一种水下使用的前置增广角镜制造技术

本发明专利技术公开了一种水下使用的前置增广角镜，包括第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，第一透镜和第二透镜为负透镜，第三透镜和第四透镜为正透镜，第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜的有效口径范围依次为110‑115mm、80‑85mm、70‑75mm和57‑62mm。第一透镜除了隔绝外部的水、抵抗外部的水压外，兼具扩大拍摄视角和纠正色差的作用。第一透镜还取代了现有技术中的两个透镜，缩小了前置增广角镜的高度，降低了重量和生产成本。在水下使用时，本前置增广角镜可以直接适配最大视角为84度的相机，扩宽视角至130度；减少了现有技术需要水下摄影师调整变焦镜头视角，使其缩小至消除黑角等额外重复的操作。

A kind of pre magnifying angle mirror for underwater use

【技术实现步骤摘要】
一种水下使用的前置增广角镜
本专利技术涉及光学成像
，应用于水下记录拍摄环境中，具体涉及一种用于与数码相机合用后，水下可提供更广的视角(fieldofview)，和提升光学成像质量(例如：降低色差，变形等光学问题)的前置增广角镜。且此前置增广角镜支持在水下做更换。
技术介绍
便携式数码相机因为机身小巧、携带方便，性价比高，成为很多摄影爱好者的入门首选。近年来，随着电子技术和图像处理技术的飞速发展，便携式数码相机在对焦速度和影像质量上都有了质的飞跃，已经可以与专业的微单相机或单反相机相竞争。因此，将便携式数码相机带入水下摄影已成为很多水下摄影师的爱好。使用便携数码相机水下摄影，通常是将其安装在专门的防水壳体内，避免与水或海水直接接触。防水壳体是塑胶或是铝合金制品，其强度足以抵抗水压；前端设置有保护镜头的镜筒。镜筒前端则设置有平玻璃窗口或半球形透明罩，二者通过密封圈密封。安装在防水壳内的相机和镜头透过平玻璃窗口或半球形透明罩、外界的水或海水，拍摄到水下的影像。因为水对光的吸收作用，水下的光线会随着深度的增加而明显减弱；而且，在大自然中，水里亦有大量的微小杂质，能见度相对较低。利用自然光在水下拍摄时，只能在有限的深度内，通过拉近距离才可以拍到清晰的画面。通常，摄影师还会利用闪光灯或电筒等作为水下摄影的主要或辅助光源，同样因为上述原因，只有在较近距离，其光线才能照亮主体。因此，很多摄影师都会采用超大视角的镜头，近距离拍摄大的海底生物和鱼群等场景。而一般便携式数码相机最广角的变焦端视角只有75-84度，远远不能达到水下摄影师的要求。另一方面，由于水或海水的光学特性，相机在水下成像时将会产生额外的色差等问题，即图像出现颜色失真和色彩条纹等。另外，因为水或海水的折射作用(折射率1.33～1.34)，相机镜头原本的视角通过防水壳体内的空气进入水中后，也会发生缩窄现象。比如，使用平玻璃窗口的镜筒与相机的组合视角约为原本视角的三分之二。另一种常用的方法是选用半球形透明罩镜筒，通过精密测算使其球心接近于镜头入射瞳孔位置；利用光从一种透明介质正向射入另一种透明介质时，前进方向一般不发生改变的原理，最大限度地恢复镜头本身的视角。综上所述，使用现有的便携数码相机在水下拍摄时，普遍存在视角不够宽的问题；而且由于水或海水的光学特性，主体影像通过这种介质时，会存在比较大的色差问题，成像质量远低于在水上拍摄的照片。为了解决水下拍摄视角不够宽和色差的问题，一种解决方案是在防水壳体的镜筒前端安装前置增广角镜，前置增广角镜内的镜片组件能够扩大视角和纠正色差。如图1所示，在一般情况下，现有前置增广角镜的第一片透镜(图1中最左侧的透镜)是一片厚度均匀的半球型透镜，材料可能是玻璃或塑胶。该半球形透镜，除了可隔绝外部的水或海水、及抵抗外部的水压外，对增加摄影视角并无作用。该设计主要依靠第二及第三片透镜，增加拍摄角度。而第三至第五片透镜，通过使用各自不同的光学材料，以纠正各种色差问题。虽然现有的前置增广角镜具备扩大拍摄视角和纠正色差的能力，但产品的高度和重量较大，成本较高；而且，现有的水下前置增广角镜主要是适用于将相机镜头的广角端最大视角从75度扩宽到约130度。近年来，随着便携式数码相机的发展，其最广角端的视角已从过去的75度增加至84度，便于拍摄更广阔的场景。由于现有的水下增广角镜是适合于对应75度的相机视角，当相机视角大于75度时，四个角落均会出现黑角现象。因此搭配现有的水下增广角镜，需要水下摄影师在每次使用时先手动变焦，调整相机变焦镜头的视角，使其缩小至消除黑角，非常繁琐和不便。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种水下使用的前置增广角镜，用于解决相机在水下拍摄时视角不够宽和色差的问题，同时用于解决现有前置增广角镜高度和重量较大、成本较高的问题，以及用于解决现有水下前置增广角镜适配视角达84度的相机操作繁琐等问题。一种实施例中提供一种水下使用的前置增广角镜，包括：外壳，所述外壳为筒状结构，所述外壳具有连接端，外壳的连接端设置有用于与相机防水壳旋转快拆连接的物理结构端口；以及透镜组件，所述透镜组件包括依次同轴安装在所述外壳内的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，所述第一透镜和第二透镜为负透镜，所述第三透镜和第四透镜为正透镜，所述第一透镜的有效口径范围为110-115mm，所述第二透镜的有效口径范围为80-85mm，所述第三透镜的有效口径范围为70-75mm，所述第四透镜的有效口径范围为57-62mm；所述第一透镜远离所述外壳的连接端，所述第四透镜靠近所述外壳的连接端，所述第一透镜和第四透镜分别与外壳密封连接，所述第一透镜、第四透镜和外壳围合成一个密封的容置腔，所述第二透镜和第三透镜位于所述容置腔内。一种实施例中，所述第一透镜的入射面为凸面，出射面为凹面；所述第二透镜的入射面和出射面均为凹面，所述第三透镜的入射面和出射面均为凸面；所述第四透镜的入射面为凸面，出射面为凹面。一种实施例中，所述第一透镜的阿贝数为62～66，所述第二透镜的阿贝数为25～35，所述第三透镜的阿贝数为44～48，所述第四透镜的阿贝数为24～28。一种实施例中，所述第一透镜的折射率为1.4～1.6，所述第二透镜的折射率为1.8～2.0，所述第三透镜的折射率为1.5～1.7，所述第四透镜的折射率为1.7～1.9。一种实施例中，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜中的表面附有宽带防反射涂层。一种实施例中，所述外壳的内壁上设有径向延伸的环形座，所述第一透镜面向所述第二透镜的面包括中部的凹面和位于所述凹面四周的环形平面，所述第一透镜的环形平面安装在所述环形座上。一种实施例中，所述外壳的容置腔扩展形成浮力腔，所述浮力腔在水下产生浮力以抵消前置增广角镜自身的重量。一种实施例中，所述外壳的物理结构端口设有用于与快拆接口连接的卡扣装置。一种实施例中，所述外壳的物理结构端口设有用于将水引入到所述第四透镜和相机防水壳体的平玻璃之间的进水通道。依据上述实施例的水下使用的前置增广角镜，第一透镜采用负透镜结构，除了可以隔绝外部的水或海水、抵抗外部的水压外，亦配合其后的三片透镜成像，兼具增加拍摄视角、和纠正各种色差的作用。具有光学特性的第一透镜21兼具防水、纠正色差和扩大视角的作用，取代了现有技术中的两个透镜，减少了前置增广角镜光轴方向的长度，从而缩小了前置增广角镜的高度，同时缩减镜片数量也降低了重量和生产成本；另外，本前置增广角镜的四个透镜采用了特定范围内的有效口径，在水下能够实现将相机84度的视角扩宽至130度。从而使得本前置增广角镜适配最大视角为84度的相机时，不需要每次都要手动变焦，将相机的变焦镜头视角调窄至约75度，大大减少了使用时的额外操作。附图说明图1为现有技术中前置增广角镜的透镜的结构示意图；图2为一种实施例中前置增广角镜使用状态下的轴向剖视图；图3为一种实施例中前置增广角镜的拆装爆炸示意图；图4为一种实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水下使用的前置增广角镜，其特征在于，包括：/n外壳，所述外壳为筒状结构，所述外壳具有连接端，所述外壳的连接端设置有用于与相机防水壳旋转快拆连接的物理结构端口；/n以及透镜组件，所述透镜组件包括依次同轴安装在所述外壳内的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，所述第一透镜和第二透镜为负透镜，所述第三透镜和第四透镜为正透镜，所述第一透镜的有效口径范围为110-115mm，所述第二透镜的有效口径范围为80-85mm，所述第三透镜的有效口径范围为70-75mm，所述第四透镜的有效口径范围为57-62mm；所述第一透镜远离所述外壳的连接端，所述第四透镜靠近所述外壳的连接端，所述第一透镜和第四透镜分别与外壳密封连接，所述第一透镜、第四透镜和外壳围合成一个密封的容置腔，所述第二透镜和第三透镜位于所述容置腔内。/n

