切换。

进一步地，本实施例中电子望远镜还包括模式切换按键7，用于根据用户的按压产生驱动单元切换信号，并发送该驱动单元切换信号至电机驱动模块211。用户可通过按压模式切换按键7实现图像传感单元的切换。

本实施例的技术方案，通过在实施例一的基础上，将实施例一中单目电子望远镜结构对称设置以形成本实施例的双目电子望远镜，具体包括物镜、物镜、图像传感器组件、数字图像处理单元、显示单元、显示单元、目镜、目镜、模式切换按键和电源模块，以根据不同场景切换不同图像传感单元，且能保证双目电子望远镜的两个相同图像传感单元同时工作，解决现有技术中的图像传感器电子望远镜采用一种图像传感器视野范围窄，以及没办法同时保证夜间和日间的最佳成像结果的问题，实现了多路图像传感单元选择切换，达到一种电子望远镜可同时适用于多场景需求和大视野需求的技术效果。

可替代的，每个物镜对应的至少两个图像传感单元也可包括两个用于日间取景观察的第一图像传感单元和两个用于夜间取景观察的第二图像传感单元，每个图像传感单元性能参数有差异，沿垂直物镜光轴方向水平设置以构成四图像处理单元，切换原理与双图像传感单元20的切换原理相同，在此不做过多赘述，进一步的，不仅限于双图像传感单元或四图像传感单元，可令电子望远镜进一步适用于更多场景需求的多图像传感器均可。

替代实施例中，也可将物镜1和物镜2中的一个对应切换至日间取景观察的第一图像传感单元，将物镜1和物镜2中的另一个对应切换至夜间取景观察的第二图像传感单元，以提供用户不同的观察体验。

实施例三

如图5所示为本实施例的电子望远镜的结构示意图，本实施例的电子望远镜还进一步包括：环境光传感器8和环境光处理单元9。

环境光传感器8用于检测装置外部环境光的光照强度并产生环境光信号；环境光处理单元9，用于根据环境光信号产生驱动单元切换信号，并发送所述驱动单元切换信号至所述驱动单元21。

进一步地，如图6所示，本实施例中的驱动单元21包括：电机驱动模块211、电机212和支架213，其中，电机212固定于支架213，其旋转杆依次连接第一图像传感单元201和第二图像传感单元202，第一图像传感单元201位于靠近物镜1的一侧，第二图像传感单元202位于靠近目镜5的一侧，第一图像传感单元201和第二图像传感单元202沿平行物镜光轴方向设置以构成双图像传感单元20。电机驱动模块驱动电机212工作，可带动双图像传感单元20逆时针旋转180°，实现了图像传感单元的切换。

当本实施例中电子望远镜工作时，环境光传感器8检测外部环境光的光照强度并产生环境光信号，环境光处理单元3接收并分析环境光信号，当分析得到环境光的光照强度大于5勒克斯(lux)时，发送驱动单元切换信号至电机驱动模块211驱动对应的电机212，以令第一图像传感单元201旋转至对应的光路中轴6处，同时，第二图像传感单元202旋转至光路范围之外；当分析得到外部环境光的光照强度小于5勒克斯(lux)时，则驱动第二图像传感单元202旋转至光路中轴6处，同时，第一图像传感单元201旋转至光路范围之外，实现了图像传感单元根据环境光不同的自动切换。

本实施例的技术方案，通过在实施例一的基础上，增加环境光传感器和环境光处理单元，并提供了与实施例一不同的图像传感单元的排布方式、另一种电机、至少两个图像传感单元与支架的连接方式以及另一种电机的工作方式，同样实现了根据不同场景自动切换图像传感单元，达到一种电子望远镜可同时适用于多场景需求，并可根据环境光的光照强度自动完成图像传感器的切换的技术效果。

值得注意的是，上述电子望远镜的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。本发明各个实施例中的特征，在不冲突的条件下，可以相互组合。

上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种电子望远镜，其特征在于，包括物镜、图像传感器组件、数字图像处理单元、显示单元和目镜；

所述物镜用于将取景目标的光线传送至所述图像传感器组件；

所述图像传感器组件包括适应不同环境光线的至少两个图像传感单元以及切换所述至少两个图像传感单元的驱动单元，所述驱动单元用于根据环境光的光照强度或所述取景目标的亮度信息选择所述至少两个图像传感单元之一将取景目标的光线转换为数字图像信息，并将所述数字图像信息发送至所述数字图像处理单元；

所述数字图像处理单元用于根据发送所述数字图像信息的不同图像传感单元选择不同的工作模式处理所述数字图像信息，并将处理过的数字图像信息传送至所述显示单元；

所述显示单元用于根据所述处理过的数字图像信息显示取景目标图像；

所述目镜用于观察所述取景目标图像。

2.根据权利要求1所述的电子望远镜，其特征在于，还包括：

环境光传感器，用于检测外部环境光并产生环境光信号；

环境光处理单元，用于根据所述环境光信号产生驱动单元切换信号，并发送所述驱动单元切换信号至所述驱动单元。

3.根据权利要求1所述的电子望远镜，其特征在于，还包括模式切换按键，用于根据用户的按压产生驱动单元切换信号，并发送所述驱动单元切换信号至所述驱动单元。

4.根据权利要求1所述的电子望远镜，其特征在于，所述电子望远镜包括两个物镜和两个目镜，每个所述目镜对应一个所述显示单元，每个物镜对应所述至少两个图像传感单元。

5.根据权利要求4所述的电子望远镜，其特征在于，每个所述物镜对应的所述至少两个图像传感单元包括一个用于日间取景观察的第一图像传感单元和一个用于夜间取景观察的第二图像传感单元，所述两个图像传感单元沿垂直物镜光轴方向水平设置以构成双图像处理单元，两个所述物镜所对应的所述双图像传感单元左右对称设置。

6.根据权利要求4所述的电子望远镜，其特征在于，每个所述物镜对应的至少两个图像传感单元包括一个用于日间取景观察的第一图像传感单元和一个用于夜间取景观察的第二图像传感单元，其中，所述第一图像传感单元设于靠近所述物镜的一侧，所述第二图像传感单元设于靠近所述目镜的一侧，所述第一图像传感单元和第二图像传感单元沿平行物镜光轴方向设置以构成双图像处理单元，两个所述物镜所对应的所述双图像传感单元左右对称设置。

7.根据权利要求4所述的电子望远镜，其特征在于，每个所述物镜对应的至少两个图像传感单元包括两个用于日间取景观察的第一图像传感单元和两个用于夜间取景观察的第二图像传感单元。

8.根据权利要求5-7任一所述的电子望远镜，其特征在于，所述驱动单元包括支架、电机和电机驱动模块，所述电机固定于所述支架上，所述电机驱动模块驱动电机，令所述电机带动所述第一图像传感单元和第二图像传感单元之一移动至光路中轴处，第一图像传感单元和第二图像传感单元之另一移出光路范围。

9.根据权利要求1-7任一所述的电子望远镜，其特征在于，所述装置还包括电源模块，用于给所述电子望远镜供电，包括第一电源模块和第二电源模块；

所述第一电源模块包括：第一充电管理器、可充电主锂电池和第一供电管理器；

所述第二电源模块包括：第二充电管理器、可充电备用锂电池、太阳能电池板和第二供电管理器；

所述第一供电管理器和所述第二供电管理器均与所述物镜、所述图像传感器组件、所述数字图像处理单元和所述显示单元分别连接。