水下成像廣角鏡頭

水下成像是通過(guò)專門的技術(shù)捕捉和呈現(xiàn)水下環(huán)境中物體的視覺(jué)表現(xiàn)的過(guò)程，提高水下相機(jī)的質(zhì)量可以改善對(duì)水下世界的觀察和理解。

水下成像技術(shù)是海洋和水下光學(xué)研究的重要領(lǐng)域，是人類探索、利用和保護(hù)海洋的重要工具，其應(yīng)用范圍廣泛，包括海洋資源勘探、

水下考古、生物研究、水下工程安裝和維護(hù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、救援行動(dòng)和打撈。

• 畸變：當(dāng)使用傳統(tǒng)鏡頭進(jìn)行水下成像時(shí)，圖像的邊緣會(huì)出現(xiàn)明顯的畸變，雖然這并不一定會(huì)影響圖像的清晰度，

• 但它會(huì)妨礙對(duì)所觀察物體形狀的準(zhǔn)確表示，特別是在測(cè)量應(yīng)用中。

• 色差：由于水和空氣對(duì)不同波長(zhǎng)的光的折射率不同，傳統(tǒng)鏡頭直接用于水下成像的會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的色差。

此外，在平面窗口和水間的界面會(huì)引入了額外的像差，如球差、彗差，這些像差在視場(chǎng)邊緣最嚴(yán)重。為了獲得最佳的水下成像結(jié)果，減輕這些像差的影響至關(guān)重要。

                         水下成像鏡頭

為了達(dá)到最佳的成像質(zhì)量，必須解決因入射介質(zhì)的變化而引起的像差問(wèn)題，常用的方法是在主透鏡前面增加一個(gè)透鏡組。

這種校正透鏡組類似于一種改進(jìn)的望遠(yuǎn)鏡設(shè)計(jì)，具有非常短的焦距。通過(guò)引入其自身受控的像差，它有效地抵消了介質(zhì)變化引起的像差。

此外通過(guò)使用消色差雙合透鏡，同時(shí)校正色差。

基于其原始廣角鏡頭設(shè)計(jì)，修改入射介質(zhì)為水，并增加一個(gè)由負(fù)前元件和正后元件組成的透鏡組。優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果表明，介質(zhì)變化引起的畸變和色差被消除，

而其他像差基本上恢復(fù)到原始設(shè)計(jì)水平。這種修正后的鏡頭非常適合水下攝影應(yīng)用。

水下成像技術(shù)對(duì)于推進(jìn)海洋研究和應(yīng)用至關(guān)重要。然而，傳統(tǒng)的廣角專鏡頭在水下使用時(shí)，會(huì)出現(xiàn)像差和色散等挑戰(zhàn)，

這顯著降低了圖像質(zhì)量。通過(guò)增加額外的透鏡組來(lái)抵消這些像差，來(lái)提升水下成像鏡頭的成像質(zhì)量，這是一個(gè)重大技術(shù)進(jìn)步。

通過(guò)優(yōu)化針對(duì)水的折射特性的設(shè)計(jì)，水下成像鏡頭能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量、準(zhǔn)確的圖像，

這對(duì)于各種水下活動(dòng)（如勘探、考古和環(huán)境監(jiān)測(cè)）至關(guān)重要。這一創(chuàng)新不僅增進(jìn)了我們對(duì)水下世界的了解，而且促進(jìn)了海洋工業(yè)的發(fā)展