CN116647738A

CN116647738A - 电子照相机

Info

Publication number: CN116647738A
Application number: CN202310147494.5A
Authority: CN
Inventors: H·波普; F·泽德勒; A·马恩; M·霍布曼
Original assignee: Arnold and Richter Cine Technik GmbH and Co KG
Current assignee: Arnold and Richter Cine Technik GmbH and Co KG
Priority date: 2022-02-24
Filing date: 2023-02-20
Publication date: 2023-08-25
Also published as: DE102022104409A1; US20230269465A1; EP4236334A1

Abstract

本发明涉及一种模块化电子照相机，特别是分布式电子照相机，其包括：图像采集模块，其包括图像传感器和联接到所述图像传感器的图像处理单元；操作模块，其用于控制和/或配置所述照相机；以及显示模块，其用于显示由所述图像传感器获取的照相机图像，其中所述图像采集模块、所述操作模块和所述显示模块是照相机模块。根据本发明的照相机的特征在于，所述图像采集模块、所述操作模块和所述显示模块通过数据网络彼此连接，其中所述数据网络具有分配单元，所述分配单元配置成经由所述数据网络从所述照相机模块接收数据，并且将数据从所述照相机模块中的一者转发到所述其他照相机模块中的至少一者。

Description

电子照相机

技术领域

本发明涉及一种模块化电子照相机，特别是一种分布式电子照相机，其包括图像采集模块，该图像采集模块包括图像传感器和图像处理单元，图像处理单元联接到图像传感器。电子照相机还包括：第一功能模块，例如用于控制和/或配置照相机的操作模块；以及第二功能模块，例如用于显示由图像传感器获取的照相机图像的显示模块。在这方面，图像采集模块和功能模块是照相机模块。

背景技术

在当今的专业胶片照相机中，诸如在电影和电视制作中使用的照相机，在照相机内使用多个不同的接口，以用于图像数据、声音数据、同步数据或元数据。当今的照相机通常还包括多个外部接口，这些外部接口能够连接外部附件。

然而，许多不同的接口限制了照相机的灵活使用或可转换性。在每种情况下，只有专门为当前接口设置的附件可以与当前接口一起使用。新的或不同的附件的连接或对照相机内部硬件的修改通常需要固件适配和/或软件适配，以便例如使照相机适应新的接口和新的协议等。

发明内容

因此，本发明的基本目的是指定一种电子照相机，其可以被灵活设置或被转换和改变。

通过根据权利要求1的电子照相机来实现这个目的。

根据本发明的照相机的特征在于，图像采集模块以及第一功能模块和第二功能模块(即，例如，操作模块和显示模块)通过数据网络(特别是相同的数据网络)彼此连接，其中数据网络具有分配单元，该分配单元配置成经由数据网络从照相机模块接收数据，并且将数据从照相机模块中的一者转发到其他照相机模块中的至少一者。

功能模块尤其用于提供照相机功能的相应部分。

照相机模块可以各自直接和/或单独联接到分配单元。例如，可以规定，在分配单元中接收照相机模块的数据(例如至少一个数据流)，并且将所述数据从分配单元转发到其他照相机模块。

在这方面，本发明基于这样的认识，即通过经由数据网络将照相机模块连接到分配单元、借助于分配单元对所有照相机模块提供相同类型的接口。例如，分配单元可以是以太网中的交换机，这将在下面更详细地解释。由于根据本发明的照相机模块经由数据网络进行通信，提供了照相机的清晰模块化，使得通常可以灵活地扩展和修改照相机。通常，可以经由数据网络将任何期望的功能模块和/或照相机模块联接到图像采集模块，以映射照相机的不同装备变型或功能。

有利的是，分配单元不必能够解释来自所有照相机模块的数据，而是可以简单地将照相机模块的数据转发给其他照相机模块。

通常，可以任意选择数据网络的拓扑。数据网络可以例如通过环形拓扑或菊花链拓扑连接照相机模块。然后，由数据网络的布线和/或照相机模块本身形成环形拓扑或菊花链拓扑中的分配单元。替代地或附加地，数据网络也可以包括星形拓扑，例如具有中央交换机或分布式交换机的星形拓扑。

此外，由于照相机模块、特别是所有的照相机模块经由数据网络联接到分配单元，所以可以不费力地更换或重新连接内部照相机模块。由此，可以避免照相机中固件和/或软件的改变。这同样适用于外部连接的照相机模块。此种外部连接的照相机模块可以像内部照相机模块一样经由数据网络联接到分配单元。以这种方式，可以在外部重新定位照相机模块，使得照相机的被携带的部分、例如被携带在手中或肩上的部分可以明显更小，从而更轻且更易于管理。

由于本发明，照相机因此变得更容易扩展，更加模块化，并且可以在不同的要求下使用。

应当理解，根据本发明的上述照相机模块也可以由本文描述的其他照相机模块替换或补充。

特别地，照相机模块和/或功能模块应被理解为执行照相机的特定(部分)功能的功能组。

在图像采集模块中，图像传感器联接到相关联的电子器件，其中相关联的电子器件在这里被指定为图像处理单元。图像处理单元可以例如作用于电源、温度稳定和/或图像传感器的冷却。图像处理单元还可以配置成读出由图像传感器获取的照相机图像，并且在读出期间观察预定义的定时和/或触发。

