一种基于光学分光结构的视频观测采集系统的制作方法

1.本实用新型涉及视频观测采集系统技术领域，更具体的是涉及一种基于光学分光结构的视频观测采集系统技术领域。


背景技术：

2.随着视频采集技术的不断发展，高清数字视频采集成为应对各个行业、场景领域重要的应用组成部分；特别是针对一些安全监控、事件记录、远程遥控、无人导航等工作场景，往往视频采集是不可或缺的核心组件；对于有些安全监控等领域主要需要对场景进行实时监控，但同时部分场景需要对画面进行实时显示，必不可少需要显示屏幕等显示设备来支持，这样自然会对整个电子系统设计复杂度以及对于系统功耗等要求更高。比如在猫眼监控领域，传统方案是纯光学方案实现对门外画面进行检测，但是缺少视频记录传输功能；新兴的电子猫眼采用摄像头记录方案，通过门内显示屏来观看门外实时画面，同时视频画面进行采集传输可以实现数据的可追溯；低成本、高效率、简便实现视频观测和视频采集传输等功能，是市场产品市场推广的迫切需求。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于：为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于光学分光结构的视频观测采集系统，可以移除电子系统中对于显示设备的依赖，通过光学实现视频观测，极大减少系统功耗，更有利于对低功耗场景下的使用。
4.本实用新型采用的技术方案如下：一种基于光学分光结构的视频观测采集系统，所述系统包括光学组件、成像组件、主控、电源组件、机械组件、补光组件、音频组件、外设组件、网络组件，所述主控分别与电源组件、机械组件、补光组件、音频组件、外设组件、网络组件、成像组件连接，所述光学组件与成像组件连接；所述主控主要用于系统功能执行、数字音视频信号调节编码；所述电源组件主要用于系统供电，采用外接电源或者电池供电；所述机械组件包括云台控制、镜头变焦机械辅助结构；所述补光组件包括红外灯补光、可见光补光以及特定功能光源补光；所述音频组件包括声音采集、声音播放的元件；所述外设组件包括外接存储、pir传感器；所述网络组件包括对音视频信号、控制信号传输提供无线、有限网络连接的功能组件。
5.所述光学组件包括前端采集光学镜头组、光学分光镜、光学观测镜头组、后端采集光学镜头组，所述光学分光镜设置在前端采集光学镜头组与光学观测镜头组之间，后端采集光学镜头组设置在光学分光镜的下方，该后端采集光学镜头组与成像组件对应，通过前端采集光学镜头组采集光信号，经过光学分光镜对光信号进行分离成两路光信号，一路光信号传输到光学观测镜头组部分，一路光信号投射到后端采集光学镜头组并进而经过成像组件的图像传感器生成数字图像信号，从而完成了光学观测和视频采集的同时实现。
6.所述成像组件包括第一电子成像组件、第二电子成像组件，所述第一电子成像组件与后端采集光学镜头组对应，第二电子成像组件与光学观测镜头组对应；光学组件、成像
组件可以扩展为多路光学组件和成像元件，以实现更为复杂的光学信息观测采集系统。
7.所述光学组件为ar光学组件，包括前端采集光学镜头组、光学分光镜、光学观测镜头组、光学投射镜头组，所述光学分光镜设置在前端采集光学镜头组与光学观测镜头组之间，所述光学投射镜头组设置在光学分光镜的下方；入射光线经过前端采集光学镜头组与数字图像发生装置产生的编辑图像信号经过光学分光镜进行叠加后经过光学观测镜头组投射到观测者眼中，从而实现了实景画面叠加编辑图像信号的ar增强的目的。
8.所述成像组件包括数字图像发生装置、图像传感器，所述数字图像发生装置与光学投射镜头组对应，所述图像传感器与光学分光镜对应；数字图像信号发生装置可以数字化自定义编辑图像信号发射出来，经过光学组件传递，其中可编辑信号可以是采集光学图像传感器通过图像分析后产生对应贴合的可编辑图像信号。
9.所述前端采集光学镜头组为鱼眼光学镜头组，能够采集广角画面视野。
