一种用于无人机航拍的高像质光学成像镜头制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于无人机航拍的高像质光学成像镜头，包括前透镜组和后透镜组，前透镜组和后透镜组之间设置有孔径光阑，前透镜组和后透镜组均采用非球面透镜，通过优化各个前透镜组和后透镜组中各个透镜的参数，使之本实用新型专利技术镜头具有像质高、视场大、分辨率高、畸变小、体积小、拍摄画幅大、获取图像清晰且成本低的特点，可用于无人机航拍光学成像系统。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光学成像镜头，尤其涉及一种用于无人机航拍的高像质光学成像镜头。
技术介绍
现有的无人机航拍用光学成像系统大多体积大、视场小、分辨率低、像质差、获取信息量少等缺点。如专利号为201020555002.4和201210229615.2的中国专利，其公开了一种镜头，镜头的总体长度较长，体积较大，致使安装在无人机上时成本较高，且拍摄画幅小，像质较差。本技术即针对现有技术的不足而研究提出。
技术实现思路
本技术克服了现有技术的不足，提供了一种用于无人机航拍的高像质光学成像镜头，包括前透镜组和后透镜组，前透镜组和后透镜组之间设置有孔径光阑，前透镜组和后透镜组中均采用一枚非球面透镜，通过优化各个前透镜组和后透镜组中各个透镜的参数，使之本技术镜头具有像质高、视场大、分辨率高、畸变小、体积小、拍摄画幅大、获取图像清晰且成本低的特点，可用于无人机航拍光学成像系统。为了解决上述技术问题，本技术一种用于无人机航拍的高像质光学成像镜头，从物侧到像侧依次包括前透镜组、孔径光阑、后透镜组、滤光片和图像采集元件。所述前透镜组包括从物侧到像侧依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，所述第一透镜为玻璃非球面透镜，所述第二透镜、第三透镜和第四透镜为玻璃球面透镜，所述前透镜组中各个透镜朝向物侧一面为凸面，且各个透镜朝向像侧一面为凹面，所述第一透镜和第二透镜的光焦度为负值，所述第三透镜和所述第四透镜的光焦度为正值；所述后透镜组包括从物侧到像侧依次设置的第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜，所述第五透镜、第六透镜和第七透镜均为玻璃球面透镜，所述第八透镜为非球面玻璃透镜，所述第五透镜、第七透镜和第八透镜的两面均为凸面，所述第六透镜朝向物侧的一面为凹面，且所述第六透镜朝向像侧的一面为凸面，所述第五透镜与第六透镜组合为胶合透镜，所述第五透镜、第七透镜和第八透镜的光焦度均为正值，所述第六透镜的光焦度为负值；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、第七透镜和第八透镜的焦距分别为f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7和f8，满足：1＜f2/f1＜2.5，4＜f3/f4＜6，-12＜f5/f6＜-9，1＜f7/f8＜2。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、第七透镜和第八透镜的色散系数分别为vdlens1、vdlens2、vdlens3、vdlens4、vdlens5、vdlens6、vdlens7和vdlens8，满足：45＜(vdlens1，vdlens8)＜55，vdlens2＞80，vdlens6＜30，37＜(vdlens3，vdlens4，vdlens7)＜45。所述第一透镜的凸面和凹面均为双曲线型非球面。所述第五透镜和第六透镜由折射率和阿贝数差异大的国产玻璃材料制成。所述第八透镜朝向物侧的凸面为椭圆形非球面，且所述第八透镜朝向像侧的凸面为扁圆形非球面。