水下变焦镜头的设计

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摘要：通过对光在水中传播特性的分析，讨论水下摄影中需要特殊考虑的关键因素,如光能衰减、镜头视场损失和内腔防水等，分析普通相机加隔水窗后在水中拍摄时像质变差的规律。为了适应深水探测,获得清晰成像质量，基于光焦度分配公式，提出了水下变焦镜头设计思想。用实例说明水下镜头的设计方法,设计的镜头相对孔径为F/1.6。设计结果表明：该镜头克服了普通镜头水下使用像质变差和最大视场渐晕等缺点。
关键词：水下摄影；变焦镜头；光学设计；像质;渐晕
引言
空气介质中使用的普通照相机有时会被外加隔水视窗和防水罩沉入水下进行摄影或者科学研究。由于水具有一定的折射率,镜头的视场会变小,并且由于离焦现象使得形成的像会变模糊;虽然这种模糊的像有时可以接受,但是相比像质在空气中那种高清晰度来说还是有一定的差距。光线在水介质中传播时不仅会发生折射和散射等,而且水的折射率、色散率等受到水温、压力和水中含盐量的影响,因此,他们都是影响水下成像的重要因素。对于特殊需求,研究和设计专用的水下镜头是很有必要的。

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