10.所述成像组件为cmos或ccd光学成像元件。
11.所述光学观测镜头组为适配透射光线可变焦镜头组，可以适配不同厚度的门集成安装。
12.所述光学分光镜为立体分光镜或平板分光镜。
13.综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
14.本实用新型通过光学系统的特殊设计，实现了完成了光学观测和视频采集的同时实现，保证视频观测是的实时性同时还保证了视频采集完整记录，使得整体系统方案更为简洁、成本更低、用户使用更为便捷，并通过扩展各个光学组件的不同光学特性，可以完成不同的光学观测和视频采集任务。
附图说明
15.本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
16.图1是本实用新型组成示意图；
17.图2是本实用新型光学分光结构示意图；
18.图3是本实用新型光学分光结构逆光路示意图；
19.图4是本实用新型光学分光扩展示意图；
20.图5是本实用新型ar光学系统示意图；
21.图中标记为：1-光学组件，2-成像组件，3-主控，4-电源组件，5-机械组件，6-补光组件，7-音频组件，8-外设组件，9-网络组件，10-光线，11-前端采集光学镜头组，12-光学分光镜，13-光学观测镜头组，14-后端采集光学镜头组，14
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光学投射镜头组，21-第一电子成像组件，22-第二电子成像组件，23-数字图像发生装置，24-图像传感器。
具体实施方式
22.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
23.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求
保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.实施例1
25.如图1-5所示，本实施例提供一种基于光学分光结构的视频观测采集系统，所述系统包括光学组件1、成像组件2、主控3、电源组件4、机械组件5、补光组件6、音频组件7、外设组件8、网络组件9，所述主控3分别与电源组件4、机械组件5、补光组件6、音频组件7、外设组件8、网络组件9、成像组件2连接，所述光学组件1与成像组件2连接；所述主控3主要用于系统功能执行、数字音视频信号调节编码；所述电源组件4主要用于系统供电，采用外接电源或者电池供电；所述机械组件5包括云台控制、镜头变焦机械辅助结构；所述补光组件6包括红外灯补光、可见光补光以及特定功能光源补光；所述音频组件7包括声音采集、声音播放的元件；所述外设组件8包括外接存储、pir传感器；所述网络组件9包括对音视频信号、控制信号传输提供无线、有限网络连接的功能组件；在系统的其他组件中，光学组件1、成像组件2可以扩展为多路光学组件1和成像元件，以实现更为复杂的光学信息观测采集系统。
26.实施例2
27.在实施例1的基础上，所述光学组件1包括前端采集光学镜头组11、光学分光镜12、光学观测镜头组13、后端采集光学镜头组14，所述光学分光镜12设置在前端采集光学镜头组11与光学观测镜头组13之间，后端采集光学镜头组14设置在光学分光镜12的下方，该后端采集光学镜头组14与成像组件2对应，通过前端采集光学镜头组11采集光信号，经过光学分光镜12对光信号进行分离成两路光信号，一路光信号传输到光学观测镜头组13部分，一路光信号投射到后端采集光学镜头组14并进而经过成像组件2的图像传感器24生成数字图像信号，从而完成了光学观测和视频采集的同时实现；具体实现原理是采集光线10通过前端采集光学镜头组11后光线10经过光学分光镜12分为两束光线10，其中一束经过光学分光镜12分光面反射后经过后端采集光学镜头组14投射到成像组件2上进行电子成像；另一束光线10经过光学分光镜12分光面透射后通过光学观测镜头组13直接形成观测光学信号；针对分光镜反射光和透射光分光比例的设置，在现有光路中不考虑分光镜上能量损失设定入射光强为，分光镜反射率为，则透射率为。