文档介绍：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,***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。。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!!!

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
!!

(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 (=)
则有ic=°
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°。这显然超过了一般应用光学的讨论范围。例如,当半视场角达90°时,按照应用光学的观点,这样的物点已不能成像。如果半视场角进一步加大,则实际主光线从光学系统斜右侧射来,破坏了物空间和像空间的约定。再者,应用光学只讨论平面物的成像,对于鱼眼镜头,物面是半球面,则要求把半球面成像为平面。
上述这2种情况都是要求平面与球面互为共轭面,因此,传统的高斯光学不再适用。为此,我们引入新的成像原理:“不相似”成像原理
众所周知,普通光学成像都要求物与像“相似”(这样才能叫成像吗~)校正像差也是为了追求象与物的
进一步相似,于是有了β=y/y0 ( 横向放大率)等等我们常用的公式。按照这个公式, 当物在无限远时
y`=f*tanw 此时按鱼眼镜头的需要,w=90°,tanw=∞则有像高为无穷大。这显然是不可能的,因此我们不再要求物象是一致的。即物象是不一致的,即“不相似”原理,在工程上,为了从高斯光学认为不能成像的角空域上获得信息,对物空间实行“变形压缩”是唯一可行的办法,从光学上,人为的引入“桶形”畸变来实现。从数学上,选择一些合理的成像公式,以取代应用光学中的一些公式。
(1)y0`=2*f*tan(w/2)
(2)y0`=f*w
(3)y0`=2*f*sin(w/2)
(4)y0`=