鱼眼镜头的光学系统设计

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基于鱼眼镜头的全方位视觉系统的设计及实现

第３９卷第２期
Ｖｂ．９１Ｎｏ２３．
河
北
工
业
大
学
学
报
２１００年４月
Ａｐｌ２０ｉｒ０１
Ｊ０ＵＲＮＡＬ０Ｆ髓ＢＥＩＵＮＩＶＥＲＳＴＹ０ＦＴＥＩＣＨＮ０ＬＯＧＹ
文章编号：１０—３３（００２００ —３０７２７２１）０ —０１０
ＹＵＡＮｕｎ — ｎ，ＤＩＣｅｇｊｎＧａｇｍｉｇＮＧｈｎ－，ＹＵｕ－ｏｕＸｅｂ
（ｃｏｌｆｃａｉｌｎｉｅｒｇＳｈｏＭｅｈｎｃｇｎｅｉ，ＨｅｅｉｅｓｙｏＴｃｎｌｇ，Ｔａｊ０１０ｈｎｏａＥｎｂｉｖｒｉｆｅｈｏｏｙｉｉ３０３，Ｃｉａ）Ｕｎｔｎｎ
ｂｓｄｏｅｆｓ —ｙｎｇｉｔｒｉｎｃｒｅｔｏｙｔｍｏｓ — ｙｇｆｈｉｔｒｏｏｅｔｎｒｃｉｅｈｓａｅｎｔｈｅｅｌｓｉｈｉｅｍａｅｄｓｏｔｏｒｃｉｎｓｓｅｆｒｆｈｅｅｉｏｉｍａｅｏｔｅｄｓｏｉｎｃｒｃｉ．Ｐａｔｃａｔｏｐｏｅａ：ｔｅａｏｅｍｅｈｄｃｎｅｅｔｅｙｏｅｃｍｅｔｅｅｉｔｎｅｏｔｅｏｇｎｌｓ — ｙｇｅｍｅｒｃｄｓｏｔｏ，ｒｖｄｔｔｈｂｖｔｏａｆｃｉｌｖｒｏｘｓｃｆｒｉａｈｅｅｉｈｖｈｅｈｉｉｆｍａｅｇｏｔｉｉｔｒｎｉ
ｓｓｍａｅｎｔｅｃｂｒｊｃｉｄｌｏｃｒｃｔｅｉｏｔｎｏｅｓ－ｙｇ，ａｄｕｅｈｂｒｊｃｏｙｔｉｂｓｄｏｅｐｏｅｔｎｍｏｅｔｏｒｔｈｓｒｏｆｈｈｅｅｍａｅｎｓｔｅｃｅｐｏｅｔｎｅｓｈｕｏｅｄｔｉｔｆｉｉｕｉ

Zemax光学设计：一个240度鱼眼镜头的设计参考

Zemax光学设计：一个240度鱼眼镜头的设计参考主要设计指标：
（该设计参考《车载全景鱼眼镜头的设计与制造_刘言》。

）设计仿真：
.
1.初始结构
.
结合设计要求，选取专利US8873167B2中的一个设计。

初始结构如下图：
从上面的光学系统参数中可以看出该光学系统由七个玻璃镜片组成。

在初始结构的基础上，需要做如下优化：
（1）该专利的视场角为182°，需要进一步加大视场角达到240°；
（2）f-number修改为2.2；
（3）进一步提高像质；
.
2.设计与优化
.
首先输入系统特性参数，如下：
在系统通用对话框中设置孔径。

在孔径类型中选择“Image Space F/#”，并根据设计要求输入“2.2”；
需要打开光线对准，如下图：
在视场设定对话框中设置5个视场，要选择“Angle”，如下图：
在波长设定对话框中，设定F,d,C，如下图：
查看LDE：
2D Layout：
点列图：
查看Ray Fan：
查看场曲/畸变：
相对照度：。