图像处理单元优选地将照相机图像转换成可以经由数据网络发送的数字格式。照相机图像可以作为单个图像或视频来获得。例如，照相机图像可以作为流经由数据网络传输。

操作模块可以具有人机界面(HMI)，例如触摸屏的形式、或者交换机和/或显示器的布置形式。操作模块可以例如用于启动或停止照相机图像的记录，设置记录照相机图像时的帧速率和颜色深度等。

显示模块优选地包括显示器，其上可以显示例如图像采集模块当前采集的照相机图像。例如，显示模块通常可以是取景器(电子取景器-EVF)或监视器。

借助于分配单元和照相机模块之间的数据网络的连接，特别是所有连接，优选地是相同的数据网络或同样的数据网络。这意味着，例如经由相同的协议进行所有的连接，和/或照相机模块设置在数据网络的相关地址范围内。

照相机、特别是用于专业电影记录的照相机，特别是配置成用于记录运动图像(视频)、静止图像和单个图像和/或延时记录，其中照相机可以例如具有可更换镜头。照相机(或图像采集模块)可以例如配置成以至少4K、4.5K或8K的分辨率、60FPS、90FPS、100FPS或150FPS的帧速率记录图像数据。

从说明书、从属权利要求和附图中可看出本发明的有利实施例。

根据第一实施例，分配单元包括网络交换机、集线器、路由器和/或网关。分配单元也可以是所提到的网络部件之一。分配单元优选地具有网络端口，照相机模块可以连接到每个网络端口。这些端口可以支持不同的传输速度，例如，10兆比特、100兆比特、1千兆比特、10千兆比特、100千兆比特或400千兆比特。

如果分配单元是集线器，来自分配单元处的照相机模块的所有数据将被转发到所有其他照相机模块。在交换机、路由器和/或网关的情况下，输入数据可以以针对性的方式转发到特定的照相机模块。为此目的，分配单元然后包括关于哪个照相机模块连接到哪个网络端口的信息。因此，通过使用例如交换机，存在这样的优点，即仅用于相应照相机模块的数据由分配单元转发到该照相机模块。因此，数据网络的当前传输带宽不会被不必要地耗尽。

根据另一个实施例，分配单元以级联方式设计和/或由部件单元设计。因此，分配单元例如可以是“堆叠的”或者具有子单元(“级联的”)。唯一相关的是，分配单元的部件可以彼此通信，使得可经由数据网络进行照相机模块之间的通信。可选地，存在分配单元仅具有恰好一个部件(例如，仅一个交换机)的可能性。

在分布式和/或级联的分配单元中，至少一些照相机模块也可以各自包括分配单元的一部分。例如，一些照相机模块可以各自具有自己的交换机，使得多个此种照相机模块可以通过网络电缆连接成链。在这方面，每个照相机模块可以例如具有至少两个网络套接口。

特别地，照相机模块在数据传输方面仅通过数据网络连接。因此，优选地不存在用于照相机模块之间的数据通信的额外的其他通信路径，因为照相机的模块化和可扩展性将因此受到限制。

根据又一个实施例，分配单元配置成识别经由数据网络连接到分配单元的照相机模块，并基于连接的照相机模块执行照相机模块的数据的转发。如上面已经简要解释的，此种目标转发例如在交换机、路由器或网关的情况下是可能的。例如，分配单元可以认识到，例如音频模块的数据不必被转发到图像采集模块，而是应该只对操作模块或记录模块可用。以这种方式，可以再次节省数据网络中的传输容量。如果多个或所有其他照相机模块需要一个照相机模块的数据，则分配单元和/或相应的发送照相机模块可以使用多播或广播。数据通过多播同时传输到多个照相机模块；数据通过广播同时传输到所有照相机模块。

根据另一个实施例，至少一个照相机模块，特别是在连接到数据网络之后，经由数据网络传输设备配置文件，其中设备配置文件包括照相机模块的设备类别和关于照相机模块的功能范围的信息。照相机基于所传输的一个或多个设备配置文件来调整其操作参数，以便将发生照相机模块集成到照相机的操作中。换句话说，照相机因此评估所连接的照相机模块的设备配置文件，以便例如使照相机的操作适应所连接的照相机模块，并且如果必要的话，针对照相机模块对其进行优化。

为此目的，照相机可以具有控制单元，该控制单元评估一个或多个照相机模块的设备配置文件。控制单元可以在每种情况下执行和/或启用本文描述的步骤。特别地，照相机模块或分配单元可以执行控制单元的功能。

设备配置文件使得可以通过借助于设备配置文件、封装和/或描述照相机模块的功能来提供标准化的数据格式，由此提供了用于在照相机和照相机模块之间交换能力和限制的统一格式。通过设备配置文件，照相机模块特别是在每种情况下向照相机传达它们的要求以及关于它们的功能范围的信息。

