CN221010230U - 一种拍摄装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种拍摄装置，包括拍摄部，用于拍摄获取图像数据；至少包括基于可见光、红外、紫外传感器获取的图像数据其中之一；声学部，用于基于声学探测部获取声学数据；所述声学探测部至少包括一个声学阵列部；处理部；用于从拍摄部接收图像数据，由声学部接收声学数据，获得存储或显示的图像数据；本实用新型的拍摄装置设置第一壳体和第二壳体，第一壳体收纳拍摄部，还可包括成像光学模块、成像传感器，或还包括多个模块、热像、紫外、可见光、激光指示、测距模块、照明等，第二壳体收纳声学部2，通过第一壳体和第二壳体将多个检测装置进行一体化配置，便于使用。

Description

一种拍摄装置

技术领域

本发明的一种拍摄装置,涉及检测的应用领域。

背景技术

存在这样的技术，将热像装置构成便于使用者单手持握的式样，通过显示屏来显示拍摄获得的图像，例如专利文献200810170036.9公开了这样的热像装置。

根据声学阵列构成的声学成像装置，例如专利文献201811300836.8公开了这样的便携式声学成像仪。其中，可以包括布置在声学传感器阵列的多个声学传感器，诸如麦克风、MEMS、换能器等。此类阵列可以是一维、二维或三维的。声学传感器阵列可以限定任何合适大小和形状。声学传感器阵列包括按网格图案布置的多个声学传感器，例如，按垂直列和水平行布置的传感器元件的阵列。

目前为达到上述目的，检测人员需要携带多个检测装置，例如局放检测装置、不同波段的红外装置、紫外成像装置、可见光装置等；非常不便；此外，对于上述仪器，如何进行一体化的结构配置且便于使用，是一个有待解决的问题。

此外，图像拍摄和声学成像，都可能具有测量距离下图像匹配的问题，其本质涉及光学参数与声学相适配的问题，这时，也需要解决的一个问题；

所理解需要一种拍摄装置，其能解决上述问题。

发明内容

本发明提供一种拍摄装置，其能解决现有技术存在的上述问题，使用便利。

为此，本发明采用以下技术方案，

一种拍摄装置，包括

拍摄部，用于拍摄获取图像数据；至少包括基于可见光、红外、紫外传感器获取的图像数据其中之一；

声学部2，用于基于声学探测部获取声学数据；所述声学探测部至少包括一个声学阵列部；

处理部；用于从拍摄部接收图像数据，由声学部2接收声学数据，获得存储或显示的图像数据。

壳体，用于收纳支撑拍摄部、声学部2、处理部的壳体；其中所述壳体分为第一壳体和第二壳体，第一壳体至少支撑拍摄部，第二壳体至少支撑声学部2，第一壳体通过可调节机构与第二壳体连接。

进一步的，包括：与处理部通信并且由壳体支撑的显示部，处理器被配置成在显示部上呈现所生成的显示图像。

进一步的，所述第一壳体和第二壳体通过可调节机构进行连接，通过可调节机构的调节使第一壳体和第二壳体呈一定的夹角，使拍摄模块的光轴与显示屏的观察面呈一定角度。

进一步的，所述第二壳体包括显示部、声学部2；其内部装配可插拔的电池、存储卡，声学部2配置在第二壳体朝向被测体，显示部配置在第二壳体朝向使用者。

进一步的，所述声学部2包括声学传感器阵列和布置构成声学传感器阵列的多个声学传感器，同一声学传感器阵列中的声学传感器设计为单一种类的或配置有多种。

进一步的，所述声学传感器的构成、间距、探测角度之一或多组的不同，所构成的声学传感器阵列，分别对应有相应的探测范围，通过选用对应不同声学探测范围的声学传感器阵列，来进行声学探测范围的调整。

进一步的，所述声学传感器阵列包括第一传感阵列和第二传感阵列，第一传感阵列和第二传感阵列部分构成共用、或完全不共用排布在同一面阵结构或分配在不同的面阵结构。

进一步的，所述声学部2配置有针对特定频率的传感器单元。

进一步的，所述声学部2居中配置有可见光相机。

进一步的，所述可调节机构为旋转调节。

综上所述，本实用新型的有益之处在于：

1)本实用新型的拍摄装置设置第一壳体和第二壳体，第一壳体收纳拍摄部，还可包括成像光学模块、成像传感器，或还包括多个模块、热像、紫外、可见光、激光指示、测距模块、照明等，第二壳体收纳声学部2，通过第一壳体和第二壳体将多个检测装置进行一体化配置，便于使用。