鱼眼镜头成像原理

鱼眼镜头成像原理
鱼眼镜头是一种广角镜头，其成像原理基于球截面透镜原理。

它使用具有高度非球面形状的透镜来扭曲光线路径，从而实现对广泛视场的覆盖。

鱼眼镜头正面通常呈半球形状，其中心位置与透镜的曲率半径相关。

透镜的凹凸形状使得从不同角度入射的光线以不同的折射角和不同的位置穿过透镜。

鱼眼镜头有两种主要类型：魚眼以及圆筒形鱼眼。

圆筒形鱼眼是通过将像圆柱体表面一部分切割出来并带有非球面透镜进行制造的，而魚眼是通过将非球面透镜制造成整个球体形状。

鱼眼镜头的成像原理使得它能够捕捉到大范围的视场，可以达到超广角的效果。

然而，由于鱼眼镜头的成像方式具有较大的畸变，所以在后期处理中通常需要对图像进行校正，以便使其呈现出较为真实和正常的场景。

航天鱼眼相机光学系统设计的研究_闫阿奇

１引言
当今的信息化时代对信息的获取技术提出了越来越高的要求，人们不断追求全空域包含和全时域实时的信息获取，并竭力实现两者兼得。这不仅要求拥有凝视全空域的硬件设备，同时又需要超快速的信息处理和信号传输手段。［１］鱼眼镜头可以实现凝视成像，获得半球甚至超半球空域的场景图像，实现完全无盲区 “全向 ”、“实时 ”的信息提取，在安全监
ＡｂｓｔｒａｃｔＯｐｔｉｃａｌｓｙｓｔｅｍｏｆａｓｐａｃｅｆｉｓｈｅｙｅｃａｍｅｒａｂａｓｅｄｏｎ１／３ｉｎｃｈ（１ｉｎｃｈ＝２５．４ｍｍ）ＣＣＤｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｓｐａｃｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｔｈｅｆｏｃａｌｌｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｆｉｓｈｅｙｅｏｐｔｉｃａｌｓｙｓｔｅｍｉｓ２．１ｍｍ，ｔｈｅＦｎｕｍｂｅｒｉｓ４，ａｎｄｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｖｉｅｗｉｓ２１０°．Ｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｄｗｏｒｋｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓｂｅｔｗｅｅｎ－４０ ℃～＋６０ ℃．Ａｆｔｅｒｃａｒｅｆｕｌｓｔｕｄｙｉｎｇｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｓｐａｃｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓｕｃｈａｓｔｈｅｓｐａｃｅγｒａｄｉａｔｉｏｎａｎｄｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔｒａｄｉａｔｉｏｎ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｈａｎｇｅａｎｄｖａｃｕｕｍｏｎｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅｆｏｒｋｅｅｐｉｎｇｉｍａｇｅｑｕａｌｉｔｙｉｎｓｐａｃｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．Ｔｈｅｆｉｓｈｅｙｅｌｅｎｓｃａｎｒｅａｃｈｅｘｃｅｌｌｅｎｔｉｍａｇｉｎｇｑｕａｌｉｔｙｉｎｓｕｃｈａｎａｕｓｔｅｒｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ａｎｄｐｒｏｖｉｄｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｇｕａｒａｎｔｅｅｆｏｒｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｃａｐｔｕｒｅｗｉｔｈｅｘｔｒｅｍｅｗｉｄｅ－ａｎｇｌｅｖｉｅｗｏｎｔｈｅｏｒｂｉｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｏｐｔｉｃａｌｄｅｓｉｇｎ；ｆｉｓｈｅｙｅｌｅｎｓ；ａｎｔｉ－ｒａｄｉａｔｉｏｎ；ｓｐａｃｅｃａｍｅｒａ；ｅｘｔｒｅｍｅｗｉｄｅ－ａｎｇｌｅｌｅｎｓｅｓＯＣＩＳｃｏｄｅｓ２２０．３６２０；１２０．６０８５；１１０．５２００；１２０．４８２０

