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广角鱼眼车载镜头构造原理

2021-09-22 17:09:34

广角鱼眼车载镜头是广角镜头,也叫全视镜。通常认为16mm或更短的镜头就是鱼眼眼镜头,但工程上角度大于140度的镜头,即统称为鱼眼镜头[1]。实际上也有视角大于甚至达到270度的镜头。鱼眼透镜是一种反远摄光组,其畸变率很大[7]。这类镜片的正面镜片呈抛物线形凸起,与鱼眼相似,故名「鱼眼镜头」,其视觉效果类似于鱼在水中观察水面上的事物。

在接近水面的位置观察鱼类时,视角可以达到约180°的广角。在光学原理上,这一现象属于全反射和光路可逆。

超广角鱼眼镜头是一种特殊镜头,但由于现实生活中的景物是固定的,通过鱼眼镜头所产生的画面效果超越了这一范畴,因此需要适当的模型设计来计算像点的精准位置。知道的折射率公式为。

(1-1)

在空中n=1。如果i=90°,

(1-2)

因为鱼眼前表面的弯曲半径非常大,如把鱼眼外凸的正面和眼前的水看作整体作为负透镜,那么这个镜片就会有非常大的负光焦度。鱼眼透镜是仿生学研究领域的一大突破,利用鱼类俯视水面上半球空域的视觉原理,利用光学工程技术设计出鱼眼镜头,并利用其成像,获取半球甚至超半球空域的场景图像。为了获得足够强的入射光,前置镜头的前表面经过了凸面的改进,并相应地增大了后视镜的曲率,从而保证了原有的光焦度不变,形成弯月形镜头。

弯月形透镜作为透镜,在它后面加上一定数量的透镜,以保证透镜能够很好地聚焦。鱼眼镜片的一般结构特点是:镜面光焦度为负,后焦度为正,以增加同焦距不同类型的镜片后工作距离。鱼眼镜头具有广角和短焦的特点。

广角鱼眼车载镜头

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