CN111443411A - 一种二向分光镜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种二向分光镜，包括从上往下装配的上反光镜、收光棱镜和下反光镜，收光棱镜包括第一反射面和第二反射面，第一反射面面向上反光镜的反射面，第二反射面面向下反光镜的反射面；第一反射面和第二反射面的反射方向同向；在使用时将本发明放入水中，并且使水位线在收光棱镜上下沿之间波动，相机位于第一反射面和第二反射面的反射方向上，水位线上方的图像便可通过上反光镜、第一反射面反射至相机，水位线下方的图像便可通过下反光镜、第二反射面反射至相机，水面波浪图像不会进入相机，因此可以不受干扰地同时拍摄到水位线上下方的图像。

Description

一种二向分光镜
技术领域
本发明涉及光学器材领域，具体涉及一种二向分光镜。
背景技术
在游泳运动视频辅组训练中，运动员需要同时观看自己水面和水下的肢体动作，这给摄像设备提出了挑战。现有方案中最为适用的将摄像机安装在透明球壳内，再将其放在水面上，摄像机透过球壳同时拍摄水面和水下画面。但这种方案体积庞大，不适用于在泳道内拍摄游泳运动员。且这种工作方式受水面波浪影响很大，水面波浪导致球壳外水面起伏变化，只有在液面与镜头光轴等高时，摄像机才能拍摄到运动员完整的肢体。另一种可能的方案是采用两路摄像机，分别拍摄水面与水下的画面，之后再对两组画面进行裁剪和拼接。这种方案成本昂贵，操作复杂，两组画面间的同步也成问题，因此亦难以推广。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种二向分光镜，能够防止水面波动对拍摄画面的影响。
一种二向分光镜，包括从上往下装配的上反光镜、收光棱镜和下反光镜，所述收光棱镜包括第一反射面和第二反射面，所述第一反射面面向所述上反光镜的反射面，所述第二反射面面向所述下反光镜的反射面；
所述第一反射面和第二反射面的反射方向同向，第一反射面和第二反射面的反射方向上设有相机。
进一步的，还包括遮光板，遮光板的面积大于收光棱镜的投影面积，所述第一反射面与所述遮光板的夹角等于第二反射面与所述遮光板的夹角，且第一反射面与所述遮光板的夹角为钝角，第二反射面与所述遮光板的夹角也为钝角。
进一步的，所述第一反射面基本垂直于所述第二反射面。
进一步的，所述第一反射面平行于所述上反光镜的反射面，所述第二反射面平行于所述下反光镜的反射面。
进一步的，所述下反光镜的入光方向上设有柱透镜。
进一步的，所述下反光镜的入光方向上设有球透镜。
本发明的有益效果体现在：一种二向分光镜，包括从上往下装配的上反光镜、收光棱镜和下反光镜，收光棱镜包括第一反射面和第二反射面，第一反射面面向上反光镜的反射面，第二反射面面向下反光镜的反射面；第一反射面和第二反射面的反射方向同向；在使用时将本发明放入水中，并且使水位线在收光棱镜上下沿之间波动，相机位于第一反射面和第二反射面的反射方向上，水位线上方的图像便可通过上反光镜、第一反射面反射至相机，水位线下方的图像便可通过下反光镜、第二反射面反射至相机，水面波浪图像不会进入相机，因此可以不受干扰地同时拍摄到水位线上下方的图像。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
本发明提出一种二向分光镜，如图1所示，包括从上往下装配的上反光镜1、收光棱镜4和下反光镜2，收光棱镜4包括第一反射面41和第二反射面42，所述第一反射面41面向所述上反光镜1的反射面，所述第二反射面42面向所述下反光镜2的反射面；所述第一反射面41和第二反射面42的反射方向同向，第一反射面和第二反射面的反射方向上设有相机。图1中标识了图像光线主光轴的大致走向。
本发明在使用时，如图1所示，将本发明的结构放入水中，水位线(即水面)处于收光棱镜4的上沿和下沿之间较佳(图中横穿相机框图和壳体8的波浪线表示水面)，位于水面上方的光通过上反光镜1反射至第一反射面41，再通过第一反射面41反射至相机，位于水面下方的光通过下反光镜2反射至第二反射面42，再通过第二反射面42反射至相机；这样便可使相机同时拍摄到水面上方和水面下方的物体和场景，并且在期间不会受到水位线波动和波浪的影响。由于水面位于收光棱镜4上下沿之间，收光棱镜4上下沿之间不透光，光线只能够从上下两个表面进入收光棱镜4并被第一反射面41和第二反射面42反射。水面上下两个画面稳定无波动，且同时被采集。非常适合应用于需要同时拍摄水面上下的情景，例如在泳道内拍摄游泳运动员。
关于收光棱镜4的构造，可以是两个反光棱镜组合而成，也可以是一个棱镜里设置两个反射面。
在本发明使用时，若水位线超过了收光棱镜4的上下沿，或者水面的波浪较大，那么水面的波动和波浪会通过上反光镜1和第一反射面41被反射到相机中，这样会使得拍摄或拍摄到很多波浪画面。为此，本发明提出一种优选实施例，如图1所示，还包括遮光板6，第一反射面41与遮光板6的夹角等于第二反射面42与遮光板6的夹角，且第一反射面41与遮光板6的夹角为钝角，第二反射面42与所述遮光板6的夹角也为钝角；即：第一反射面41和第二反射面42背向所述遮光板6。并且，遮光板6的面积大于收光棱镜4的投影面积，即遮光板6能够遮挡较大范围的光，这样可以允许水位线、波浪范围可以在更大的范围内波动，只需要让水面在遮光板6的范围内波动即可防止波浪的图像进入相机。在允许的优化情况下，可以尽可能大地增大遮光板6的面积，但需留出一定空间使光线照射在上反光镜1和下反光镜2上，如图1，即留出一定空间作为上透光窗3和下透光窗7。
关于上述各个部件的装配固定，可以使用定制模具制成的壳体8进行装备，可以是按照图1所示的结构示意图将上反光镜1、收光棱镜4、下反光镜2、遮光板6进行装配，并且壳体8内部空间密封不进水。
第一反射面41基本垂直于所述第二反射面42，从而能够使得被第一反射面41和第二反射面42反射的主光轴互相平行，平行的主光轴使得进入相机的图像规整无畸变。
第一反射面41平行于所述上反光镜1的反射面，第二反射面42平行于所述下反光镜2的反射面。这样能够使得两个平行的主光轴入射上反光镜1和下反光镜2，并且该两个主光轴从第一反射面41和第二反射面42互相平行出射，进一步使得进入相机的图像规整无畸变。
本发明在应用时，水位线下方水内的光线从下透光窗7入射至壳体8内，由于光线从水中入射至空气，传播介质的折射率发生变化，因此光线在进入壳体8内会发生弯折，因此水位线下方的图像进入相机会发生畸变。为此，本发明提出一种改进结构，壳体8内下反光镜2的入光方向上设有柱透镜，从而能够补偿传播介质改变导致的光线弯折及图像畸变；也可以在下反光镜2的入光方向上设有球透镜，来补偿光线弯折及图像畸变。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (6)