2)本实用新型中第一壳体和第二壳体通过可调节机构进行连接，通过可调节机构使第一壳体和第二壳体呈一定的夹角，使拍摄模块的光轴与显示屏的观察面呈一定角度，实现更灵活的拍摄方向调节。

3)本实用新型通过选用对应不同声学探测范围的声学传感器阵列，来进行声学探测范围的调整，通过声学探测范围的调整，可以适用于配置多种声学探测范围，以便于与具有多个图像传感器(例如同时具有可见光、红外、紫外等)的拍摄装置相配合使用。

附图说明：

图1是实施例1的拍摄装置的正视示意图。

图2是实施例1的拍摄装置的后视示意图。

图3是实施例的拍摄装置的电气框图。

具体实施方式

现在将根据附图详细说明本发明的典型实施例。注意，以下要说明的实施例用于更好地理解本发明，所以不限制本发明的范围，并且可以改变本发明的范围内的各种形式。

实施例1

参照图1-2来说明实施例；

图1-图2为本发明便携式拍摄装置实施例的外型图。

该拍摄装置的外观包括收纳拍摄模块(拍摄部1)的壳体结构10(第一壳体)、收纳声学模块(声学部2)的壳体结构20(第二壳体)；

第一壳体10和第二壳体20通过可调节机构3进行连接；

所述第一壳体10，包括成像光学模块11、未图示的成像传感器，或还包括多个模块，例如可见光相机、测距装置、激光、照明灯等；优选的，这些模块的探测或发射轴线，与成像光学模块11的轴线，为平行或重合。

所述第一壳体10可包括热像、紫外、可见光、激光指示、测距模块、照明等，装配有相应的传感器和处理电路；

所述第二壳体20包括：手握持部5、显示部4、声学部2；其内部装配可插拔的电池、存储卡等。声学部2，配置在第二壳体20朝向被测体，例如前部；显示部4，配置在第二壳体20朝向使用者，例如后部；

可通过可调节机构3，手动或电调进行旋转；所述第二壳体20和第一壳体10之间可通过可调节机构3进行旋转；转轴的轴线一般可配置为与显示屏平行。可调节机构3可采用带有阻尼的转轴，进一步优选的，可采用电机驱动的转轴。进一步优选的，可带有使用者可控制阻尼大小的锁紧机构，用于调节旋转力；

通过可调节机构3的调节，可使第一壳体10和第二壳体20呈一定的夹角，使拍摄模块1的光轴与显示屏4的观察面呈一定角度，该角度可调节一定的范围，例如-90°～180°的旋转角度范围；可以根据需要来设计不同的夹角范围。优选的，可设计各种旋转调节的可调节机构3，例如可采用万向球头来作为可调节机构，则第一壳体10可实现更灵活的拍摄方向调节。

第一壳体10和/或第二壳体20装配处理模块，在另一例，可部分装配在第一壳体10、部分装配在第二壳体20，控制电路可与显示屏、各种传感器或其相关的处理电路，进行连接，进行控制。控制电路也可包含了部分或全部的处理功能。控制电路例如采用FPGA\CPU等控制处理器件来实现。

显然，根据实施例1的设计，能达到如下的有益效果：

和现有技术相比，可一手可握持第一壳体10，另一手可握持第二壳体20，可便于调节拍摄方向上述问题的解决了现有技术的拍摄装置存在的主要问题。

图3是实施例1的拍摄装置的电气结构框图。

拍摄装置具有拍摄部1、声学部2、显示部4、处理部14、临时存储部15、通信部16、存储卡17、闪存18、控制部19、操作部10；控制部19通过控制与数据总线与上述相应部分进行连接，负责拍摄装置的总体控制。