由于传送设备配置文件，照相机然后可以对几乎任何照相机模块以及新的照相机模块做出敏感的反应，而不需要改变照相机的固件和/或软件。因此，可以显著减少集成新的和/或其他附件(即照相机模块)的开发工作。

由于连接和集成到照相机的操作中，相应的照相机模块本身成为照相机的一部分。例如，当照相机模块是镜头或图像采集模块时，照相机模块可以特别地仅使照相机完全起作用。

在经由数据网络连接照相机模块之后，也可以进行设备配置文件的交换。这意味着新连接的照相机模块也经由数据网络从照相机中已经存在的照相机模块接收设备配置文件。然后，新连接的照相机模块也可以优选地使其操作适应已经存在的照相机模块。

为了将新连接的照相机模块集成到照相机的操作中，照相机改变其操作参数。操作参数可以例如定义数据格式和/或协议，借助于数据格式和/或协议，经由数据接口与新连接的照相机模块进行通信。然而，操作参数也可以例如包括由照相机获取的照相机图像的帧速率和/或分辨率。如果存储器模块例如作为新的照相机模块连接到照相机并且最多支持60FPS的帧速率下的4K分辨率，则可以设置操作参数，使得生成具有4K分辨率和60FPS的帧速率的照相机图像和/或至少以这种格式传输到存储器模块。一般来说，操作参数应被理解为可能对照相机的操作有影响的照相机的所有设置。

设备类别可以例如指定照相机模块是图像采集模块、存储器模块还是回放模块。关于功能范围的信息可以例如指定图像采集模块的最大分辨率、帧速率和颜色深度等。可以例如为存储器模块指定存储容量，并且可以例如为回放模块指定可播放的文件格式。

由于设备配置文件中包括的设备类别，照相机可以使其操作参数作为备选方案来例如适应该设备类别的标准设备、特别是该设备类别的预定义的标准设备。这样，新开发的照相机模块也可以集成到照相机的操作中，即使新开发的照相机模块具有照相机不支持的功能。在这种情况下，至少基本功能(例如标准设备的功能)仍然是可用的。例如，具有多个测量点的新颖的距离测量系统仍然可以在现有的照相机上使用，因为它被识别为属于距离测量系统设备类别，并且例如还提供对应于现有的单点距离测量设备的值。以这种方式，在新照相机模块的市场投放期间，可以避免现有设备的软件更新。

根据又一个实施例，每个照相机模块配置为独立的网络部件。这意味着每个照相机模块都能够经由数据网络独立通信。每个照相机模块可以根据用于经由数据网络通信的硬件来配置，并且相应地包括合适的物理接口(PHY接口)。也可以在每个照相机模块中实现经由数据网络通信所需的协议栈。

根据另一个实施例，数据网络包括以太网、现场总线网络或非IP网络(NIN)。或者，数据网络是上述网络中的一种。例如，以太网定义了有线数据网络，其传输速率在1兆比特和400千兆比特之间。在以太网中，物理层(OSI第1层)和数据链路层(OSI第2层)都是预定义的。也可以至少部分地由WLAN(无线局域网)形成数据网络。在这种情况下，一个或多个照相机模块和/或分配单元可以包括WLAN收发器，使得照相机模块也可以通过WLAN集成到数据网络中。

例如，现场总线网络可以提供实时能力。替代地或附加地，现场总线网络可以基于以太网。现场总线网络可以是例如EtherCAT、EIP和Sercos III等。特别地，非IP网络(NIN)可以是基于流的网络，而不是基于分组的网络。

根据又一个实施例，分配单元配置成借助于相同的协议经由数据网络与照相机模块通信。使用多个协议也是可能的，这些协议可用于与照相机模块的通信，其中在每种情况下选择合适的协议，该协议优选地由发送照相机模块和接收照相机模块控制。有利的是，因此不需要协议转换。相同的协议可以是来自OSI第3、4、5、6和/或7层的协议。例如，TCP(传输控制协议)和/或UDP(用户数据报协议)可以用作传输协议。此外，可以使用RTP(实时传输协议)，特别是对于实时关键数据。

不同的照相机模块可以使用相同的协议，以经由数据网络传输数据，然而，其中物理层(OSI第1层)和/或数据链路层(OSI第2层)可以不同。例如，光波导(例如，从10Gbit/s开始)可以用于具有高数据吞吐量的连接；铜电缆可以用于其他连接。

此外，照相机模块用于经由数据网络传输的数据格式同样可以是统一的。JSON(JavaScript对象符号)或XML(可扩展标记语言)可以例如用于数据中的附加信息(诸如元数据)。附加信息可以与实际图像数据一起存储在容器文件中，例如以材料交换格式(MXF)。统一的数据格式的优点在于，每个照相机模块可以将其他照相机模块的数据至少处理到相应模块的功能所需的程度。

