本發(fā)明屬于圖像觀測(cè)設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種微距廣角觀察拍攝的裝置。

背景技術(shù)：

在進(jìn)行圖像觀測(cè)時(shí)，如何避免玻璃面反光是觀察設(shè)備的世界性難題。比如，帶隔離的便攜式小型觀察設(shè)備，因?yàn)榭臻g限制，當(dāng)需要觀測(cè)與自身尺寸大小相當(dāng)?shù)挠^察物時(shí)，必須使用微距廣角鏡頭，該微距廣角鏡頭的視場(chǎng)角度通常在100度至150度之間，為了避免隔離玻璃面的反光進(jìn)入光路，便攜式小型觀察設(shè)備內(nèi)部光源的布置被限制在玻璃板旁邊很窄的低位置范圍內(nèi)，并且光線基本上和玻璃板平行，即只能布置與鏡頭光軸垂直的側(cè)光。

現(xiàn)有技術(shù)中的光源布置如圖1所示，光源的發(fā)光角度在30度至150度之間。位于高位置的頂光源可通過玻璃面反射到鏡頭內(nèi)，位于低位置的側(cè)光源其經(jīng)玻璃面反射后不進(jìn)入鏡頭。

在現(xiàn)有技術(shù)中，在廣角觀察時(shí)因要避免玻璃面反光，光源布置受限于非常狹窄的空間內(nèi)，觀察功能、觀察效果受到極大限制。如觀察角或鏡頭的視角是140度時(shí)，為了避開玻璃面反光，光源的光軸與玻璃面的夾角必須被限制在0度至20度內(nèi)，也就是只能布置側(cè)光源。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種平行光源單元、平行光源模組和微距廣角觀察拍攝的裝置，旨在解決現(xiàn)有觀測(cè)設(shè)備中玻璃面反光、布光受限及觀察功能受限的問題。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種微距廣角觀察拍攝的裝置，包括平行光源模組、廣角微距觀察設(shè)備、壓板和玻璃板，所述平行光源模組包括若干平行光源單元，其中，所述壓板和所述玻璃板之間用于放置觀察物；

所述廣角微距觀察設(shè)備位于所述玻璃板的內(nèi)側(cè)；

每一所述平行光源單元用于按照預(yù)置角度進(jìn)行放置，使得所述平行光源單元發(fā)射的平行光經(jīng)所述玻璃板進(jìn)行反射后產(chǎn)生的反射光不會(huì)進(jìn)入所述廣角微距觀察設(shè)備。

進(jìn)一步地，所述裝置還包括偏光鏡；其中，所述壓板和所述玻璃板之間用于放置觀察物；

所述廣角微距觀察設(shè)備位于所述玻璃板的內(nèi)側(cè)，所述廣角微距觀察設(shè)備的視場(chǎng)角度大于或等于2倍布儒斯特角；

所述平行光源模組發(fā)射的平行光的光軸與所述廣角微距觀察設(shè)備的鏡頭光軸的夾角固定在布儒斯特角；

所述平行光源模組發(fā)射的平行光經(jīng)所述玻璃板進(jìn)行反射產(chǎn)生反射光，所述偏光鏡用于消除入射至所述廣角微距觀察設(shè)備的反射光。

進(jìn)一步地，所述偏光鏡的波長范圍與所述平行光源模組的射出的平行光的光波長范圍一致。

進(jìn)一步地，所述玻璃板的正反兩面分別鍍有減反膜。

進(jìn)一步地，所述平行光源單元包括外殼，所述外殼上具備鑲嵌結(jié)構(gòu)，若干所述平行光源單元通過所述外殼的鑲嵌結(jié)構(gòu)進(jìn)行拼合，各所述平行光源單元射出的平行光的平行度小于3度。