拍摄装置可以有各种不同类型的拍摄装置和检测装置，其中的一种或同时具有多种，存在光学部件、传感器等的差异，及处理方式的不同。

在一例，拍摄装置可以设计有各种拍摄成像装置，例如热像仪、可见光相机、微光成像仪、激光成像仪、X光成像仪等之一或多种传感器。拍摄部1可以包括这些图像传感器之一或多个，及相应的光学部件。对于拍摄装置的下面的实施例中，拍摄装置包含的图像传感模块，可以是红外(可包括1个或多个红外传感器)、紫外、气体成像、可见光(可包括1个或多种可见光成像传感器)等传感器中，其中一种或多种集成的模块。

拍摄部1，一种实施方式，红外拍摄部由未图示的光学部件、镜头驱动部件、红外探测器、信号预处理电路等构成。光学部件由红外光学透镜组成，用于将接收的红外辐射聚焦到红外探测器。镜头驱动部件根据控制部19的控制信号驱动透镜来执行聚焦或变焦操作，此外，也可为手动调节变焦的光学部件。红外探测器如制冷或非制冷类型的红外焦平面探测器，把通过光学部件的红外辐射转换为电信号。信号预处理电路包括采样电路、AD转换电路等，将从红外探测器读出的信号在规定的周期下进行取样、自动增益控制等信号处理，经AD转换电路转换为数字(热)热像数据。处理部14用于对通过红外拍摄部3获得的(热)热像数据进行规定的处理，处理部14的处理如修正、插值、伪彩、压缩、解压等,进行转换为适合于显示用、记录用等数据的处理。其中，(热)热像数据生成热影像(红外热像)的处理如伪彩处理，一种实施方式，根据(热)热像数据AD值的范围或AD值的设定范围来确定对应的伪彩板范围，将(热)热像数据的AD值在伪彩板范围中对应的具体颜色值作为热影像(红外热像)中对应像素位置的图像数据。

拍摄部1可包含一个或多个图像传感器，如带有变焦光学装置的如为可见光拍摄部时，一种实施方式，可见光拍摄部由未图示的光学部件、镜头驱动部件、图像传感器、信号预处理电路等构成。光学部件由光学透镜组成，被测体像从光学部件入射到图像传感器。镜头驱动部件根据控制部19的控制信号驱动透镜来执行聚焦或变焦操作，此外，也可为手动调节的光学部件。图像传感器例如由CMOS型的图像传感器等构成，把通过光学部件的被测体像转换为电信号。信号预处理电路包括采样电路、AD转换电路等，将从图像传感器产生的电信号在规定的周期下进行取样、自动增益控制、AD转换等信号处理；各种信号处理的结果是，生成数字热像数据(影像AD值数据)。本实施例中，可见光拍摄部作为获取部的实例，用于拍摄获得可见光数据。处理部14用于对通过可见光拍摄部获得的热像数据进行规定的处理，获得影像的图像数据；例如实施白平衡补偿处理、Y补偿处理、YC转换处理等各种图像处理，生成由数字化的亮度信号与色差信号构成的图像数据。

拍摄部1，如带有变焦光学装置的如为紫外光拍摄部时，一种实施方式，紫外光拍摄部由未图示的光学部件、镜头驱动部件、图像传感器、信号预处理电路等构成。光学部件由光学透镜组成，被测体像从光学部件入射到图像传感器。镜头驱动部件根据控制部19的控制信号驱动透镜来执行聚焦或变焦操作，此外，也可为手动调节的光学部件。图像传感器例如由紫外光子敏感的图像传感器(例如电子管的相增强器件)等构成，把接收到的紫外光子数据转换为电信号。信号预处理电路包括采样电路、AD转换电路等，将从图像传感器产生的电信号在规定的周期下进行取样、自动增益控制、AD转换等信号处理；各种信号处理的结果是，生成数字光子数据。本实施例中，紫外光拍摄部作为获取部的实例，用于拍摄获得紫外光数据。处理部14用于对通过紫外数据进行规定的处理，获得紫外影像的图像数据，例如获得特定响应及增益范围的紫外光子数及像素坐标来构成的紫外图像数据。通常紫外拍摄部需与红外、可见光等CCD成像器件结合使用，这时，处理部14将紫外光子图像与可见光图像融合，来获得容易理解光子产生位置的影像。

