廣角魚眼車載鏡頭構造原理

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，即統稱為魚眼鏡頭[1]。實際上也有視角大于甚至達到270度的鏡頭。魚眼透鏡是一種反遠攝光組，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，視角可以達到約180°的廣角。在光學原理上，這一現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，但由于現實生活中的景物是固定的，通過魚眼鏡頭所產生的畫面效果超越了這一范疇，因此需要適當的模型設計來計算像點的精準位置。知道的折射率公式為。

(1-1)

在空中n=1。如果i=90°，

(1-2)

因為魚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透鏡，那么這個鏡片就會有非常大的負光焦度。魚眼透鏡是仿生學研究領域的一大突破，利用魚類俯視水面上半球空域的視覺原理，利用光學工程技術設計出魚眼鏡頭，并利用其成像，獲取半球甚至超半球空域的場景圖像。為了獲得足夠強的入射光，前置鏡頭的前表面經過了凸面的改進，并相應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量的透鏡，以保證透鏡能夠很好地聚焦。魚眼鏡片的一般結構特點是：鏡面光焦度為負，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。

廣角魚眼車載鏡頭