CN208506352U - 可用于无人机大范围拍摄的轻便式镜头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种可用于无人机大范围拍摄的轻便式镜头，其特征在于，沿光轴方向从物方起依次包括：第一透镜组、孔径光阑以及第二透镜组，第一透镜组包括具有负光焦度的第一透镜、具有负光焦度的第二透镜、具有负光焦度的第三透镜以及具有正光焦度的第四透镜，第二透镜组包括具有负光焦度的第五透镜、具有正光焦度的第六透镜、具有正光焦度的第七透镜、具有负光焦度的第八透镜、具有正光焦度的第九透镜；第三透镜与第四透镜组合成双胶合透镜，第五透镜与第六透镜组合成双胶合透镜，第八透镜与第九透镜组合成双胶合透镜，孔径光阑位于第四透镜和第五透镜之间。具有大视场角、大光圈、小型化、像面均匀性好、成像质量好、结构紧凑的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及摄像机镜头领域，尤其涉及一种可用于无人机大范围拍摄的轻便式镜头。
背景技术
近年来，越来越多的领域不仅需要高分辨力的图像，还需要很大的拍摄范围，例如虚拟现实相机、无人机相机及全景相机等。尤其是无人机的广泛应用，使得无人机相机在近年来几乎呈现出爆发式的发展，这就刺激了对高分辨率、大范围拍摄的镜头的巨大需求。
由于在镜头的成像视场角大的情况下，它能够实现全空域包容和全时域实时信息的获取，这是普通的光学***无法达到的视场范围。但是目前无人机上的相机一般视场角都比较小，如果需要拍摄到大范围的成像，需要安装多个相机；而市场上成像范围大的镜头，基本上存在成像质量较低并且尺寸较大的问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是针对目前无人机相机存在的问题，提供了一种可用于无人机大范围拍摄的轻便式镜头，其具有大视场角、大光圈、小型化、像面均匀性好、成像质量好、结构相对简单的特点。该镜头具有大光圈，这样就使得在光线不足的情况下，同样可以拍摄到清晰的图像。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：
一种可用于无人机大范围拍摄的轻便式镜头，其特征在于，沿光轴方向从物方起依次包括：第一透镜组、孔径光阑以及第二透镜组，所述第一透镜组包括具有负光焦度的第一透镜、具有负光焦度的第二透镜、具有负光焦度的第三透镜以及具有正光焦度的第四透镜，所述第二透镜组包括具有负光焦度的第五透镜、具有正光焦度的第六透镜、具有正光焦度的第七透镜、具有负光焦度的第八透镜、具有正光焦度的第九透镜；
所述第三透镜与第四透镜组合成双胶合透镜，所述第五透镜与第六透镜组合成双胶合透镜，所述第八透镜与第九透镜组合成双胶合透镜，所述孔径光阑位于第四透镜和第五透镜之间。
优选地，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜的折射率分别为：1.6127、1.6204、1.4875、1.7847、1.7847、1.7440、1.7555、1.7847、1.6223。
优选地，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜的材料分别为：SK4、N-SK16、N-FK5、SF56A、SF56A、N-LAF2、P-LAF37、SF56A、SSK2。
优选地，所述第一透镜的朝向物方的光学面凸向像方，朝向像方的光学面凸向物方；所述第二透镜朝向物方和像方的光学面均凸向物方；所述第三透镜朝向物方的光学面凸向像方，朝向像方的光学面凸向物方；所述第四透镜朝向物方和像方的光学面均凸向物方；所述第五透镜朝向物方的光学面凸向像方，朝向像方的光学面凸向物方；所述第六透镜朝向物方的光学面凸向物方，朝向像方的光学面凸向像方；所述第七透镜朝向物方的光学面凸向物方，朝向像方的光学面凸向像方；所述第八透镜朝向物方和像方的光学面均凸向物方；所述第九透镜朝向物方的光学面凸向物方，朝向像方的光学面凸向像方。
优选地，镜头的可视场角为150°，总焦距为0.701mm，F/#值为2.0，总长度为9.947mm，可探测的波长范围为400nm-700nm，主波长为586.7nm。
优选地，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜各自的两个光学面均为球面。
在本实用新型中，利用第一透镜组中具有负光焦度的第一透镜和第二透镜保证了镜头的大视场角（也就是大拍摄范围），同时在镜头中采用了多块双胶合透镜有效地校正各种像差，保证了镜头的高成像质量。并且在镜头设计中可以均采用球面设计，而不是必须采用非球面设计，这样使得加工成本较低。镜头具有大视场角、大光圈、小型化、像面均匀性好、成像质量好、结构紧凑的特点。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步详细的说明：
图1是本实用新型实施例结构示意图；
图2是本实用新型实施例的调制传递函数（MTF）曲线图；
图3是本实用新型实施例的相对照度图；
图4是本实用新型实施例镜头的畸变曲线图；
图5是本实用新型实施例的光路图；
图中：1-第一透镜；2-第二透镜；3-第三透镜；4-第四透镜；5-第五透镜；6-第六透镜；7-第七透镜；8-第八透镜；9-第九透镜；10-第一透镜组；20-孔径光阑；30-第二透镜组。
具体实施方式
为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，作详细说明如下：
