鱼眼镜头的设计

发表的维克多argueta

任何一个从酒店房间的窥视孔看到过巅峰的人都用过鱼眼镜片。通常,鱼眼镜头的焦距很短(对于35毫米大小的图像传感器来说小于15毫米),但视场(FOV)很大。后者可以大到180度,给用户一个场景的完整视图。这种极端视场产生的特征图像具有很大的失真。


图1:大变形的鱼眼图像。图片来自维基媒体,作者:Daniel D. teoli Jr。

图1:畸变较大的鱼眼图像。图片来自维基媒体,作者:Daniel D. teoli Jr。


像差和设计考虑


鱼眼镜头的另一个特点是图像照明是一致的(没有渐晕的存在)。


鱼眼镜头设计的一个挑战是把所有的光从这些极端的角度进入传感器或观众的眼睛。要做到这一点,需要多个光学元件,通常在镜头的前面有负极元件,在镜头的后面有正极元件。也有相当数量的瞳孔像差需要纠正以减少渐晕。另一个挑战是减少横向色差(由于焦距较短,轴向色差不太值得关注)。为了纠正这种像差,通常建议在光圈挡板后面放置一个双消色差镜头。


设计鱼眼镜头的一个重要方面是镜头的机械方面。有时,理想的透镜可能非常薄,甚至由于高负曲率而与其他透镜重叠。在这些情况下,有必要纠正这些尺寸,以避免非常昂贵和精密的光学元件。


图2显示了带有上述光学元件的鱼眼镜头的布局。


Fiure 2。Zemax设计的170度视场镜头。有效焦距为5.2毫米。图片来自Anne-Sophie pollin - girard等人。达成。Opt. 53,2822 -2827 (2014)

Fiure 2。Zemax设计的170度视场镜头。有效焦距为5.2毫米et al。达成。Opt. 53,2822 -2827 (2014)


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