水下成像廣角鏡頭

水下成像是通過專門的技術(shù)捕捉和呈現(xiàn)水下環(huán)境中物體的視覺表現(xiàn)的過程，提高水下相機的質(zhì)量可以改善對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、環(huán)境監(jiān)測、救援行動和打撈。

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

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

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

此外，在平面窗口和水間的界面會引入了額外的像差，如球差、彗差，這些像差在視場邊緣最嚴(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題，常用的方法是在主透鏡前面增加一個透鏡組。

這種校正透鏡組類似于一種改進的望遠(yuǎn)鏡設(shè)計，具有非常短的焦距。通過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。

此外通過使用消色差雙合透鏡，同時校正色差。

基于其原始廣角鏡頭設(shè)計，修改入射介質(zhì)為水，并增加一個由負(fù)前元件和正后元件組成的透鏡組。優(yōu)化設(shè)計結(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)對于推進海洋研究和應(yīng)用至關(guān)重要。然而，傳統(tǒng)的廣角專鏡頭在水下使用時，會出現(xiàn)像差和色散等挑戰(zhàn)，

這顯著降低了圖像質(zhì)量。通過增加額外的透鏡組來抵消這些像差，來提升水下成像鏡頭的成像質(zhì)量，這是一個重大技術(shù)進步。

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

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