全向凝视光电成像系统鱼眼透镜的设计

第41卷第2期2017年3月激光技术LASEＲTECHNOLOGYVol．41，No．2March ，2017文章编号：1001-3806（2017）02-0296-06全向凝视光电成像系统鱼眼透镜的设计刘帅1，2，牛燕雄1，2*，刘海月1，2（1．北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京100191；2．北京航空航天大学精密光机电一体化教育部重点实验室，北京100191）摘要：为了实现光电成像系统对半空域目标的成像、探测和告警，以大视场成像理论和像差理论为基础，采用缩放法对光学系统鱼眼透镜进行了理论分析和仿真设计。

利用桶形畸变及光阑彗差来增大像面照度的均匀性，通过光线追迹减小系统轴外像差，对系统成像质量进行多次评价与分析，并推导了透镜成像的畸变校正模型。

结果表明，在可见光波段，得到了成像质量良好的鱼眼透镜，CCD 有效像面尺寸为8．446mm ˑ7．042mm ，有效像素为2448ˑ2050，视场为180ʎ，焦距为2．24mm ，相对孔径为1ʒ2．8，像面照度均匀性达到90%以上，点列图弥散斑均方根半径值小于1/2像元，光学传递函数在145lp /mm 空间频率处大于0．4。

全向凝视光电成像系统可实现半空域目标实时探测。

关键词：光学设计；鱼眼镜头；像差校正；像面照度中图分类号：TN202；O439文献标志码：Adoi ：10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.02.030Design of fisheye lens of omnidirectional gaze photoelectric imaging systemsLIU Shuai 1，2，NIU Yanxiong 1，2，LIU Haiyue 1，2（1．School of Instrumentation Science and Opto-electroncis Engineering ，Beihang University ，Beijing 100191，China ；2．Precision Opto-mechatronics Technology Key Laboratory of Education Ministry ，Beihang University ，Beijing 100191，China ）Abstract ：In order to achieve imaging ，detection and alarm of hemisphere space target by photoelectric imaging system ，based on large field imaging and aberration theory ，fisheye lens of optical system was theoretically analyzed and simulated by the scaling laws．The barrel distortion and stop coma were used to increase the illumination uniformity of image plane．The system axis aberration decreased by means of ray aiming iteration．Imaging quality of the system was evaluated and analyzed multiply．Distortion correction model of imaging lens was derived．The results show that ，in visible spectrum ，fisheye lens of excellent imaging quality is gotten ，with the CCD effective size of 8．446mm ˑ7．042mm ，effective pixels of 2448ˑ2050，entire field of view of 180ʎ，focal length of 2．24mm ，relative aperture of 1ʒ2．8，image plane illumination uniformity of over 90%，and mean square root radius value of diffuse spot diagram of less than 1/2pixel．The modulation transfer function with spatial frequency of 145lp /mm is greater than 0．4．The omnidirectional gaze photoelectric imaging system can realize the real-time detection of hemisphere space target．Key words ：optical design ；fisheye lens ；aberration correction ；image illumination作者简介：刘帅（1992-），男，硕士研究生，主要研究方向为光学设计、光电成像。

应用光学广角镜头-鱼眼镜头

鱼眼镜头什么是鱼眼透镜众所周知，鱼在水面附近可以凝视（眼球不用转动）感知水面之上近乎180°角空域的景物，故通常认为鱼具有2π的仰仰视视角。

人类通过模仿鱼眼的这种特性发明了鱼眼镜头，最初的尝试在1919年，R.W.Wood在一个装满水的容器上盖上一块玻璃板并构成一针孔摄像机，实现了超广角摄影。

他用这种装置拍摄天空的云层，可形成近乎半球形空域。

由于总要带一个水箱，非常不便。

后来W.N.Bond改进了R.W.Wood的装置。

他用一个半球型玻璃透镜取代了水箱。

鱼眼仰视的启示鱼眼透镜的“进化”过程上图a，b为Bond的作品，c,d,e为后人对他作品的修正。

这些作品虽然是很伟大的努力，仍存在一些问题，首先，Bond利用单个平凸形后透镜成像，没有别的像差校正元件，成像质量不能令人满意，另外，他所使用的透镜不是一面凸面，一面凹面，这样无法消除场曲。