声学部2，可以包括声学传感器阵列、单个的声学传感器等；还可包括扫码模块例如无线射频识别(RFID)模块；其中，可以包括布置构成声学传感器阵列的多个声学传感器，如麦克风、MEMS、换能器等声学传感元件。此类阵列可以是一维、二维或三维的。声学传感器阵列可以设置为合适大小和形状；声学传感器阵列包括按阵列规则布置的多个声学传感器，如按横竖及特定间距布置的传感器元件的阵列；也可以按照特定螺旋规则布置的多个声学传感器；也可以按照测试或标定经验分配布置的多个声学传感器。

声学部2.可以包含多种配置的声学传感器阵列，以符合应用需要，例如针对不同频率特性(例如，可听频率、超声波频率等)的声学信号、距离、强度等的测试要求；各种频率灵敏度的声学传感器阵列配置，在一例，被设计成响应于大致20Hz与大致20kHz之间的声学频率的范围；在一例，被设计成响应于大致2kHz与大致96kHz之间的声学频率的范围，特定频率的声学或超声波通常不能有效地检测和/或成像之外的频率，因此同一声学传感器阵列中的声学传感器可以设计为单一种类的，也可以配置有多种。每个声学传感器可以分配有特定的朝向。声学部2可按照一定频率获取信号，可以设计为与图像传感器的频率一致或不同。

优选的，声学部2可居中配置有可见光相机21，宜于声学图像共同显示，便于使用者感知；

声学部2也可配置有针对特定频率的传感器单元，例如某些特殊频段的超声波传感器；

根据声学部2获取的信号，处理部，可根据用户设置或默认的处理算法进行处理，获得声学数据，来获得声学图像。根据不同频率、到目标距离、阵列中各传感器的声学信号，可配置有相应的处理算法。在一例，处理部可获取声学传感器阵列中的每个传感器所接收的信号，根据声学信号的强度及单个传感器位于阵列中的位置，如换算灰度或伪彩的图像，来生成声学图像数据。在另一例，结合多个传感器获得的信号及多个传感器分别位于探测范围中的位置，来换算出特定频率和强度的声源的位置，并根据强度等换算至伪彩图像生成声学图像数据。

在一实施例，通过选用对应不同声学探测范围的声学传感器阵列，来进行声学探测范围的调整。声学传感器的构成(数量、种类)、间距、探测角度之一或多组的不同，所构成的声学传感器阵列，可以分别对应有相应的探测范围；

在一例，配置有不同组的传感器阵列，分别对应有相应的声学范围；可分别装配于相同或不同的结构载体；通过改变所应用的传感器阵列组，来进行调整。如图2所示，二组声学传感器阵列配置在同一结构载体；不同组的声学传感器阵列也可配置在不同结构载体上。

在一例，声学传感器阵列包括第一传感阵列和第二传感阵列，可排布在同一面阵结构，部分构成共用、或完全不共用；也可分配在不同的面阵结构，部分构成共用、或完全不共用；

通过上述声学探测范围的调整，可以适用于配置多种声学探测范围，以便于与具有多个图像传感器(例如同时具有可见光、红外、紫外等)的拍摄装置相配合使用。

在一些实施例，声学探测范围也可以根据图像获取部预定的图像视场范围，声学探测范围与图像视场范围相互对应；

在其他的例子中，也可以省略声学部2；

显示部4基于控制部19的控制，执行将临时存储部15所存储的显示用的图像数据显示在显示部4。例如，连续显示拍摄获得的影像、获取的图像数据与声学信息构成的合成；在再现模式，显示从存储卡17读出和扩展的影像，此外，还可显示各种设定信息和指示信息(例如指示声学探测范围的标识，如显示在图像中(例如可见光图中)的框来代表探测范围)。不限于此，显示部4还可以是与拍摄装置11连接的其他显示装置，而拍摄装置11自身的电气结构中可以没有显示装置。显然，当拍摄装置11自身的电气结构中没有显示装置时，控制部19也可控制输出显示用的图像数据，例如通过图像输出接口(例如各种有线或无线的图像输出接口，例如AV口、RJ45口等)，输出显示用的图像数据；显示控制部控制使显示部显示，也包括了显示输出情况。显示部4也可与处理部14或控制部19为一体。

处理部14，是将拍摄部1获得的图像数据，和/或，声学探测部2获得的声学数据等，进行转换为适合于显示用、记录用等数据的处理。基于控制部19的控制，处理部14用于将拍摄部1拍摄获得的图像数据、声学探测部2获得的声学数据等按照规定的处理，记录到如存储卡17等记录介质。处理部14可以采用DSP或其他微处理器或可编程的FPGA等来实现，或者，也可与控制部19为一体或为同一的微处理器。对于各种类型的拍摄装置，

