技术领域
[0001] 本
发明涉及摄影摄像器材领域，具体地，涉及一种广播级内模块式超高清摄像机。
背景技术
[0002] 显示装置已经广泛地应用于人们的生活中，随着人们对生活品质的追求，越来越要求显示装置能够显示高清的画面，相应地，这就要求摄像机能够拍摄高清画面。
[0003] 广播级高清摄像机是一种能够拍摄高清画面的摄像机，主要应用于广播电视领域，图像
质量高，性能全面。但是，价格较高，体积也比较大。而且，现有的广播级高清摄像机采用集成化设计，各功能组件按照串行方式紧密联系与配合，
信号通路单一，不仅制造难度高，维护难度大，而且研发技术要求极高。同时，也会给维修和升级带来较大的成本。
发明内容
[0004] 为解决
现有技术存在的上述问题的至少一个方面，本发明的目的在于提供一种广播级内模块式超高清摄像机，旨在增强所述摄像机的可靠性，同时降低维修和升级成本。
[0005] 为了实现上述目的，本发明提供一种广播级内模块式超高清摄像机，所述广播级内模块式超高清摄像机包括摄像模块、光电转换模块、机壳和
信号处理电路模块，所述光电转换模块用于将摄像模块获取的图形光学信号转换为模拟
电信号，所述信号处理电路模块用于将所述模拟电信号转换为图像
数字信号，其中，所述广播级内模块式超高清摄像机还包括底托板、信号总线和
支撑架，所述信号总线设置在所述底托板上，所述底托板和所述支撑架均设置在所述机壳的内部空间中，且所述支撑架与所述底托板固定连接，所述信号处理电路模块包括多个信号处理单元和多个电源单元，多个所述电源单元与多个所述信号处理单元一一对应，且所述电源单元用于为相应的信号处理单元供电，所述底托板上设置有与多个所述信号处理单元一一对应的多个
接口，各个所述信号处理单元各自独立地设置在所述支撑架上，且多个所述信号处理单元通过相应的接口可拆卸地与所述信号总线通信连接，多个所述信号处理单元配合以将所述模拟电信号转换为所述图像数字信号。
[0006] 优选地，各个所述信号处理单元上下层叠的设置在所述支撑架上。
[0007] 优选地，各个所述信号处理单元通过所述信号总线两两互连，以在各个所述信号处理单元之间形成多条信号通路。
[0008] 优选地，所述广播级内模块式超高清摄像机还包括电源管理模块，所述电源管理模块用于控制所述电源单元，为各个所述信号处理单元独立供电。
[0009] 优选地，所述信号处理单元包括
视频编码模块，所述视频编码模块用于对所述的广播级内模块式超高清摄像机录制的原始视频文件进行编码，所述视频编码模块采用数字H.265视频文件编码。
[0010] 优选地，所述广播级内模块式超高清摄像机还包括存储模块，所述存储模块用于存储数据，且所述存储模块也设置在所述支撑架上，并与信号处理电路模块通信连接。
[0011] 优选地，所述机壳包括与所述底托板相对设置的
底板，所述底托板与所述底板之间形成有间隔，所述信号处理单元位于所述底托板背离所述底板的一侧，所述电源单元设置在所述底托板朝向所述底板的一侧。
[0012] 优选地，所述底板上形成有沿厚度方向贯穿所述底板的
散热孔。
[0013] 优选地，所述底板与所述底托板之间设置有至少一个支撑柱，所述支撑柱的一端与所述底板固定连接，所述支撑柱的另一端与所述底托板固定连接。
[0014] 优选地，所述机壳包括与所述底板相邻且相接的第一
侧壁，所述第一侧壁上形成有沿厚度方向贯穿所述第一侧壁的镜头卡口，所述摄像模块包括可拆卸地设置在所述镜头开口中的镜头，所述光电转换模块包括
传感器面板和设置在所述传感器面板上的图像传感器，所述图像传感器位于所述传感器面板朝向所述镜头卡口的一侧，所述传感器面板朝向所述第一侧壁设置，所述传感器面板位于所述底托板的边缘部，所述图像传感器用于将所述图形光学信号转换为所述
模拟信号。
[0015] 优选地，所述传感器面板背离所述第一侧壁的一侧设置有稳压电源、
晶体振荡器、排线插座、电源芯片中的至少一者。
[0016] 优选地，所述信号处理电路模块的多个信号处理单元包括摄像控制单元、信号分离单元和图像信号处理器，
[0017] 所述摄像模块还包括
电子现场制作单元，所述电子现场制作单元用于EFP电子现场制作；