根据另一个实施例，通过铜电缆建立分配单元和照相机模块中的一个照相机模块之间的至少一个连接。例如，铜电缆可以是以太网电缆，其最大传输速率为例如1千兆比特或10千兆比特。替代地或附加地，可以借助于光波导建立分配单元和照相机模块中的一个照相机模块之间的至少一个连接。如上所述，可以使用光缆或光纤连接，其传输速率例如为10千兆比特、100千兆比特、200千兆比特或400千兆比特。

根据又一个实施例，照相机配置成通过时间同步、特别是通过精确时间协议(PTP)或时间敏感网络(TSN)来实现照相机模块的同步。对于照相机的功能来说，各个照相机模块的动作在时间上相互协调是很重要的。由于借助于PTP实现同步，当借助于硬件执行时，可以实现精度在微秒范围内的同步，甚至精度在纳秒范围内。当使用PTP时，确定经由数据网络的传输中的延迟，使得照相机模块和分配单元的内部时基可以彼此适应。应当理解，也可以使用照相机模块的时间同步的其他方法。

此外，当使用具有实时能力的现场总线时，时间同步可以是数据网络固有的。

根据另一个实施例，可以至少部分地通过数据网络，例如通过以太网供电(PoE)，来进行照相机模块的供电。连接照相机模块所需的网络电缆不仅可以用于数据传输，还可以用于供电。以这种方式，可以节省照相机中的布线工作，使得照相机可以再次变得更小和更紧凑。

根据又一个实施例，照相机具有中央单元，该中央单元具有单独的壳体，其中分配单元布置在中央单元中。此外，只有一些照相机模块(因此还有一些功能模块)可以布置在中央单元的壳体中或壳体处。例如，图像采集模块可以布置在中央单元的壳体中。其他照相机模块可以设置在中央单元的壳体外部和/或与中央单元的壳体隔开。例如，操作模块可以单独连接到中央单元，特别是仅经由网络电缆连接到中央单元。然后，例如在电影记录期间必须携带或移动的照相机部分可以更小，从而更易于管理。

然而，通常应当理解的是，任何期望的功能模块和/或照相机模块可以布置在中央单元处或中央单元中。以这种方式，可以实现照相机的灵活配置。

根据另一个实施例，一个或多个照相机模块具有单独的模块壳体，其中模块壳体特别地紧固到中央单元的壳体。由于单独的模块壳体，允许以简单的方式转换照相机。应当理解，模块壳体不一定必须固定到中央单元的壳体上，而是可以例如单独连接到中央单元的壳体上，特别是仅经由数据网络的电缆连接到中央单元的壳体上。

根据又一个实施例，照相机具有至少一个或多个以下照相机模块：

-镜头记录模块，其允许控制聚焦电机和/或光圈电机；

-音频模块，其用于输入和/或输出声音信号；

-照相机定位模块，其检测照相机的空间位置，特别是图像采集模块的空间位置；

-距离测量模块，其确定图像采集模块和待记录的物体之间的距离；

-存储器模块，其存储由图像获取模块获取的照相机图像；

-回放模块，其回放存储的照相机图像；

-处理器模块，其处理和/或修改照相机图像；

-无线电模块，其向附件提供无线电接口；

-转换模块，其转换模拟信号和/或数字信号，以通过数据网络进行传输。

另外的照相机模块同样可以经由数据网络和分配单元与其他照相机模块进行通信和交换数据。

照相机定位模块可以是确定照相机在空间中的位置和/或取向并经由数据网络向其他照相机模块提供以这种方式确定的数据的模块。照相机定位模块可以通过GPS(全球定位系统)和/或惯性传感器来检测空间位置。

存储器模块可以是数据网络中的记录器，所述记录器存储照相机图像。回放模块可以例如在显示器上回放存储的照相机图像。或者，回放模块可以将存储的照相机图像作为流播放到网络中，使得可以例如在显示模块上输出存储的照相机图像。存储器模块可以具有固定安装的存储介质和/或可移动介质。通常，可以例如在布景上的云中或服务器上实现存储器模块，使得可以在云中或服务器上进行存储。照相机中可以存在多个记录模块，使得可以组合不同的记录功能，以便例如创建图像数据的多个副本。

特别地，处理器模块可以对照相机图像执行计算，例如，以线性化照相机图像、校正伪像和误差、和/或稳定图像。照相机图像还可以提供有诸如元数据和声音的附加信息，所述照相机图像可以被压缩和/或可以被编码。然而，处理器模块也可以处理音频数据和/或元数据。多个处理器模块也可以例如经由照相机的数据网络彼此连接，以组合来自不同照相机模块的处理器模块的处理资源，或者将得到的工作负载分配给处理器模块。

无线电模块优选地转换从其他照相机模块或附件接收的数据和命令(例如，经由WLAN或借助于另一无线电协议)，使得它们可以经由数据网络传输到其他照相机模块，特别是双向传输到其他照相机模块。无线电模块可以例如相应地在每种情况下实现协议和/或数据格式。