处理部14作为合成部的例子，用于合成图像数据和声学数据；可以有多种合成的方式。

在一例中，图像数据(例如可见光、紫外、热像数据等其中之一)，以热像数据为例，可将热像数据进行伪彩处理获得红外热像，将声学数据根据频率和/或强度进行另一色系的伪彩处理获得声学图像，而后，将二者按照特定或使用者指示的合成比例，基于二者适配的场景范围，或还经历缩放后，进行合成。

在一例中，图像数据包括多种图像数据(例如可见光、紫外、热像数据中的二种或二种以上)，可将相应的图像数据按照各自算法获得相应的图像，将声学数据根据频率和/或强度进行色系的伪彩处理获得声学图像，而后，将多者的图像按照特定或使用者指示的合成比例，基于多者适配的场景范围，进行合成。

合成时，通常会考虑突出需要关注的信息，其在合成比例中的占比大，甚至为1(即不透明)。

图像传感模块和声学模块的配置，可以通过共用或分别不同的处理器进行处理，可以通过共用或不同的电源进行供电；优选的，对于图像传感模块获得的图像，和声学模块获得的信息或图像，在记录时，可以相互关联记录；显示时，可以重叠显示或切换显示。

临时存储部15如RAM、DRAM等易失性存储器，作为对拍摄部1、声学探测部2输出的图像数据、声学数据进行临时存储的缓冲存储器，同时，作为处理部14和控制部19的工作存储器起作用，暂时存储由处理部14和控制部19进行处理的数据。不限与此，控制部19、处理部14等处理器内部包含的存储器或者寄存器等也可以解释为一种临时存储部。

通信部16(通信I/F)是例如按照USB、1394、蓝牙、网络如WIFI、通讯网络例如4G，5G等有线或无线通信规范，与外部装置进行连接并数据交换的接口，作为外部装置，例如可以列举个人计算机、服务器、云端服务器、PDA(个人数字助理装置)、其他的热像装置、可见光拍摄装置、存储装置、局放装置等。在一些实施例中，可以不具有带有拍摄功能的拍摄部1和/或不具有带有声学探测模块的声学部2，而可以由通讯部6来获得图像数据和声学数据。

此外也可以包含通讯部，通讯部可以采用加密或非加密通讯模块(如4G\5G加密模块)，通讯获得的图像如与远端通讯交互中获得的图像、地理信息、声学信息；

存储卡17，作为可改写的非易失性存储器；可自由拆装地安装在拍摄装置主体的卡槽内，根据控制部19的控制记录各种数据。

闪存18中存储有用于控制的程序，以及各部分控制中使用的各种数据。在实施例1中，作为储存介质的例子，预先存储有被测体信息、图像传感器、声学整列、图像范围、声学探测范围等的对应关系；可以根据图像范围相关的参数(例如图像传感器类型、传感器参数、光学参数、聚焦参数、显示缩放率等之一或多个)、与声学探测范围相关的参数(例如声学传感器阵列的代号、传感器类型、声学传感器参数、探测角度、传感器间隔、算法、算法相关参数等之一或多个)，来建立相互之间的对应关系；例如存储被测体信息、图像视场与声学传感器阵列之间的对应关系；例如存储镜头型号与声学传感器阵列之间的对应关系；例如存储可见光、红外、紫外，分别对应的声学传感器阵列之间的对应关系。通常，声学模块的不同场景范围，所应用的传感阵列不同；特殊的情况下，可通过改变角度来改变场景范围，这时，不同场景所应用的传感整列可以相同。

存储介质例如可以是拍摄装置11中的存储介质，如闪存18、存储卡17等非易失性存储介质，临时存储部15等易失性存储介质；还可以是与拍摄装置11有线或无线连接的其他存储介质，如通过与通信部16有线或无线连接的进行通讯的其他装置如其他存储装置、或其他拍摄装置、计算机、服务器等中的存储介质；拍摄装置11可通过有线或无线方式，来获得其他装置中存储、获得、处理得到的信息，优选的，对应关系预先存储在拍摄装置11中或与其连接的非易失性存储介质中。优选的，还存储有标识对应关系的数据，以便于获取指示框等指示标识。