[0018] 所述摄像控制单元用于根据所述电子现场制作单元输出的信号控制所述信号分离单元对光电信号进行分离；
[0019] 所述图像信号处理器用于在所述信号分离单元输出的信号以及所述摄像控制单元的控制下输出所述图像数字信号。
[0020] 优选地，所述支撑架由
碳纤维材料制成。
[0021] 优选地，所述支撑架包括多个支撑板和多个支撑柱，所述支撑板与所述底托板平行设置，且多个所述支撑板间隔设置，相邻两个所述支撑板之间设置有所述支撑柱，以维持相邻两个支撑板之间的间隔，所述底托板与和该底托板相邻的支撑板之间也设置有所述支撑柱，以维持所述支撑板与所述底托板之间的间隔，每个所述支撑板上设置有至少一个信号处理单元。
[0022] 本发明提供的广播级内模块式超高清摄像机采用模块化设计，各模块间通过总线并行连接，且有独立的电源单元，实现了各个模块独立运行，特定功能的实现仅取决于相关模块是否可以正常运行，不受无关模块的影响，从而提高了摄像机的可靠性；同时，各模块可拆卸的与信号总线通信连接，可以方便地进行更换，每个模块都可以独立的进行更换或升级，有利于降低维修和升级成本。
附图说明
[0023] 附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成
说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0024] 图1是本发明所提供的广播级内模块式超高清摄像机的内部结构示意图；
[0025] 图2是本发明所提供的广播级内模块式超高清摄像机的功能模块示意图；
[0026] 图3是传感器面板背离镜头卡口的表面的示意图。
[0027] 附图标记说明
[0028] 110：底板 120：第一侧壁
[0029] 210：支撑柱 300：信号处理电路模块
[0030] 410：图像传感器 420：传感器面板
[0031] 430：稳压电源 440：
晶体振荡器[0032] 450：排线插座 460：电源芯片
[0033] 500：摄像模块 600：光电转换模块
[0034] 510：镜头 510a：转接环
[0035] 300a：电源单元 300b：信号处理单元
[0036] 700：支撑架 710：支撑板
[0037] 720：间隔 730：限位件
[0038] 800：信号总线
具体实施方式
[0039] 以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0040] 本发明提供一种广播级内模块式超高清摄像机，如图1至图2所示，所述广播级内模块式超高清摄像机包括摄像模块500、光电转换模块600、机壳、底托板、信号处理电路模块300、信号总线800和支撑架700。所述信号总线800设置在底托板上，底托板和所述支撑架700均设置在机壳的内部空间中，且所述支撑架700与底托板固定连接。
[0041] 光电转换模块600用于将摄像模块500获取的图形光学信号转换为模拟电信号，信号处理电路模块300用于将所述模拟电信号转换为图像数字信号。
[0042] 信号处理电路模块300包括多个信号处理单元300b和多个电源单元300a。多个所述电源单元300a与多个所述信号处理单元300b一一对应，且所述电源单元用于为相应的信号处理单元300b供电，底托板上设置有与多个所述信号处理单元300b一一对应的多个接口，各个所述信号处理单元300b各自独立地设置在所述支撑架700上，且多个所述信号处理单元300b通过相应的接口可拆卸地与所述信号总线800通信连接。多个信号处理单元300b配合，以将所述模拟信号转换为所述图像数字信号。
[0043] 在本发明中，信号处理单元300b之间互相独立，并且，每个信号处理单元300b都对应设置有电源单元。因此，当存在出现故障的信号处理单元300b时，可以将该出现故障的信号处理单元300b从支撑架700上拆除，并将其与通信总线断开连接，更换新的相应的信号处理单元300b即可。此外，每个信号处理单元300b都可以单独升级扩展。因此，在对所述广播级内模块式超高清摄像机进行升级时，有时无需对所有