所述第一透镜与第二透镜的间距为A1，所述第二透镜与第三透镜的间距为A2，所述第三透镜与第四透镜的间距为A3，所述第四透镜与孔径光阑的间距为A4，所述孔径光阑与第五透镜的间距为A5，所述第六透镜与第七透镜的间距为A6，所述第七透镜与第八透镜的间距为A7，所述第八透镜与滤光片的间距为A8，所述第一透镜与滤光片的间距为TL，所述镜头的总焦距为f，满足：A1/TL＜0.2，0.1＜A1+A2+A3/TL＜0.2，5＜A4/A5＜6，0.08＜A6+A7+A8/TL＜0.120.1＜f/TL＜0.2。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、第七透镜和第八透镜中心厚度分别为T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7和T8，满足：2＜T5/T6＜2.5，0.2＜T1+T2+T3+T4/TL＜0.3，0.25＜T5+T6+T7+T8/TL＜0.35。与现有技术相比，本技术一种用于无人机航拍的高像质光学成像镜头，具有如下的优点：1、本技术镜头采用上述技术方案，镜头总焦距为3.97mm，视场角为90°，使得镜头的光学传递函数较大，在60lp/mm时，全视场的MTF>0.73，且整个视场的MTF曲线较集中，因此，整个视场都具有较高的分辨率，整体像质较好。2、本技术镜头采用上述技术方案，照度像面整体均匀，相对照度大于0.8、亮度高、光圈数可达到F2.8。3、本技术镜头采用上述技术方案，可以实现最大至90°的广角摄像。4、为了校正像差，保证高清晰成像，后透镜组采用了一胶合透镜，即第五透镜与第六透镜粘接为胶合透镜，使得整个镜头的像差均比较小。5、本技术镜头中，第一透镜和第八透镜为非球面透镜，有利于像差的校正，减小系统的畸变，提高镜头的分辨率，使视场中心与边缘都具有良好的分辨率。6、本技术镜头采用上述技术方案，通过合理配置组合，解决了大视场下难以实现高分辨率和低畸变的难题，本技术镜头在最大视场时畸变仅为0.92％；同时，本技术镜头结构具有小型化和重量轻型化的特点。【附图说明】图1是本技术镜头各个透镜布置的结构示意图。图2是本技术实施例的传递函数曲线图。图3是本技术实施例的场曲曲线图。图4是本技术实施例的畸变曲线图。图5是本技术实施例的球差曲线图。【具体实施方式】下面结合附图对本技术进行详细描述：如图1所示，本技术一种用于无人机航拍的高像质光学成像镜头，从物侧到像侧依次包括前透镜组1、孔径光阑2、后透镜组3、滤光片4和图像采集元件5。孔径光阑2位于镜头的中部，用于控制光线传输的孔径，使得成像画面整体均匀、亮度高。后透镜组3由四枚透镜组成，主要用于降低成像像差，提升像质；本技术实施例中所述滤光片4采用IR滤光片，图像采集元件5为CMOS感光芯片，当光线是从滤光片4进入到图像采集元件5，滤光片4对图像采集元件5有一定的保护作用，同时也过滤一部分杂散光线，使图像像质清晰、色彩亮丽和锐利的同时具有良好的色彩还原性。所述前透镜组1包括从物侧到像侧依次设置的第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13和第四透镜14，所述第一透镜11为玻璃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于无人机航拍的高像质光学成像镜头，其特征在于从物侧到像侧依次包括前透镜组(1)、孔径光阑(2)、后透镜组(3)、滤光片(4)和图像采集元件(5)；所述前透镜组(1)包括从物侧到像侧依次设置的第一透镜(11)、第二透镜(12)、第三透镜(13)和第四透镜(14)，所述第一透镜(11)为玻璃非球面透镜，所述第二透镜(12)、第三透镜(13)和第四透镜(14)为玻璃球面透镜，所述前透镜组(1)中各个透镜朝向物侧一面为凸面，且各个透镜朝向像侧一面为凹面，所述第一透镜(11)和第二透镜(12)的光焦度为负值，所述第三透镜(13)和所述第四透镜(14)的光焦度为正值；所述后透镜组(3)包括从物侧到像侧依次设置的第五透镜(35)、第六透镜(36)、第七透镜(37)和第八透镜(38)，所述第五透镜