转换模块尤其还允许双向数据传输，并且例如转换SDI信号、L总线信号、R-S信号、同轴信号和模拟音频信号等。

镜头记录模块也可以被指定为镜头控制模块，并控制连接到照相机的镜头，并提供关于镜头及其设置的信息。镜头记录模块可以例如包括用于改变焦平面、用于改变光圈和/或变焦的电动机，和/或可以配置成用集成的电机来控制镜头。镜头记录模块还可以从内部照相机模块或外部照相机模块接收控制信息，和/或可以向这些照相机模块发送状态信息。

音频模块可以获取音频信号、处理音频信号并提供音频信号，以用于在外部接口和内部接口处的回放。音频模块可以例如将音频接口连接到照相机的数据网络。音频模块的主要应用可以是采集和处理音频信号以用于录音。然而，音频模块也可以是内部通信系统的一部分，通过该系统，可以在不同的人(例如，照相机操作者)之间传输语音消息。

此外，照相机可以包括连接模块，该连接模块例如通过光纤连接将照相机的数据网络连接到外部网络，特别是连接到演播室基础设施和/或实况转播车。

此外，照相机可以包括电源模块。电源模块可以例如具有多个可充电电池，其中电源模块可以例如经由数据网络将电源模块的剩余电池容量和/或最大可用功率传送给其他相机模块。

应当理解，任何期望的另外的和/或未来的模块也可以作为照相机模块集成到照相机中。

特别地，多个显示模块可以例如连接到数据网络，并且因此可以集成到照相机中。显示模块可以例如经由数据网络接收相同的图像数据。显示模块可以具有图像处理单元，该图像处理单元在显示图像数据之前对图像数据进行修改。由于进行了修改，例如可以在一个显示模块上执行错误的颜色表示，但是可以在另一个显示模块上执行颜色改变。由于显示模块中的图像处理单元，照相机或者更准确地说，图像采集模块有利地不必提供不同的图像数据。因此，可以降低对图像采集模块或处理器模块的计算要求，由此照相机可以更节能、更小和/或更紧凑。

本发明的另一个主题是一种用于模块化电子照相机的操作方法，特别是分布式电子照相机的操作方法。照相机具有：图像采集模块，其包括图像传感器和联接到图像传感器的图像处理单元；第一功能模块，例如用于控制和/或配置照相机的操作模块；和/或第二功能模块，例如用于显示由图像传感器获取的照相机图像的显示模块。图像采集模块以及第一功能模块和第二功能模块(即，例如，操作模块和显示模块)是照相机模块。该操作方法的特征在于，图像采集模块以及第一功能模块和第二功能模块通过数据网络彼此连接，其中数据网络具有分配单元，其中分配单元经由数据网络从照相机模块接收数据，并将数据从照相机模块中的一者转发到其他照相机模块中的至少一者。

根据操作方法的实施例，照相机经由数据网络联接到第二照相机。在这方面，(第一)照相机使用第二照相机的至少一个照相机模块。第一照相机可以例如使用第二照相机的操作模块和/或图像采集模块，使得可以经由第二照相机的操作模块来控制和/或配置第一照相机。或者，第一照相机也可以例如将计算任务外包给第二照相机的处理器模块。由于两个照相机的连接，因此两个照相机的资源在彼此之间的分离和共同使用是可能的。一般而言，第二照相机从第一照相机的照相机模块接收数据和/或命令，和/或将数据和/或命令转发给第一照相机的照相机模块。

此外，两个照相机(例如，经由分束器)记录相同的场景是可能的，其中通过连接两个照相机，动态范围或图像捕获速率(帧速率)可以增加或加倍。

两个照相机的音频模块也可以彼此联接，以便例如获得更好的声音质量。替代地或附加地，自身没有音频模块的照相机也可以记录其他照相机的音频信号。

同样，包括无线电模块的照相机可以使用第二照相机的无线电模块，以通过无线电提高信号质量和/或数据速率。最后，没有无线电模块的照相机也可以使用第二照相机的无线电模块，以允许通过无线电连接附件。

如上所述，第二照相机的操作模块因此可以用于控制和/或配置第一照相机。替代地或附加地，第一照相机的显示模块可以用于显示第二照相机的照相机图像。

根据操作方法的另一个实施例，第一照相机的图像采集模块和第二照相机的图像采集模块经由数据网络同步。例如，创建三维(3D)图像可能需要此种同步记录。

最后，本发明涉及一种照相机模块，其用于连接到模块化照相机，特别是本文描述的模块化照相机，其中照相机模块可以通过数据网络连接到模块化照相机，其中照相机模块配置成经由数据网络从至少一个其他照相机模块接收数据，并且将数据传输到其他照相机模块中的至少一个。

根据本发明的照相机的陈述相应地适用于根据本发明的操作方法和根据本发明的照相机模块。这特别适用于优点和实施例。应当理解，本文提到的实施例可以彼此组合，除非另外明确说明。

