[實用新型]一種水下使用的前置增廣角鏡

有效

• 申請號: 202020207908.0
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN211236540U
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 魯琴;黎玉成
• 申請（專利權）人: 東莞力途精密科技有限公司
• 主分類號: G03B17/08
• 分類號: G03B17/08;G03B13/18
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產權代理有限公司 44281
• 代理人: 廖金暉;彭家恩

本實用新型公開了一種水下使用的前置增廣角鏡，包括第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡和第四透鏡，第一透鏡和第二透鏡為負透鏡，第三透鏡和第四透鏡為正透鏡，第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡和第四透鏡的有效口徑范圍依次為110?115mm、80?85mm、70?75mm和57?62mm。第一透鏡除了隔絕外部的水、抵抗外部的水壓外，兼具擴大拍攝視角和糾正色差的作用。第一透鏡還取代了現有技術中的兩個透鏡，縮小了前置增廣角鏡的高度，降低了重量和生產成本。在水下使用時，本前置增廣角鏡可以直接適配最大視角為84度的相機，擴寬視角至130度；減少了現有技術需要水下攝影師調整變焦鏡頭視角，使其縮小至消除黑角等額外重復的操作。

技術領域

本實用新型涉及光學成像技術領域，應用于水下記錄拍攝環境中，具體涉及一種用于與數碼相機合用后，水下可提供更廣的視角(field of view)，和提升光學成像質量(例如：降低色差，變形等光學問題)的前置增廣角鏡。且此前置增廣角鏡支持在水下做更換。

背景技術

便攜式數碼相機因為機身小巧、攜帶方便，性價比高，成為很多攝影愛好者的入門首選。近年來，隨著電子技術和圖像處理技術的飛速發展，便攜式數碼相機在對焦速度和影像質量上都有了質的飛躍，已經可以與專業的微單相機或單反相機相競爭。因此，將便攜式數碼相機帶入水下攝影已成為很多水下攝影師的愛好。

使用便攜數碼相機水下攝影，通常是將其安裝在專門的防水殼體內，避免與水或海水直接接觸。防水殼體是塑膠或是鋁合金制品，其強度足以抵抗水壓；前端設置有保護鏡頭的鏡筒。鏡筒前端則設置有平玻璃窗口或半球形透明罩，二者通過密封圈密封。安裝在防水殼內的相機和鏡頭透過平玻璃窗口或半球形透明罩、外界的水或海水，拍攝到水下的影像。

因為水對光的吸收作用，水下的光線會隨著深度的增加而明顯減弱；而且，在大自然中，水里亦有大量的微小雜質，能見度相對較低。利用自然光在水下拍攝時，只能在有限的深度內，通過拉近距離才可以拍到清晰的畫面。通常，攝影師還會利用閃光燈或電筒等作為水下攝影的主要或輔助光源，同樣因為上述原因，只有在較近距離，其光線才能照亮主體。因此，很多攝影師都會采用超大視角的鏡頭，近距離拍攝大的海底生物和魚群等場景。而一般便攜式數碼相機最廣角的變焦端視角只有75-84度，遠遠不能達到水下攝影師的要求。

另一方面，由于水或海水的光學特性，相機在水下成像時將會產生額外的色差等問題，即圖像出現顏色失真和色彩條紋等。另外，因為水或海水的折射作用(折射率1.33～1.34)，相機鏡頭原本的視角通過防水殼體內的空氣進入水中后，也會發生縮窄現象。比如，使用平玻璃窗口的鏡筒與相機的組合視角約為原本視角的三分之二。另一種常用的方法是選用半球形透明罩鏡筒，通過精密測算使其球心接近于鏡頭入射瞳孔位置；利用光從一種透明介質正向射入另一種透明介質時，前進方向一般不發生改變的原理，最大限度地恢復鏡頭本身的視角。

綜上所述，使用現有的便攜數碼相機在水下拍攝時，普遍存在視角不夠寬的問題；而且由于水或海水的光學特性，主體影像通過這種介質時，會存在比較大的色差問題，成像質量遠低于在水上拍攝的照片。

為了解決水下拍攝視角不夠寬和色差的問題，一種解決方案是在防水殼體的鏡筒前端安裝前置增廣角鏡，前置增廣角鏡內的鏡片組件能夠擴大視角和糾正色差。如圖1所示，在一般情況下，現有前置增廣角鏡的第一片透鏡(圖1中最左側的透鏡)是一片厚度均勻的半球型透鏡，材料可能是玻璃或塑膠。該半球形透鏡，除了可隔絕外部的水或海水、及抵抗外部的水壓外，對增加攝影視角并無作用。該設計主要依靠第二及第三片透鏡，增加拍攝角度。而第三至第五片透鏡，通過使用各自不同的光學材料，以糾正各種色差問題。

雖然現有的前置增廣角鏡具備擴大拍攝視角和糾正色差的能力，但產品的高度和重量較大，成本較高；而且，現有的水下前置增廣角鏡主要是適用于將相機鏡頭的廣角端最大視角從75度擴寬到約130度。