硬件都进行升级，可以降低升级成本。此外，在本发明中，每个信号处理单元300b都配有相应的电源单元330a，因此，更换新的信号处理单元300b时，不会对其他信号处理单元300b造成影响。需要指出的是，所述“接口”为标准件，每个信号处理单元300b上也设置有与底托板上的“接口”相匹配的接口端。
[0044] 同时，在本发明中，得益于上述模块化设计，每个信号处理单元300b都对应设置有电源单元，且信号处理单元300b通过相应的接口各自独立且可拆卸地与信号总线800通信连接，因此各模块能够独立的启动和运行，各模块功能的实现不受其他模块信号的影响，特定功能的实现也仅取决于相关模块是否可以正常运行，即使无关模块发生故障也不影响该特定功能的实现，从而提高了摄像机的可靠性。
[0045] 在本发明中，对底托板在机壳中的具体
位置不做特殊的限定，为了便于设置并节约空间，优选地，机壳包括与底托板相对设置的底板110，底托板与底板110之间形成有间隔，各个信号处理单元300b位于底托板背离底板110的一侧，所述电源单元设置在所述底托板朝向所述底板的一侧。
[0046] 优选地，各个所述信号处理单元300b上下层叠的设置在所述支撑架上。
[0047] 在本发明中，将各个信号处理单元300b上下层叠的设置在所述支撑架700上，有利于节约摄像机内部空间、更加合理的走线、提高散热效率，从而进一步提高摄像机的可靠性。
[0048] 优选地，各个所述信号处理单元300b通过所述信号总线800两两互连，以在各个所述信号处理单元300b之间形成多条信号通路。
[0049] 在本发明中，将各个信号处理单元300b通过信号总线800两两互连，使得各信号处理单元可以相互通信，从而自由组合实现特定的功能；同时，由于在各个信号处理单元间形成了多条信号通路，实现了信号的矩阵式传输，当某一
信号传输节点发送故障时，还可以选择其他信号通路，信号传输不会中断，从而进一步提高了摄像机的可靠性。
[0050] 优选地，所述广播级内模块式超高清摄像机还包括电源管理模块，所述电源管理模块用于控制所述电源单元，为各个所述信号处理单元300b独立供电。
[0051] 优选地，所述信号处理单元300b包括视频编码模块，所述视频编码模块用于对所述的广播级内模块式超高清摄像机录制的原始视频文件进行编码，所述视频编码模块采用数字H.265视频文件编码。
[0052] H.265是国际电联所制定的新的视频编码标准。H.265使用先进的技术用以改善码流、编码质量、延时和
算法复杂度之间的关系，达到最优化设置。H.265同时支持4K(4096×2160)和8K(8192×4320)超高清视频，因此，为后续摄像机的升级预留了充分的空间，使摄像机的升级变得更加容易。
[0053] 优选地，所述广播级内模块式超高清摄像机还包括存储模块，所述存储模块用于存储数据，且所述存储模块也设置在所述支撑架上，并与信号处理电路模块通信连接。
[0054] 为了提高散热效果，优选地，底板110上形成有沿厚度方向贯穿该底板110的散热孔110a。
[0055] 在本发明中，对如何将底托板固定在机壳的内部空间中并没有特殊的限定，为了提高底托板的
稳定性，优选地，底板110与底托板之间设置有至少一个支撑柱210，该支撑柱210的一端与底板110固定连接，支撑柱210的另一端与底托板固定连接。
[0056] 为了便于将
光信号转换为电信号，光电转换模块600可以包括传感器面板410和设置在传感器面板410上的图像传感器420。
[0057] 图像传感器410用于将摄像模块500接收到的光信号转换为电信号。为了便于布置图像传感器410和镜头510，优选地，机壳包括与底板110相邻且相接的第一侧壁120，该第一侧壁120上形成有沿厚度方向贯穿该第一侧壁110的镜头卡口，摄像模块500包括可拆卸地设置在镜头卡口中的镜头510，相应地，图像传感器位于传感器面板420朝向镜头卡口的一侧。传感器面板420朝向第一侧壁120设置，传感器面板420位于底托板的边缘部，图像传感器420用于将所述图形光学信号转换为所述模拟信号。
[0058] 作为一种优选实施方式，图像传感器410可以为