又因为他没有消除像差，所以小孔必须做的很小，这样会造成照度非常低，照度低的光学仪器实际意义不大。

随着科技的发展，今天的鱼眼镜头已经非常完善！！！2．鱼眼透镜的应用鱼眼透镜在摄影，电影，气象，天文，测试，医疗，边防等都有广泛的应用如下面彩图鱼眼透镜拍摄的校园这个貌似是从一个大坑里往外看，具体是什么呢？？？？？这个很显然，可以看清很多人的面部！！3．鱼眼透镜原理简述(1)基本光路原理非常简单，类似光的全反射和光路可逆原理。

sin I=n*sin I （空气折射率约为1.水折射率为n=1.3333）则有ic=48.6°即鱼眼的张角在50°左右，此时鱼在水面附近可以”凝视”（不用转动眼球）岸边物体。

可以得出，此时鱼眼视场完全覆盖了水上近乎180°的范围。

所以在岸边的我们即使是在鱼的背后都很难抓到鱼!!(2)成像原理鱼眼镜头的成像原理比较复杂，这里进行简述。

鱼眼镜头的作用是模拟鱼类仰视水面的情况，其典型视场角是180°，还有的超过180°，220°甚至达到270°。

折射_衍射红外鱼眼镜头光学系统设计

2 1 [ 3]
为前
为后组光焦度 , d 为前后组距离 . 当令
轴上光线以 h 1 = 1 的高度入射时 , 从后组出射后与光轴的夹角 u 2 = 1, 假定轴外主光线通过后组主点, 则其在后组的入射高度 hp 2 = 0. 再令轴外主光线与光轴夹角 up 1 = - 1, 此时 l p 1 = d 而 j = - h1 up 1 = 1, 设前组主光线的角放大率的倒数为 1/ ! 1 = up / up = 1 1 1- d
1,
而且 l2 = h2 = 1- d
1
= 1/ ! 1 , 即前组角放大
率的倒数为高斯光束的工作距离 .
1534
光
子
学
报
39 卷
2
d
1
,得
2
= 0. 386. 根据系统设计指标 , 要求系统
焦距为 5 mm, 故将所得归一化参量放大 5 倍 , 即为实际光学系统的初始结构参量. 在光学设计软件中经过调整优化, 设计了图 2 所示的红外鱼眼镜头光学系统 , 系统焦距 f 为 5 mm , 前组焦距 f 1 为 - 27. 916 mm, 后组焦距 f 2 为 18. 95 mm , 全视场为 240 , 后工作距离为 28. 5 m m. 系统总长为 157. 8 mm. 结果表明此系统结构简单, 体积小、后工
图 3 垂轴像差 Fig. 3 T r ansv erse ray fan plo t
8期
吴海清 , 等 : 折射 / 衍射红外鱼眼镜头光学系统设计
1535
0. 1 m m, 子午方向最大场曲为 - 0. 1 mm, 像散为 0. 2 m m, 系统 f t het a 畸变为- 13% . 对于理想光学系统 , 入射光经过透镜的折射成像 , 像高与视场角的关系为 h = f t an ∀ , 而对于视场超过 180 的鱼眼镜头而言由于存在大的桶形畸变, 物像关系不遵循 h = f t an ∀的关系而是 h = f ∀ ,像高与视场角具有线性关系 , 这使得鱼眼镜头光学系