【技术特征摘要】
1.一种水下使用的前置增广角镜，其特征在于，包括：
外壳，所述外壳为筒状结构，所述外壳具有连接端，所述外壳的连接端设置有用于与相机防水壳旋转快拆连接的物理结构端口；
以及透镜组件，所述透镜组件包括依次同轴安装在所述外壳内的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，所述第一透镜和第二透镜为负透镜，所述第三透镜和第四透镜为正透镜，所述第一透镜的有效口径范围为110-115mm，所述第二透镜的有效口径范围为80-85mm，所述第三透镜的有效口径范围为70-75mm，所述第四透镜的有效口径范围为57-62mm；所述第一透镜远离所述外壳的连接端，所述第四透镜靠近所述外壳的连接端，所述第一透镜和第四透镜分别与外壳密封连接，所述第一透镜、第四透镜和外壳围合成一个密封的容置腔，所述第二透镜和第三透镜位于所述容置腔内。


2.如权利要求1所述的水下使用的前置增广角镜，其特征在于，所述第一透镜的入射面为凸面，出射面为凹面；所述第二透镜的入射面和出射面均为凹面，所述第三透镜的入射面和出射面均为凸面；所述第四透镜的入射面为凸面，出射面为凹面。


3.如权利要求2所述的水下使用的前置增广角镜，其特征在于，所述第一透镜的阿贝数为62～66，所述第二透镜的阿贝数为25～35，所述第三透镜的阿贝数为44～48，所述第四透镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁琴，黎玉成，
申请(专利权)人：东莞力途精密科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44