分辨率4080*3072的彩色CMOS图像传感器。优选地，可以利用转接环510a将镜头510可拆卸地固定在镜头卡口中。
[0059] 为了充分利用机壳内的空间，优选地，如图3所示，传感器面板420背离第一侧壁120的一侧设置有稳压电源430、晶体振荡器440、排线插座450、电源芯片460中的至少一者。
如图3所示，传感器面板420的背面上设置两个电源芯片460，其中一个电源芯片460的额定
电压为3.3V，另一个电源芯片的额定电压为1.8V。同样地，在图3中所示的实施方式中，传感器面板420的背面设置了两个稳压电源430。
[0060] 作为一种实施方式，可以通过螺钉或者
螺栓等
紧固件将传感器面板210固定在机壳的第一侧壁110上。
[0061] 在本发明中，对机壳的具体结构不做特殊的限定，只要机壳具有封闭的内部空间机壳。
[0062] 在本发明中，对信号处理模块300中的多个信号处理单元300b不做特殊的规定。所述信号处理电路模块的多个信号处理单元300b包括摄像控制单元(CCU，Camera Control Unit)、信号分离单元和图像信号处理器。
[0063] 摄像模块500还可以包括电子现场制作(EFP，Electronic Field Production)单元，该电子现场制作单元用于EFP电子现场制作，通常在演播室节目制作中使用。
[0064] 摄像控制单元用于根据电子现场制作单元输出的信号
控制信号分离单元对光电信号进行分离。作为一种实施方式，信号分离单元可以将接收到的光电信号分离成图像信息流和控制信息流。作为一种实施方式，信号分离单元可以将接收到的光电信号分离成row信号、YUV信号以及相应的相关标准界定的信号(包括
声音信号、控制信号)。
[0065] 图像信号处理器用于在信号分离单元输出的信号以及摄像控制单元的控制下输出所述图像数字信号。
[0066] 作为一种优选实施方式，所述广播级内模块式超高清摄像机还可以包括数字图像记录模块和电子菜单指南(EPG，Electronic Program Guide)摄像模块500。数字图像记录模块用于存储所述图像数字信号，并根据所述图像数字信号控制电子菜单指南摄像模块500生成多媒体内容。
[0067] 作为一种优选实施方式，图像信号处理器通过串行数字接口(SDI，Serial Digital Interface)/
高清晰度多媒体接口(HDMI，High Definition Multimedia Interface)数字接口与数字图像记录模块电连接。
[0068] 在本发明中，对支撑架700的具体结构不做特殊的限定。在图1中所示的具体实施方式中，支撑架700包括多个支撑板710和多个支撑柱720，所述支撑板710与所述底托板300平行设置，且多个所述支撑板710间隔设置，相邻两个所述支撑板710之间设置有所述支撑柱720，以维持相邻两个支撑板710之间的间隔，所述底托板300与和该底托板300相邻的支撑板710之间也设置有所述支撑柱，以维持所述支撑板710与所述底托板300之间的间隔，每个所述支撑板710上设置有至少一个信号处理单元300b。
[0069] 支撑架700为多层结构，可以充分利用机壳的内部空间，并且可以容纳更多的部件。并且，不同的支撑板上均设置有信号处理单元300b，从而可以避免信号处理单元300b在机壳中的分布过于集中，从而有利于各个信号处理单元300b的散热。
[0070] 为了提高各个信号处理单元300b的稳定性、避免信号处理单元300b从支撑板上脱落，优选地，支撑板上用于设置信号元件的表面上还可以设置有限位件，通过该限位件可以将信号处理单元300b固定在相应的支撑板上。
[0071] 为了在保证支撑架强度的同时降低广播级内模块式超高清摄像机的总体重量，优选地，可以利用
碳纤维材料制成支撑架700。
[0072] 除了上文中所述的各个模块，所述广播级内模块式超高清摄像机还可以包括内部通话(INTERCOM)模块、测量(TALLY)模块、电容话筒、声音放大模块、电源模块、外部电源或充电
电池、移动电池等部件中的至少一者。
[0073] 可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