宽光谱日夜两用鱼眼监控镜头的设计

径分别为１７５。和１／１．８，使用１／３ｉｎＣＣＤ成像接收器件，全视场ＭＴＦ值在空间频率１００ｌｐ／ｉｉｌｍ处达到０．３。
关键词：光学设计；超广角；宽光谱；鱼眼镜头中图分类号：０４３９；ＴＨ７４文献标识码：ＡＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－５０７８．２０１３．１２．１６
摘要：设计了一款宽光谱日夜两用鱼眼监控镜头，使用近红外ＬＥＤ光源照明及ＩＲ—ＣＵＴ双
滤光片，近红外波长为８５０ＢＩＴＩ，采用Ｚｅｍａｘ软件的多重配置结构设计，使用固定焦距，实现可见光和近红外光的共焦。对设计的光学系统结构和像差曲线进行分析，设计全视场角和相对孔
ＤｅｓｉｇｎｏｆａｗｉｄｅｓｐｅｃｔｒｕｍｄａｙａｎｄｎｉｇｈｔｉｓｆｈｅｙｅＣＣＴＶｌｅｎｓ
ＺＨＡＮＧｊｉ．ｙａｎ，，ＨＵＡＮＧＹｕａｎ．ｑｉｎｇ，ＸＩＯＮＧＦｅｉ — ｂｉｎｇ，ＭＥＮＧＸｉａｎ．ｇｕｏ。（１．ＰｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓａｎｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＸｉａｍｅｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉａｍｅｎ３６１０２４，Ｃｈｉｎａ；

鱼眼镜头的成像理论与优化设计(可编辑)

鱼眼镜头的成像理论与优化设计（可编辑）鱼眼镜头的成像理论与优化设计国防科学技术大学博士学位论文鱼眼镜头的成像理论与优化设计姓名:戴建宁申请学位级别:博士专业:光学工程指导教师:王永仲19990101国防科学技术大学研究生院学位论文摘要鱼眼镜头是一种具有大相对孔径、大视场角和较长的后工作距离的反摄远镜头,它的视场角可以达到甚至超过。

,因此它能够将半球空域甚至超半球空域的物体成象在有限的象平面上。

这种镜头在科研、军事等许多领域有着广泛的应用前景。

鱼眼镜头有不同于普通镜头的投影公式,以便能够对大视场角的物体成象。

选用这些公式实质上相当于人为地引入了负畸变,而负畸变的引入能够改善象面照度的均匀性。

鱼眼镜头具有很大的光阑球差和光阑彗差,可以运用光阑球差的级数展开式来确定实际的主光线位置,运用在孔径光阑上度量渐晕的方法来利用光阑彗差,增加轴外点进入镜头光束的宽度,以进一步改善象面照度的均匀性。

鱼眼镜头的优化涉及到非线性性、病态、光线溢出、光路追迹异常等问题的处理。

文章中采用了复合优化和最大因子技术来克服优化中的非线性性,利用释放象差的方法来克服优化中的病态,并且通过视场缩放和切换受控指标来克服光路追迹异常。

文章最后给出了镜头优化的几个实例。

关键词: 鱼眼镜头光路追迹光学设计优化成忽凹每里堕型堂垫查盔兰塑耋生堕兰垡笙苎,.】.“.....? ,,., / ..:国防科学技术大学研究生院学位论文绪论鱼眼镜头是一种特殊的光学镜头,其视场角接近、等于甚至大于。