進(jìn)一步地，所述平行光源單元包括外殼、發(fā)光器件和準(zhǔn)直器件；

所述發(fā)光器件，用于產(chǎn)生預(yù)置波長范圍的發(fā)散光，并將所述發(fā)散光入射至所述準(zhǔn)直器件；

所述準(zhǔn)直器件，用于將所述發(fā)散光準(zhǔn)直成平行光并射出；

所述外殼，用于安裝及固定所述發(fā)光器件和所述準(zhǔn)直器件，以使所述準(zhǔn)直器件的光軸與所述發(fā)光器件的光軸重合，及使所述發(fā)光器件的發(fā)光面位于所述準(zhǔn)直器件的焦平面。

進(jìn)一步地，所述發(fā)光器件為單燈LED燈板，單燈LED燈板上的LED燈的發(fā)光面位于所述準(zhǔn)直器件的焦平面。

進(jìn)一步地，所述LED燈的功率為0.5瓦至1瓦，所述LED燈的發(fā)光角度范圍為30度到60度。

進(jìn)一步地，所述準(zhǔn)直器件為矩形的放大鏡片，所述放大鏡片的焦距為5毫米，所述放大鏡片的長寬比與觀察視場(chǎng)的長寬比匹配；

所述外殼的出光口的長寬比與所述放大鏡片的長寬比匹配。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于：本發(fā)明實(shí)施例提供的平行光源單元、平行光源模組應(yīng)用于微距廣角觀察，解決了玻璃板反光、布光受限及觀察功能受限的問題。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)提供的一種微距廣角觀察拍攝的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種平行光源單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種平行光源模組的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種微距廣角觀察拍攝的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種平行光源單元，包括外殼1、發(fā)光器件2和準(zhǔn)直器件3；

發(fā)光器件2，用于產(chǎn)生預(yù)置波長范圍的發(fā)散光，并將所述發(fā)散光入射至準(zhǔn)直器件3；

準(zhǔn)直器件3，用于將所述發(fā)散光準(zhǔn)直成平行光并射出；

外殼1，用于安裝及固定發(fā)光器件2和準(zhǔn)直器件3，以使準(zhǔn)直器件3的光軸與發(fā)光器件2的光軸重合，及使發(fā)光器件2的發(fā)光面位于準(zhǔn)直器件3的焦平面。具體地，外殼1上具備鑲嵌結(jié)構(gòu)11，若干所述平行光源單元通過外殼1的鑲嵌結(jié)構(gòu)11進(jìn)行拼合，拼合的數(shù)量和結(jié)構(gòu)形狀根據(jù)觀察面的光場(chǎng)要求、大小、長寬比而定。

具體地，發(fā)光器件2為單燈LED燈板，單燈LED燈板上的LED燈的發(fā)光面位于準(zhǔn)直器件3的焦平面，該LED燈的功率為0.5瓦至1瓦左右，所述LED燈的發(fā)光角度范圍為30度到60度左右。準(zhǔn)直器件3為矩形的放大鏡片，該放大鏡片的焦距為5毫米左右，該放大鏡片的長寬比與觀察視場(chǎng)的長寬比匹配，外殼1的出光口的長寬比與該放大鏡片的長寬比匹配。在具體應(yīng)用中，觀察視場(chǎng)指的是，放置被觀察物的平面，也就是顯示器所顯示的區(qū)域，通常顯示器顯示的長寬比是4:3或16:9。因此，一般的光源也按這個(gè)長寬比例布光。

在實(shí)際應(yīng)用中，適用于本實(shí)施例的平行光源單元主要滿足以下要求：

1、結(jié)構(gòu)組成：放大鏡片+單燈LED燈板+用于支撐的外殼。

2、結(jié)構(gòu)要求：放大鏡片的光軸和LED燈的光軸重合，LED燈的發(fā)光面位于放大鏡片的焦平面上。

3、放大鏡片要求：焦距5MM左右，如設(shè)備空間允許，可用更長焦距的，以保證射出的光的平行性，及減小色差。放大鏡片的形狀為矩形，長寬比依觀察視場(chǎng)的長寬比定。比如，如果觀察視場(chǎng)的長寬比是4:3，則矩形的放大鏡片的長寬比就定為1.3：1。如果觀察視場(chǎng)的長寬比是16:9，則矩形的放大鏡片的長寬比就定為1：1。本實(shí)施例中存在上述設(shè)置，其原因是：一、因?yàn)樵趯?shí)際應(yīng)用中，本實(shí)施例提供的平行光源單位的射出的平行光源的光軸與觀察面有34°的夾角，發(fā)光面會(huì)放大1/Sin(34°)倍；二、矩形的放大鏡片容易固定和裝配；三、按這個(gè)口徑比例做的平行光源單元，組合成平行光源模組后，容易與不同長寬比的觀察面匹配。