如图1和图5所示，在本实施例提供的镜头设计方案中，沿光轴方向从物方起包括第一透镜组10、孔径光阑20以及第二透镜组30，第一透镜组10包括具有负光焦度且朝向物方的光学面凸向像方及朝向像方的光学面凸向物方的第一透镜1、具有负光焦度且朝向物方和像方的光学面均凸向物方的第二透镜2、具有负光焦度且朝向物方的光学面凸向像方及朝向像方的光学面凸向物方的第三透镜3以及具有正光焦度且朝向物方和像方的光学面均凸向物方的第四透镜4，第二透镜组30包括具有负光焦度且朝向物方的光学面凸向像方及朝向像方的光学面凸向物方的第五透镜5、具有正光焦度且朝向物方的光学面凸向物方及朝向像方的光学面凸向像方的第六透镜6、具有正光焦度且朝向物方的光学面凸向物方及朝向像方的光学面凸向像方的第七透镜7、具有负光焦度且朝向物方和像方的光学面均凸向物方的第八透镜8、具有正光焦度且朝向物方的光学面凸向物方及朝向像方的光学面凸向像方的第九透镜9。
第三透镜3与第四透镜4组合成双胶合透镜，第五透镜5与第六透镜6组合成双胶合透镜，第八透镜8与第九透镜9组合成双胶合透镜，孔径光阑20位于第四透镜4和第五透镜5之间。
本实施例提供镜头的可视场角为150°，总焦距为0.701mm，F/#值为2.0，总长度为9.947mm，可探测的波长范围为400nm-700nm，主波长为586.7nm。
第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7、第八透镜8、第九透镜9的材料分别为SK4(n=1.6127)、N-SK16(n=1.6204)、N-FK5(n=1.4875)、SF56A(n=1.7847)、SF56A(n=1.7847)、N-LAF2(n=1.7440)、P-LAF37(n=1.7555)、SF56A(n=1.7847)、SSK2(n=1.6223)。
本实施例中，每个透镜各自的两个光学面均为球面。
图2、图3和图4分别为本实施例镜头的调制传递函数（MTF）曲线、相对照度和畸变图。从图2可以得到在30lp/mm的情况下，全视场范围内MTF的值都大于0.65，并且MTF曲线相对平滑，这就说明镜头的成像质量非常高；另外，根据图3和图4能够分别得到该镜头的相对照度非常高，并且畸变满足设计要求。
本实施例镜头更为具体的结构参数见表1。
表1
综上，本实施例提供的技术方案，可以使得镜头的像面均匀性更好，成像质量更高，结构紧凑，更加便于加工和安装。
本专利不局限于上述最佳实施方式，任何人在本专利的启示下都可以得出其它各种形式的可用于无人机大范围拍摄的轻便式镜头，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利的涵盖范围。
Claims (6)
1.一种可用于无人机大范围拍摄的轻便式镜头，其特征在于，沿光轴方向从物方起依次包括：第一透镜组、孔径光阑以及第二透镜组，所述第一透镜组包括具有负光焦度的第一透镜、具有负光焦度的第二透镜、具有负光焦度的第三透镜以及具有正光焦度的第四透镜，所述第二透镜组包括具有负光焦度的第五透镜、具有正光焦度的第六透镜、具有正光焦度的第七透镜、具有负光焦度的第八透镜、具有正光焦度的第九透镜；
所述第三透镜与第四透镜组合成双胶合透镜，所述第五透镜与第六透镜组合成双胶合透镜，所述第八透镜与第九透镜组合成双胶合透镜，所述孔径光阑位于第四透镜和第五透镜之间。
2.根据权利要求1所述的可用于无人机大范围拍摄的轻便式镜头，其特征在于：所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜的折射率分别为：1.6127、1.6204、1.4875、1.7847、1.7847、1.7440、1.7555、1.7847、1.6223。
3.根据权利要求1所述的可用于无人机大范围拍摄的轻便式镜头，其特征在于：所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜的材料分别为：SK4、N-SK16、N-FK5、SF56A、SF56A、N-LAF2、P-LAF37、SF56A、SSK2。
4.根据权利要求1所述的可用于无人机大范围拍摄的轻便式镜头，其特征在于：所述第一透镜的朝向物方的光学面凸向像方，朝向像方的光学面凸向物方；所述第二透镜朝向物方和像方的光学面均凸向物方；所述第三透镜朝向物方的光学面凸向像方，朝向像方的光学面凸向物方；所述第四透镜朝向物方和像方的光学面均凸向物方；所述第五透镜朝向物方的光学面凸向像方，朝向像方的光学面凸向物方；所述第六透镜朝向物方的光学面凸向物方，朝向像方的光学面凸向像方；所述第七透镜朝向物方的光学面凸向物方，朝向像方的光学面凸向像方；所述第八透镜朝向物方和像方的光学面均凸向物方；所述第九透镜朝向物方的光学面凸向物方，朝向像方的光学面凸向像方。
5.根据权利要求1所述的可用于无人机大范围拍摄的轻便式镜头，其特征在于：镜头的可视场角为150°，总焦距为0.701mm，F/#值为2.0，总长度为9.947mm，可探测的波长范围为400nm-700nm，主波长为586.7nm。
6.根据权利要求1所述的可用于无人机大范围拍摄的轻便式镜头，其特征在于：所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜各自的两个光学面均为球面。
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