廣角魚眼車載鏡頭構(gòu)造原理

2021-09-22 17:09:34

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廣角魚眼車載鏡頭是廣角鏡頭，也叫全視鏡。通常認(rèn)為16mm或更短的鏡頭就是魚眼眼鏡頭，但工程上角度大于140度的鏡頭，即統(tǒng)稱為魚眼鏡頭[1]。實(shí)際上也有視角大于甚至達(dá)到270度的鏡頭。魚眼透鏡是一種反遠(yuǎn)攝光組，其畸變率很大[7]。這類鏡片的正面鏡片呈拋物線形凸起，與魚眼相似，故名「魚眼鏡頭」，其視覺效果類似于魚在水中觀察水面上的事物。

在接近水面的位置觀察魚類時(shí)，視角可以達(dá)到約180°的廣角。在光學(xué)原理上，這一現(xiàn)象屬于全反射和光路可逆。

超廣角魚眼鏡頭是一種特殊鏡頭，但由于現(xiàn)實(shí)生活中的景物是固定的，通過魚眼鏡頭所產(chǎn)生的畫面效果超越了這一范疇，因此需要適當(dāng)?shù)哪Ｐ驮O(shè)計(jì)來計(jì)算像點(diǎn)的精準(zhǔn)位置。知道的折射率公式為。

(1-1)

在空中n=1。如果i=90°，

(1-2)

因?yàn)轸~眼前表面的彎曲半徑非常大，如把魚眼外凸的正面和眼前的水看作整體作為負(fù)透鏡，那么這個(gè)鏡片就會(huì)有非常大的負(fù)光焦度。魚眼透鏡是仿生學(xué)研究領(lǐng)域的一大突破，利用魚類俯視水面上半球空域的視覺原理，利用光學(xué)工程技術(shù)設(shè)計(jì)出魚眼鏡頭，并利用其成像，獲取半球甚至超半球空域的場景圖像。為了獲得足夠強(qiáng)的入射光，前置鏡頭的前表面經(jīng)過了凸面的改進(jìn)，并相應(yīng)地增大了后視鏡的曲率，從而保證了原有的光焦度不變，形成彎月形鏡頭。

彎月形透鏡作為透鏡，在它后面加上一定數(shù)量的透鏡，以保證透鏡能夠很好地聚焦。魚眼鏡片的一般結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：鏡面光焦度為負(fù)，后焦度為正，以增加同焦距不同類型的鏡片后工作距離。魚眼鏡頭具有廣角和短焦的特點(diǎn)。

廣角魚眼車載鏡頭