4、LED燈要求：功率0.5W至1W左右，LED燈的芯片的發(fā)光面盡量小，發(fā)光角度30°至60°之間，發(fā)光均勻純凈。

5、用于支撐的外殼要求：出光口長寬比和矩形的放大鏡片匹配。嚴(yán)格保證放大鏡片的光軸和LED燈的光軸重合，嚴(yán)格保證LED燈的發(fā)光面位于放大鏡片的焦平面上。外殼有鑲嵌結(jié)構(gòu)，便于多個(gè)平行光源單元拼合成一個(gè)平行光源模組。

在本實(shí)施例中，平行光源單元射出的光線平行度要求<3°。本實(shí)施例提供的平行光源單元能夠射出平行光，可用于在微距廣角觀察拍攝的設(shè)備中。

圖3示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種平行光模組，該平行光源模組包括若干圖2所示的平行光源單元；

若干圖2所示的平行光源單元通過外殼的鑲嵌結(jié)構(gòu)進(jìn)行拼合，各平行光源單元射出的平行光的平行度小于3度。

具體地，平行光源模組由多個(gè)平行光源單元拼合而成，拼合形狀及數(shù)量可依照如光場(chǎng)大小、形狀、長寬比、布光空間等需求進(jìn)行自由組合。各平行光源單元之間射出的平行光的平行度要求<3°，各平行光源單元之間交接部位的光強(qiáng)需經(jīng)處理，以達(dá)到平滑過渡、無縫連接、不留痕跡的效果。

圖4示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種微距廣角觀察拍攝的裝置，包括圖3所示的平行光源模組401、廣角微距觀察設(shè)備402、壓板403、玻璃板404和偏光鏡405；壓板403和玻璃板404之間用于放置觀察物；

廣角微距觀察設(shè)備402位于所述玻璃板的內(nèi)側(cè)，廣角微距觀察設(shè)備402的視場(chǎng)角度大于或等于2倍布儒斯特角，約110度；

偏光鏡405放置于廣角微距觀察設(shè)備402的鏡頭前面，用于濾除進(jìn)入廣角微距觀察設(shè)備402的反射光。

平行光源模組401發(fā)射的平行光的光軸與廣角微距觀察設(shè)備402的鏡頭光軸的夾角固定在布儒斯特角。

具體地，玻璃板404的正反兩面分別鍍有減反膜。該減反膜的厚度為由平行光源模組401射出的平行光的波長決定。如果LED燈發(fā)出白光光源，則該減反膜厚度按照450NM波長定。偏光鏡405的波長范圍與平行光源模組401的射出的平行光的光波長范圍一致，即使用哪個(gè)光波長范圍的平行光源模組401，則需要匹配該光波長范圍的偏光鏡405。

在本實(shí)施例中，平行光源模組41射出的平行光的光軸與廣角微距觀察設(shè)備402的鏡頭光軸的夾角需固定在布儒斯特角。普通玻璃折射率是1.5左右，所以布儒斯特角大概是56°。若是使用多個(gè)平行光源模組405，則平行光源模組405只能放置在廣角微距觀察設(shè)備402的鏡頭光軸相向的兩邊，或者單邊布光。如果雙邊都布光的話，兩邊平行光源模組405的光軸要嚴(yán)格平行于同一個(gè)平面。否則兩邊平行光源模組405在玻璃面上的反射光的偏振方向有差異，會(huì)減弱偏光鏡的效果，也就是會(huì)減弱消除玻璃面反光的效果。偏光鏡405在調(diào)整到最好的效果后就必須固定。而在偏光鏡405固定前，平行光源模組401必須先固定。