(35)、第六透镜(36)和第七透镜(37)均为玻璃球面透镜，所述第八透镜(38)为非球面玻璃透镜，所述第五透镜(35)、第七透镜(37)和第八透镜(38)的两面均为凸面，所述第六透镜(36)朝向物侧的一面为凹面，且所述第六透镜(36)朝向像侧的一面为凸面，所述第五透镜(35)与第六透镜(36)组合为胶合透镜，所述第五透镜(35)、第七透镜(37)和第八透镜的光焦度均为正值，所述第六透镜(36)的光焦度为负值；所述第一透镜(11)、第二透镜(12)、第三透镜(13)、第四透镜(14)、第五透镜(35)、第六透镜(36)、第七透镜(37)和第八透镜(38)的焦距分别为f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7和f8，满足：1＜f2/f1＜2.5，4＜f3/f4＜6，‑12＜f5/f6＜‑9，1＜f7/f8＜2；所述第一透镜(11)、第二透镜(12)、第三透镜(13)、第四透镜(14)、第五透镜(35)、第六透镜(36)、第七透镜(37)和第八透镜(38)的色散系数分别为vd lens 1、vd lens 2、vd lens 3、vd lens 4、vd lens 5、vd lens 6、vd lens 7和vd lens 8，满足：45＜(vd lens 1，vd lens 8)＜55，vd lens 2＞80，vd lens 6＜30，37＜(vd lens 3，vd lens 4，vd lens 7)＜45。...

【技术特征摘要】
1.一种用于无人机航拍的高像质光学成像镜头，其特征在于从
物侧到像侧依次包括前透镜组(1)、孔径光阑(2)、后透镜组(3)、
滤光片(4)和图像采集元件(5)；
所述前透镜组(1)包括从物侧到像侧依次设置的第一透镜(11)、
第二透镜(12)、第三透镜(13)和第四透镜(14)，所述第一透镜(11)
为玻璃非球面透镜，所述第二透镜(12)、第三透镜(13)和第四透
镜(14)为玻璃球面透镜，所述前透镜组(1)中各个透镜朝向物侧
一面为凸面，且各个透镜朝向像侧一面为凹面，所述第一透镜(11)
和第二透镜(12)的光焦度为负值，所述第三透镜(13)和所述第四
透镜(14)的光焦度为正值；
所述后透镜组(3)包括从物侧到像侧依次设置的第五透镜(35)、
第六透镜(36)、第七透镜(37)和第八透镜(38)，所述第五透镜(35)、
第六透镜(36)和第七透镜(37)均为玻璃球面透镜，所述第八透镜
(38)为非球面玻璃透镜，所述第五透镜(35)、第七透镜(37)和
第八透镜(38)的两面均为凸面，所述第六透镜(36)朝向物侧的一
面为凹面，且所述第六透镜(36)朝向像侧的一面为凸面，所述第五
透镜(35)与第六透镜(36)组合为胶合透镜，所述第五透镜(35)、
第七透镜(37)和第八透镜的光焦度均为正值，所述第六透镜(36)
的光焦度为负值；
所述第一透镜(11)、第二透镜(12)、第三透镜(13)、第四透
镜(14)、第五透镜(35)、第六透镜(36)、第七透镜(37)和第八
透镜(38)的焦距分别为f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7和f8，满

\t足：
1＜f2/f1＜2.5，
4＜f3/f4＜6，
-12＜f5/f6＜-9，
1＜f7/f8＜2；
所述第一透镜(11)、第二透镜(12)、第三透镜(13)、第四透
镜(14)、第五透镜(35)、第六透镜(36)、第七透镜(37)和第八
透镜(38)的色散系数分别为vdlens1、vdlens2、vdlens3、
vdlens4、vdlens5、vdlens6、vdlens7和vdlens8，满足：
45＜(vdlen...

【专利技术属性】
技术研发人员：瞿勇，甘汝婷，江依达，肖明志，
申请(专利权)人：中山联合光电科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44