主图像传感器24成像光强为，辅传感器成像光强为，其中，为光路其他能量损失为固定比例且。由于，往往辅传感器成像光强较弱。为了保证辅传感器成像光强达到最大，取，按实际材料特性取值实现。为了增加系统整体成像效果，可以通过光学设计增大前端采集光学镜头组11光圈参数，实现光强增大。如原有镜头光圈为f1/2.0,当光圈设计为f1/1.4，光强增加至原光强两倍；当光圈设计为f1/1.0，光强增加至原光强四倍。
28.根据光路可逆原理，如图3所示，光线10经过光学观测镜头组13和后端采集光学镜头组14，可以实现不同图像光线10的融合操作，通过此操作可以实现不同光线10画面内容光学叠加合成，可以高效实现图像光学合成操作。
29.实施例3
30.在实施例2的基础上，所述成像组件2包括第一电子成像组件21、第二电子成像组件22，所述第一电子成像组件21与后端采集光学镜头组14对应，第二电子成像组件22与光学观测镜头组13对应；光学组件1、成像组件2可以扩展为多路光学组件1和成像元件，以实
现更为复杂的光学信息观测采集系统；经过光学观测镜头组13后观测光线10可以调整光学观测镜头组13镜片设计后投射到后方新增的采集组件上，如图4所示；在图2中光学观测镜头组13和后端采集光学镜头组14位置可以功能互换，即两个位置位于透射光线10一侧进行成像，在透射光线10和反射光线10无属性功能差异应用中，可以对称交互两组件位置。如图4所示，入射光线10包含热源红外光线10以及可见光，光线10通过前端采集光学镜头组11后在光学分光镜12分成两束光线10，其中红外光主要反射后经过后端采集光学镜头组14投射到第一电子成像组件21上，可见光经过透射后经过光学观测镜头组13投射到第二电子成像组件22上；通过第一电子成像组件21采集的图像可以进行红外成像测温分析，从而实现系统对可光观测和红外测温分析同时进行。
31.实施例4
32.在实施例1的基础上，所述光学组件1为ar光学组件1，包括前端采集光学镜头组11、光学分光镜12、光学观测镜头组13、光学投射镜头组14’，所述光学分光镜12设置在前端采集光学镜头组11与光学观测镜头组13之间，所述光学投射镜头组14’设置在光学分光镜12的下方；入射光线10经过前端采集光学镜头组11与数字图像发生装置23产生的编辑图像信号经过光学分光镜12进行叠加后经过光学观测镜头组13投射到观测者眼中，从而实现了实景画面叠加编辑图像信号的ar增强的目的。
33.实施例5
34.在实施例4的基础上，所述成像组件2包括数字图像发生装置23、图像传感器24，所述数字图像发生装置23与光学投射镜头组14’对应，所述图像传感器24与光学分光镜12对应；数字图像信号发生装置可以数字化自定义编辑图像信号发射出来，经过光学组件1传递，其中可编辑信号可以是采集光学图像传感器24通过图像分析后产生对应贴合的可编辑图像信号。
35.实施例6
36.在实施例2-5的基础上，所述前端采集光学镜头组11为鱼眼光学镜头组，能够采集广角画面视野；所述成像组件2为cmos或ccd光学成像元件；所述光学观测镜头组13为适配透射光线可变焦镜头组，可以适配不同厚度的门集成安装；所述光学分光镜12为立体分光镜或平板分光镜。
37.用户可以通过调节光学观测镜头组13安装到门上传统猫眼位置后，用户直接观测门外情况，同时门外视野画面同步采集到成像组件2上经过存储以及传输，实现远程观看、历史回溯等等；外设组件8可以使用pir传感器等感应人体靠近，从而使得系统无人状态下休眠、有人状态下快速启动的低功耗模式。
38.整个光学系统小巧，兼容大部分门上安装；通过可拆卸电池供电或者内置锂电池供电，所述锂电池设置有充电接口，可以给锂电池充电。