本發(fā)明實(shí)施例的工作原理為：把平行光源模組405的入射角設(shè)在布儒斯特角，則其在玻璃板的404玻璃面上的反射光會(huì)變成完全偏振光，再在觀察口前面放置偏光鏡405，可以達(dá)到消除全部反射光的目的。

本發(fā)明上述實(shí)施例提供的微距廣角觀察拍攝的裝置僅僅針對(duì)廣角微距觀察設(shè)備的視場(chǎng)角度大于2倍布儒斯特角(約110°)的應(yīng)用。

在具體應(yīng)用中，將上述實(shí)施例提供的微距廣角觀察拍攝的裝置進(jìn)行改進(jìn)，也能達(dá)到避免玻璃板反光進(jìn)入廣角微距觀察設(shè)備的效果，其中：

改進(jìn)方式一、把光源的光軸與玻璃板面的夾角，設(shè)到小于廣角微距觀察設(shè)備的視場(chǎng)角度的一半，此時(shí)沒有反射光線能進(jìn)入鏡頭。此改進(jìn)方式下，可以取消偏光鏡，玻璃板兩面也不需要鍍減反膜，光源也并不需要局限于平行光，只要滿足這個(gè)條件就行了：光源光軸與玻璃面的夾角<[(視場(chǎng)角-光源發(fā)散角)/2]。本改進(jìn)方式的缺陷是光源得布在低位。

改進(jìn)方式二：在圖3中，射線R是能進(jìn)入鏡頭的反射光線，由此可清楚看到，整個(gè)光源模組中只有在第二層(示意而已)的平行光源單元會(huì)影響到觀察。如果把第二層(示意而已)的平行光源單元的光軸角度進(jìn)行變動(dòng)，則平行光源單元射出的平行光還是照到玻璃板原來的地方，但是沒有玻璃板的反射光線能進(jìn)入鏡頭。此改進(jìn)方式下，可以取消偏光鏡，玻璃板兩面也不需要鍍減反膜，光源入射角也不需要局限于在布儒斯特角。但是本改進(jìn)方式的缺陷是，這部分的光源入射角和其他的不一致。

本發(fā)明提供的實(shí)施例可應(yīng)用于單色光、可見光、紅外光和紫外光等技術(shù)領(lǐng)域，其中當(dāng)LED燈作為白光光源時(shí)，為了減少色差和提高減反膜的效果，要求色溫為12000K±5％。

本發(fā)明實(shí)施例主要應(yīng)用在廣角觀察領(lǐng)域，觀察視角大于2倍布儒斯特角。

改進(jìn)方式一和改進(jìn)方式二實(shí)施例主要應(yīng)用在觀察視角小于2倍布儒斯特角的觀察領(lǐng)域。

以下參數(shù)對(duì)消除反射光斑的效果影響很大，任何一條內(nèi)的參數(shù)有細(xì)小的偏差都會(huì)嚴(yán)重影響效果，其中包括：

a、平行光源單元及平行光源模組內(nèi)各單元的光線平行度；

b、如果雙邊都平行光布光的話，兩邊光源的光軸要嚴(yán)格平行于同一個(gè)平面；否則因?yàn)槠忡R不能同時(shí)濾掉二個(gè)不同偏振角的光，而有反射光漏進(jìn)來?；谏鲜鲈颍诒緦?shí)施例中(除改進(jìn)方式一和改進(jìn)方式二外)不能布二個(gè)相鄰的平行光。

c、放大鏡片的光軸和LED燈的光軸需要精確重合，LED燈的發(fā)光面必須精確位于放大鏡片的焦平面上；

d、偏光鏡的精確調(diào)整及固定；

e、平行光源模組的光軸精確固定在布儒斯特角位置；

f、各平行光源單元光場(chǎng)之間交接部位的光強(qiáng)需經(jīng)處理，以達(dá)到平滑過渡、無縫連接，不留痕跡。如果各平行光源單元之間的交接部位光場(chǎng)未按照標(biāo)準(zhǔn)處理，不影響消除反射光斑的效果，但會(huì)影響整個(gè)光場(chǎng)的光均勻性，從而影響到觀察的效果和質(zhì)量。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。