附图说明

下面将参考附图仅通过示例的方式来描述本发明。在这方面，将首先总体描述模块化照相机。随后，将查看设备配置文件以及在不同显示模块上进行监控的可能性。

附图示出为：

图1示意性地示出了包括分配单元的模块化电子照相机；

图2示意性地示出了图1的电子照相机的照相机模块的空间布置；

图3是根据第一实施例的连接到数据网络的照相机模块的示意图；

图4示意性地示出了根据第二实施例的连接到数据网络的照相机模块的视图；

图5示出了经由数据网络联接两个照相机；

图6示意性地示出了将设备配置文件划分为设备类别以及关于功能范围的信息；以及

图7示意性地示出了经由数据网络联接并从传输模块接收图像数据的显示模块。

具体实施方式

图1示出了照相机10，其包括图像采集模块12，所述图像采集模块具有图像传感器和图像处理单元。照相机10还包括操作模块14，其用于控制和/或配置照相机10。

照相机10还包括显示模块16，例如取景器，所述显示模块显示由图像传感器获取的照相机图像。

图像获取模块12、操作模块14和显示模块16是照相机模块，并且每个都经由以太网连接20联接到被配置为交换机18的分配单元。操作模块14和显示模块16也可以被指定为第一功能模块和第二功能模块。

照相机10甚至包括另外的照相机模块，即镜头记录模块22，其中镜头记录模块22被分成多个部件模块，并且具有用于调节镜头26的电机24和用于控制电机24的电机控制器28。电机24、镜头26和电机控制器28也可以替代地被认为是单独的照相机模块。

照相机10的其他照相机模块是照相机定位模块30、音频模块32、处理器模块34、转换模块36、无线电模块38和连接模块40。最后，照相机10还可以包括第二显示模块42。

所有的照相机模块12、14、16、22、30、32、34、36、38、40、42都经由以太网连接20联接到交换机18。以太网连接20可以配置为铜缆或者光波导。

在每种情况下，交换机18从照相机模块接收数据，并将数据转发给一个或多个其他照相机模块。在这方面，照相机模块使用相同的数据网络，即由交换机18和以太网连接20构建的数据网络，数据网络在照相机模块之间传输数据。数据网络充当照相机模块之间的数据接口。通过到数据网络的简单连接，其他和/或附加的照相机模块因此可以集成到照相机10中。

图2示出了图1的照相机10的照相机模块的空间布置。如图2所示，照相机10包括具有独立壳体46的中央单元44。中央单元44外部未示出的交换机18和所有照相机模块布置在中央单元44中。照相机定位模块30、音频模块32和转换模块36布置在中央单元44的壳体46的外部。这些模块可以机械地附接到中央单元44的壳体46。相比之下，显示模块16和第二显示模块42是间隔开的并附接在壳体46的外部，并且显示模块16和第二显示模块42特别是仅经由以太网连接20连接到中央单元44并因此连接到交换机18。由于照相机模块的外包(outsourcing)，因此通常照相机10的必须移动的部件可以设计得更小且更易于管理。

图3和图4示出了数据网络配置的两个不同实施例。特别地，从图3和图4开始，照相机模块通常用附图标记48表示。根据图3的第一实施例，照相机模块48各自都具有它们自己的网络接口50，即它们自己的用于连接以太网连接20的硬件。此外，照相机模块48各自包括模块电子器件52，所述模块电子器件控制经由以太网连接20的通信并且例如包括协议栈。根据图3的实施例，照相机模块48各自经由以太网连接20直接连接到交换机18。相比之下，根据图4的第二实施例的照相机模块48各自在它们的网络接口50中包括集线器或交换机的功能，并且如图4所示，可以相应地以链的形式连接。在图4的实施例中，只有一个照相机模块48经由以太网连接20直接连接到交换机18。这个直接连接的照相机模块48包括连接下一个照相机模块48的另一个以太网连接20。因此，下一个照相机模块48的数据首先经由直接连接到交换机18的照相机模块48行进，然后如果需要的话，被转发到交换机18。

图5示出了两个照相机10经由以太网连接20的连接。由于两个照相机10之间的以太网连接20，照相机10的数据网络可以彼此连接，使得一个照相机10的照相机模块48可以访问另一个照相机10的照相机模块48。例如，图5底部所示的照相机10可以具有存储器模块54，两个照相机10都使用该存储器模块来存储生成的图像数据。

可看出的是，借助于照相机模块48，照相机10的模块化设计可以实现照相机10的结构的极大灵活性。此外，可以将照相机10保持成小而轻，以便于操作，从而有利于布景。数据网络还可以容易地联接到另外的照相机，以允许从一个照相机10到另一个照相机的功能外包，从而允许照相机10针对3D记录的同步，或者允许从中心点控制多个照相机10。

图6示意性地示出了照相机模块48的设备配置文件。设备配置文件56各自包括设备类别58，即，例如，“照相机”、“镜头控制”或“照相机控制”。设备类别58各自还包括更详细定义设备类别的子类60。为每个设备类别58和/或每个子类60指定关于功能范围的信息62，所述信息例如再现照相机的能力，例如照相机是否能够处理RAW格式或压缩格式。