控制部19控制了拍摄装置11的整体的动作，控制部19例如由CPU、MPU、SOC、可编程的FPGA等来实现。闪存18中存储有用于控制的程序，以及各部分控制中使用的各种数据。基于控制部19的控制，以热像拍摄装置为例，将通过拍摄部1拍摄获得的热像数据、声学部2获取的声学数据，传送到临时存储部15；处理部14将拍摄部1拍摄的图像数据(例如热像数据)、声学部2获取的声学数据进行规定处理如合成处理，并存储在临时存储部15；显示部4进行显示。

进一步，控制部19,作为合成部，用于获得拍摄图像数据和声学数据的合成图像。

操作部10：用于使用者进行选择操作，记录指示操作，或者输入设定信息等各种操作，控制部19根据操作部10的操作信号等，执行相应的程序。例如，操作部10由记录键、切换键、调焦键、确认键、十字键等构成，不限于此，也可采用触摸屏或语音识别部件等来实现操作。

上述所描述的仅为发明的具体例子(实施方式)，各种例举说明不对发明的实质内容构成限定，并且，各种实施方式进行相应的替换和组合，可构成更多的实施方式。所属领域的技术人员在阅读了说明书后可对具体实施方式进行其他的修改和变化，而不背离发明的实质和范围。

Claims (10)

1.一种拍摄装置，其特征在于：包括

拍摄部，用于拍摄获取图像数据；至少包括基于可见光、红外、紫外传感器获取的图像数据其中之一；

声学部，用于基于声学探测部获取声学数据；所述声学探测部至少包括一个声学阵列部；

处理部；用于从拍摄部接收图像数据，由声学部接收声学数据，获得存储或显示的图像数据；

壳体，用于收纳支撑拍摄部、声学部、处理部的壳体；其中所述壳体分为第一壳体和第二壳体，第一壳体至少支撑拍摄部，第二壳体至少支撑声学部，第一壳体通过可调节机构与第二壳体连接。

2.根据权利要求1所述的一种拍摄装置，其特征在于：包括：与处理部通信并且由壳体支撑的显示部，处理器被配置成在显示部上呈现所生成的显示图像。

3.根据权利要求1所述的一种拍摄装置，其特征在于：所述第一壳体和第二壳体通过可调节机构进行连接，通过可调节机构的调节使第一壳体和第二壳体呈一定的夹角，使拍摄模块的光轴与显示屏的观察面呈一定角度。

4.根据权利要求1所述的一种拍摄装置，其特征在于：所述第二壳体包括显示部；其内部装配可插拔的电池、存储卡，声学部配置在第二壳体朝向被测体，显示部配置在第二壳体朝向使用者。

5.根据权利要求1所述的一种拍摄装置，其特征在于：包括：临时存储部、通信部、存储卡、闪存、控制部、操作部，控制部通过数据总线与拍摄部、声学部、临时存储部、通信部、存储卡、闪存进行连接，控制部根据操作部的操作信号控制光学成像装置的整体的动作，通信部为与外部装置进行连接并数据交换的接口，外部装置采用个人计算机、服务器、云端服务器、PDA、热像装置、可见光拍摄装置、存储装置、局放装置。

6.根据权利要求1所述的一种拍摄装置，其特征在于：所述声学部包括声学传感器阵列和布置构成声学传感器阵列的多个声学传感器，同一声学传感器阵列中的声学传感器设计为单一种类的或配置有多种。

7.根据权利要求6所述的一种拍摄装置，其特征在于：所述声学传感器的构成、间距、探测角度之一或多组的不同，所构成的声学传感器阵列，分别对应有相应的探测范围，通过选用对应不同声学探测范围的声学传感器阵列，来进行声学探测范围的调整。

8.根据权利要求6所述的一种拍摄装置，其特征在于：所述声学传感器阵列包括第一传感阵列和第二传感阵列，第一传感阵列和第二传感阵列部分构成共用、或完全不共用排布在同一面阵结构或分配在不同的面阵结构。

9.根据权利要求1所述的一种拍摄装置，其特征在于：所述声学部配置有针对特定频率的传感器单元。

10.根据权利要求1所述的一种拍摄装置，其特征在于：所述声学部居中配置有可见光相机。