1.一种二向分光镜，其特征在于：包括从上往下装配的上反光镜、收光棱镜和下反光镜，所述收光棱镜包括第一反射面和第二反射面，所述第一反射面面向所述上反光镜的反射面，所述第二反射面面向所述下反光镜的反射面；
所述第一反射面和第二反射面的反射方向同向，第一反射面和第二反射面的反射方向上设有相机。
2.根据权利要求1所述的一种二向分光镜，其特征在于：
还包括遮光板，遮光板的面积大于收光棱镜的投影面积，所述第一反射面与所述遮光板的夹角等于第二反射面与所述遮光板的夹角，且第一反射面与所述遮光板的夹角为钝角，第二反射面与所述遮光板的夹角也为钝角。
3.根据权利要求2所述的一种二向分光镜，其特征在于：
所述第一反射面基本垂直于所述第二反射面。
4.根据权利要求3所述的一种二向分光镜，其特征在于：
所述第一反射面平行于所述上反光镜的反射面，所述第二反射面平行于所述下反光镜的反射面。
5.根据权利要求4所述的一种二向分光镜，其特征在于：
所述下反光镜的入光方向上设有柱透镜。
6.根据权利要求4所述的一种二向分光镜，其特征在于：
所述下反光镜的入光方向上设有球透镜。
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