如果现在通过图2中所示的照相机10的示例假设照相机定位模块30和音频模块32连接到照相机10，则首先通过用于照相机定位模块30和音频模块32的以太网连接20建立到照相机10的数据网络或数据接口的连接。照相机10的控制单元(未示出)例如布置在中央单元44中或者可以是处理器模块34的一部分，其在已经建立连接之后、实现设备配置文件56从照相机定位模块30和从音频模块32到照相机10的传输。可以例如以XML文件和/或JSON文件的形式进行设备配置文件的传输。

在接收到设备配置文件56之后，评估设备配置文件，并且基于设备配置文件56调整照相机10的操作参数。因此，例如可以启用音频信号到音频模块32的传输。此外，由照相机定位模块30输出的位置信息可以例如被转发给处理器模块34。为了建立此种数据连接，相应地改变照相机10的操作参数。

最后，在图7中，示出了照相机图像的不同变型的显示。图7示出了作为图像采集模块12的一部分的传输模块64。传输模块64经由数据网络，即经由以太网连接20，连接到多个显示模块16。显示模块16的一部分直接连接到中央单元44。显示模块16的另一部分经由另一个交换机18连接到传输模块64。特别地，另外的显示模块16可以经由另外的交换机18连接，使得可以容易地改变显示模块的数量。

显示模块中的每一个包括图像处理单元66。

在照相机10的操作期间，由图像采集模块12生成的图像数据从传输模块64传输到显示模块16，其中传输模块64仅执行图像数据的缩放和/或压缩。从显示模块16接收图像数据，并且在图像数据显示在显示模块16的显示器68上之前，通过图像处理单元66在每种情况下对图像数据进行修改。例如，可以由图像处理单元66执行颜色分级、错误颜色表示和覆盖显示等。

由于图像数据的基于网络的播放，可以同时向不同的显示模块16提供图像数据，而不会给照相机10的计算资源带来高负荷。因此，针对不同应用目的的监控的灵活设计成为可能。

附图标记列表

10 照相机

12 图像采集模块

14 操作模块

16 显示模块

18 交换机

20 以太网连接

22 镜头记录模块

24 电机

26 镜头

28 电机控制器

30 照相机定位模块

32 音频模块

34 处理器模块

36 转换模块

38 无线电模块

40 连接模块

42 第二显示模块

44 中央单元

46 壳体

48 照相机模块

50 网络接口

52 模块电子器件

54 存储器模块

56 设备配置文件

58 设备分类

60 子类

62 关于功能范围的信息

64 传输模块

66 图像处理单元

68 显示器。

Claims

1.一种模块化电子照相机(10)，特别是分布式电子照相机(10)，其包括：

图像采集模块(12)，其包括图像传感器和联接到所述图像传感器的图像处理单元，

第一功能模块，例如操作模块(14)，所述第一功能模块用于控制和/或配置所述照相机(10)，以及

第二功能模块，例如显示模块(16)，所述第二功能模块用于显示由所述图像传感器获取的照相机图像，

其中所述图像采集模块(12)以及所述第一功能模块和所述第二功能模块是照相机模块(12，14，16，22，30，32，34，36，38，40，42，48，64)，

其特征在于，

所述图像采集模块(12)以及所述第一功能模块和所述第二功能模块通过数据网络(18，20)彼此连接，其中所述数据网络(18，20)具有分配单元(18)，所述分配单元配置成经由所述数据网络(18，20)从所述照相机模块(12，14，16，22，30，32，34，36，38，40，42，48，64)接收数据，并且将数据从所述照相机模块(12，14，16，22，30，32，34，36，38，40，42，48，64)中的一者转发到其他照相机模块(12，14，16，22，30，32，34，36，38，40，42，48，64)中的至少一者。

2.根据权利要求1所述的照相机(10)，

其中所述分配单元(18)包括交换机、集线器、路由器和/或网关。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的照相机(10)，

其中所述分配单元(18)以级联方式设计和/或由部件单元设计。

4.根据前述权利要求中至少一项所述的照相机(10)，

其中所述分配单元(18)配置成识别经由所述数据网络(18，20)连接到所述分配单元(18)的照相机模块(12，14，16，22，30，32，34，36，38，40，42，48，64)，并且基于连接到的照相机模块(12，14，16，22，30，32，34，36，38，40，42，48，64)来执行所述照相机模块(12，14，16，22，30，32，34，36，38，40，42，48，64)的数据的转发。

5.根据权利要求4所述的照相机(10)，

其中所述照相机模块(12，14，16，22，30，32，34，36，38，40，42，48，64)中的至少一者，特别是在连接到所述数据网络(18，20)之后，经由所述数据网络(18，20)传输设备配置文件(56)，其中所述设备配置文件(56)包括所述照相机模块(12，14，16，22，30，32，34，36，38，40，42，48，64)的设备类别(58)和关于所述照相机模块(12，14，16，22，30，32，34，36，38，40，42，48，64)的功能范围的信息(62)。