,它能将半球空域甚至超半球空域的物体成象在象面的有限范围内。

这种镜头引入了很大的桶形畸变,由于这种畸变的引入,鱼眼镜头在理论、计算、设计上与一般的光学镜头有显著的不同。

鱼眼镜头具有很大的光阑球差和光阑彗差。

前者使得实际入瞳的位置与近轴光学定义的入瞳位置有明显差异,后者使得实际入瞳的大小也发生了变化。

入瞳大小的改变和桶形畸变的引入都将对轴外点象面光照度产生影响。

鱼眼镜头光学系统的优化方法

鱼眼镜头光学系统的优化方法鱼眼镜头作为一种非常具有特殊性的光学系统，其发展受到了广大摄影爱好者和专业摄影师的青睐。

鱼眼镜头配备超广角焦距，能够使画面更加完整地展示出真实的景象，激起观众的兴趣，进一步丰富摄影作品。

要使鱼眼镜头系统实现最佳性能，采用以下优化技术是必不可少的。

首先，应使用多层薄膜技术进行优化。

多层膜片要求分层光学化以便使焦距精确转换、产生良好的自由膜厚、消除像差和色差，这有助于提高图像质量。

此外，可以将核心镜材料有效利用起来，采用非球面和双焦系统，使镜头具有清晰的聚焦效果、产生较小的散射、抑制蓝色全像、减少气泡等异常现象。

其次，需要对光学数值进行优化，以提高光学系统的效率。

通过改变光斑的半径、衍射限、相机的接口与镜头的配合等参数，可使图像体现出更强的色彩、更少的噪点和更多的色彩调节性能。

另外，可以针对人群进行特定的调整，例如手柄把手行为可以是完全常规操作，也可以是较高级的快速反应。

此外，应注重鱼眼镜头的金属材质，采用硬玻璃、硅胶和代用金属等高性能材料可以减少镜头表面反光现象，使图像更加清晰，并减少了过曝和阴影部分的变形噪点，使图片显得更加逼真。

此外，还应考虑在设计过程中使用光学模拟仪器，以解决摄像机与镜头原件之间的精确匹配问题。

使用模拟仪器可以根据摄影场景的拍摄要求优化摄像机与镜头的相互配合，以获得最佳的拍摄效果。

最后，应使用正确的鱼眼镜头材质，确保摄像机与镜头之间的精准匹配，以及使用高质量的镜片配合，可以更好地抑制外部光线的反射现象。

以上是优化鱼眼镜头光学系统的一些建议，专业人士可以根据自己的实际情况取舍采用。

鱼眼镜头的优势在于配备超广角焦距，以使拍摄的图像更丰富，而如果仅仅根据自己的经验尝试去调整鱼眼镜头，则容易造成将广角焦距缩减，而忽略了影响图像质量的另外一些因素，因此应采用全面的方法来优化鱼眼镜头光学系统。

鱼眼镜头后光组初值设计

鱼眼镜头后光组初值设计鱼眼镜头是一种广角镜头，可以捕捉到人眼无法观测到的画面，广泛应用于摄影、监控、无人机等领域。

然而，由于其大幅度的视场角，鱼眼镜头容易出现后光问题，导致拍摄出来的图像有明显的光斑和亮度差异。

为解决这一问题，需要对鱼眼镜头后光组进行初值设计。

鱼眼镜头的后光组由若干透镜组成，其设计目的是在保持足够的光学性能的同时，尽可能减小后光问题。

对于初值设计，需要考虑以下因素：1. 相对主视场半径：鱼眼镜头的光学设计是以前主点为基础的，即通过空间变换将主点投射到图像平面。

因此，后光组的相对主视场半径是初值设计中的重要参数之一。

该值的大小与后光问题的严重程度相关，需要根据具体需求进行调整。

2. 透镜的形状和位置：后光组中每个透镜的形状和位置都会影响成像效果和后光问题。

一般情况下，为了减小后光，可以使用高质量的散光透镜，并控制其在光轴上的位置和倾斜角。

3. 透镜的材料和厚度：透镜的材料和厚度也会影响成像效果和后光问题。

例如，使用高折射率的材料可以有效减小透镜厚度，从而减小后光。

但是，此类材料的价格较高，需要权衡利弊。

4. 透镜的涂层：涂层的质量和种类影响着透镜的透过率和反射率。

为减小后光，需要采用具有高透过率的涂层，并注意避免反射光的影响。

初值设计完后，可以进行光学模拟和实际制作。

在实际制作中，还需要注意镜头系统的精度和稳定性，避免由于材质、工艺等原因导致的变形和非均匀性。

总的来说，鱼眼镜头后光组的初值设计涉及到多个方面的知识和技能。

需要充分考虑镜头的应用场景和具体需求，并在光学设计软件的帮助下，进行充分的仿真和优化。

只有通过科学合理的设计和制作，才能获得高质量的图像和满意的成像效果。

球幕投影数字鱼眼镜头的光学设计

球幕投影数字鱼眼镜头的光学设计李维善;陈琛;刘宵婵;张禹【摘要】采用“非相似”成像原理,利用Zemax光学软件设计了一款适用于1.60 cm(0.63英寸)3LCD数字投影机的球幕投影数字鱼眼镜头.镜头结构是一种反远距型光学结构,由5组6片球面透镜组成,具有结构简单、易加工等特点.镜头全视场角为180°,焦距为3.28 mm,相对孔径为1/1.9,后工作距离为35.8mm,光学总长为196mm.镜头具有较高的成像质量,在50 lp/mm处,各个视场的MTF值均大于0.4,最大垂轴色差为4.5 μm,全视场的F-theta畸变绝对值小于3％,最大视场的像面相对照度达到96.27％.【期刊名称】《应用光学》【年(卷),期】2016(037)001【总页数】6页(P39-44)【关键词】光学设计;球幕投影;数字鱼眼镜头;相对照度【作者】李维善;陈琛;刘宵婵;张禹【作者单位】秦皇岛视听机械研究所,河北秦皇岛066000;秦皇岛视听机械研究所,河北秦皇岛066000;秦皇岛视听机械研究所,河北秦皇岛066000;秦皇岛视听机械研究所,河北秦皇岛066000【正文语种】中文【中图分类】TN946.1;TH703鱼眼镜头，也叫全景镜头，属于超广角镜头中的一种特殊镜头，镜头的前镜片呈抛物状向镜头前部凸出，与鱼的眼睛颇为相似，“鱼眼镜头”因此得名。

鱼眼镜头被广泛地应用在摄影、电影、投影、监控以及医疗等领域。

鱼眼放映或投影镜头最早出现在20世纪70年代的胶片球幕电影系统中，其投射出的影像大而清晰，自观众面前延至身后，且伴有立体声环音，使观众具有强烈的临场感和空间感[1]，因此，在电影领域受到极大的欢迎。

现在随着数字视频制作技术和数字投影机技术的快速发展，由单台数字投影机和单只数字鱼眼投影镜头结合的单机位球幕投影，因系统稳定性高、成本低、易维护等优点已成为球幕投影的主流技术，在球幕投影应用中越来越受到青睐，已经广泛应用于天文、地理教学、科普宣传、展览展示、娱乐业等领域[2]。

鱼眼相机原理

鱼眼相机原理
鱼眼相机是一种广角镜头的相机，其镜头设计类似于鱼眼。

鱼眼相机的主要原理是利用特殊的镜头设计，将视野扩展到几乎360度，从而捕捉更多的场景和信息。

鱼眼相机的镜头通常由多个透镜组成，这些透镜使得光线发生弯曲，从而扩大了视野。

这种凸透镜的镜头设计也使得图像产生了一定的畸变，因此鱼眼相机所拍摄的图像通常是圆形或半圆形的，而非正常的矩形形状。

鱼眼相机的工作原理与其他相机类似，都是通过控制快门速度和光圈大小来调节曝光时间和光线的进入量。

但由于镜头的特殊设计，鱼眼相机的曝光时间通常比其他相机长一些。

总的来说，鱼眼相机的工作原理是利用凸透镜的特殊设计扩大视野，从而捕捉更多的场景和信息。

虽然鱼眼相机所拍摄的图像具有一定的畸变，但也因此成为了一种独特的摄影风格。

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