6.根据前述权利要求中至少一项所述的照相机(10)，

其中所述照相机模块(12，14，16，22，30，32，34，36，38，40，42，48，64)中的每一者配置成独立的网络组件。

7.根据前述权利要求中至少一项所述的照相机(10)，

其中所述数据网络(18，20)包括以太网、现场总线网络或非IP网络(NIN)，或者是此类网络。

8.根据前述权利要求中至少一项所述的照相机(10)，

其中所述分配单元(18)配置成借助于相同的协议经由所述数据网络(18，20)与所述照相机模块(12，14，16，22，30，32，34，36，38，40，42，48，64)通信。

9.根据前述权利要求中至少一项所述的照相机(10)，

其中所述照相机(10)配置成借助于时间同步、特别是借助于精确时间协议(PTP)或借助于时间敏感网络(TSN)，实现所述照相机模块(12，14，16，22，30，32，34，36，38，40，42，48，64)的同步。

10.根据前述权利要求中至少一项所述的照相机(10)，

其中所述照相机(10)具有中央单元(44)，所述中央单元具有单独的壳体(46)，其中所述分配单元(18)布置在所述中央单元(44)中。

11.根据权利要求10所述的照相机(10)，

其中所述照相机模块(12，14，16，22，30，32，34，36，38，40，42，48，64)中的仅一些照相机模块布置在所述中央单元(44)的所述壳体中和/或布置在所述壳体处。

12.根据权利要求10或权利要求11所述的照相机(10)，

其中所述照相机模块(12，14，16，22，30，32，34，36，38，40，42，48，64)中的一者或多者具有单独的模块壳体，其中所述模块壳体尤其固定在所述中央单元(44)的所述壳体上。

13.根据前述权利要求中至少一项所述的照相机(10)，

其中所述照相机(10)具有以下照相机模块(12，14，16，22，30，32，34，36，38，40，42，48，64)中的至少另一者：

-镜头记录模块，其允许控制聚焦电机和/或光圈电机；

-音频模块，其用于输入和/或输出声音信号；

-照相机定位模块，其检测所述照相机(10)的空间位置，特别是所述图像采集模块(12)的空间位置；

-距离测量模块，其确定所述图像采集模块(12)和待记录的物体之间的距离。

14.根据前述权利要求中至少一项所述的照相机(10)，

其中所述照相机(10)具有以下照相机模块(12，14，16，22，30，32，34，36，38，40，42，48，64)中的至少另一个：

-存储器模块(54)，其存储由所述图像获取模块(12)获取的照相机图像；

-回放模块，其回放存储的照相机图像；

-处理器模块，其处理和/或修改照相机图像；

-无线电模块，其为附件提供无线电接口；

-转换模块，其转换模拟信号和/或数字信号，以通过所述数据网络(18，20)进行传输。

15.一种操作方法，其用于模块化电子照相机(10)，特别是分布式电子照相机(10)，所述电子照相机包括图像采集模块(12)，所述图像采集模块包括：

-图像传感器和图像处理单元，所述图像处理单元联接到所述图像传感器，

-第一功能模块，例如操作模块(14)，所述第一功能模块用于控制和/或配置所述照相机(10)，以及

-第二功能模块，例如显示模块(16)，所述第二功能模块用于显示由所述图像传感器获取的照相机图像，

其特征在于，根据所述方法，

所述图像采集模块(12)以及所述第一功能模块和所述第二功能模块通过数据网络(18，20)彼此连接，其中所述数据网络(18，20)具有分配单元(18)，其中所述分配单元(18)经由所述数据网络(18，20)从所述照相机模块(12，14，16，22，30，32，34，36，38，40，42，48，64)接收数据，并且将数据从所述照相机模块(12，14，16，22，30，32，34，36，38，40，42，48，64)中的一者转发到其他照相机模块(12，14，16，22，30，32，34，36，38，40，42，48，64)中的至少一者。

16.根据权利要求15所述的操作方法，

其中所述照相机(10)经由所述数据网络(18，20)联接到第二照相机(10)，并且所述照相机(10)使用所述第二照相机(10)的至少一个照相机模块(12，14，16，22，30，32，34，36，38，40，42，48，64)。

17.根据权利要求16所述的操作方法，

其中所述第二照相机(10)的操作模块(14)用于控制和/或配置所述照相机(10)。

18.根据权利要求16至17中至少一项所述的操作方法，

其中所述照相机(10)的显示模块(16)用于显示所述第二照相机(10)的照相机图像。

19.根据权利要求16至18中至少一项所述的操作方法，

其中所述照相机(10)的所述图像采集模块和所述第二照相机(10)的所述图像采集模块(12)经由所述数据网络(18，20)同步。

20.一种用于连接到模块化照相机(10)的照相机模块(12，14，16，22，30，32，34，36，38，40，42，48，64)，

其中所述照相机模块(12，14，16，22，30，32，34，36，38，40，42，48，64)能够借助于数据网络(18，20)连接到所述模块化照相机(10)，其中所述照相机模块(12，14，16，22，30，32，34，36，38，40，42，48，64)配置成经由所述数据网络(18，20)从至少一个其他照相机模块(12，14，16，22，30，32，34，36，38，40，42，48，64)接收数据，并将数据传输到所述其他照相机模块(12，14，16，22，30，32，34，36，38，40，42，48，64)中的至少一者。