CN205176365U - 一种无畸变高分辨率大视角无人机镜头光学系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种无畸变高分辨率大视角无人机镜头光学系统，包括沿光线入射方向依次设置的镜片组前组和镜片组后组，所述镜片组前组和镜片组后组之间设置有光阑，所述镜片组前组包括沿光线入射方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜分别为弯月型负透镜、弯月型负透镜、弯月型负透镜和双凸型正透镜，所述镜片组后组包括沿光线入射方向依次设置的第五透镜、第六透镜和第七透镜，所述第五透镜、第六透镜和第七透镜分别为双凸正透镜、弯月型负透镜和双凸正透镜。该无畸变高分辨率大视角无人机镜头光学系统具有100度可视视角，畸变变形3％以下,分辨率达到1200万像素的性能。

Description

一种无畸变高分辨率大视角无人机镜头光学系统

技术领域

本实用新型涉及一种光学成像系统，尤其涉及一种无畸变高分辨率大视角无人机镜头光学系统。

背景技术

伴随无人机技术的提升，无人机航拍应用范围越来越广泛，一般无人机采用的普通摄像设备，航拍系统在同一时间只能对某个方向的内容进行图像记录，航拍的范围有限，航拍时图像分辨率不高导致图像不清晰,同时航拍镜头畸变均很大,导致图像变形,无法达到预期要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种无畸变高分辨率大视角无人机镜头光学系统，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本申请实施例公开一种无畸变高分辨率大视角无人机镜头光学系统，包括沿光线入射方向依次设置的镜片组前组和镜片组后组，所述镜片组前组和镜片组后组之间设置有光阑，所述镜片组前组沿光线入射方向依次设置的镜片组前组和镜片组后组，所述镜片组前组和镜片组后组之间设置有光阑，所述镜片组前组包括沿光线入射方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜分别为弯月型负透镜、弯月型负透镜、弯月型负透镜和双凸型正透镜，所述镜片组后组包括沿光线入射方向依次设置的第五透镜、第六透镜和第七透镜，所述第五透镜、第六透镜和第七透镜分别为双凸正透镜、弯月型负透镜和双凸正透镜。

优选的，在上述的无畸变高分辨率大视角无人机镜头光学系统中，所述第六透镜与第七透镜胶合成一组胶合件透镜。

优选的，在上述的无畸变高分辨率大视角无人机镜头光学系统中，所述第一透镜与第二透镜的间隔为1.5mm，所述第二透镜和第三透镜的间隔为4.5mm，所述第三透镜与第四透镜的间隔为0.1mm,第四透镜与光阑的间隔为2.6mm，所述光阑与第五片透镜间隔为1.7mm,第五片透镜与胶合件透镜的间隔为1.6mm。

优选的，在上述的无畸变高分辨率大视角无人机镜头光学系统中，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜的曲率半径R₁和R₂、光学折射率N、阿贝系数V_d以及透镜厚度D沿光线入射方向依次满足：

	曲率半径R1	曲率半径R2	光学折射率N	阿贝系数Vd	透镜厚度D
						第一透镜	60<R1<70	4<R2<8	1.6<N<1.8	40<Vd<50	0.5<D<1.2
第二透镜	5<R1<20	4<R2<8	1.7<N<1.8	50<Vd<60	0.5<D<1.2
						第三透镜	-15<R1<-5	-30<R1<-15	1.6<N<1.8	30<Vd<40	1<D<31 -->
第四透镜	150<R1<170	-25<R2<-5	1.6<N<1.8	20<Vd<30	5<D<7
						第五透镜	5<R1<10	-20<R2<-10	1.4<N<1.6	40<Vd<60	2<D<3
第六透镜	30<R1<40	4<R2<8	1.7<N<1.9	20<Vd<30	1<D<2
						第七透镜	4<R1<8	-25<R2<-5	1.5<N<1.6	50<Vd<70	2<D<3

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型光学系统采用球面设计，工艺性能好，材质成本低。系统由7片镜片组成，正负光焦度组合提高分辨率，镜片材料选用高折射、低色散的光学玻璃材料，通过计算机光学辅助设计和优化校正了光学镜头的各种像差和畸变，使镜头实现大视场、无畸变、高分辨率效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为本实用新型具体实施例中无畸变高分辨率大视角无人机镜头

光学系统的结构示意图；

图2所示为本实用新型具体实施例中光学系统的畸变曲线示意图；

图3所示为本实用新型具体实施例中光学系统的光学传递函数曲线示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参图1所示，无畸变高分辨率大视角无人机镜头光学系统包括沿光线入射方向依次设置的镜片组前组10和镜片组后组20，成像面为40，镜片组前组10和镜片组后组20之间设置有光阑30，镜片组前组10包括沿光线入射方向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，第一透镜11、第二透镜12和第三透镜13均为弯月型负透镜、第四透镜为双凸正透镜，镜片组后组20包括沿光线入射方向依次设置的第五透镜21、第六透镜22和第七透镜23，第五透镜21、第六透镜22和第七透镜23分别为双凸正透镜、弯月负透镜和双凸正透镜.

进一步地，通过现代光学透镜胶合工艺，将第六透镜22与第七透镜23胶合成一组胶合件透镜。第一透镜11与第二透镜12的间隔为1.5mm，第二透镜12和第三透镜13的间隔为4.5mm，第三透镜13与第四透镜14的间隔为0.1mm,第四透镜与光阑30的间隔为2.6mm，光阑30与第五透镜的间隔为1.7mm,第五透镜与胶合件透镜的间隔为1.6mm。

进一步地，第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13、第四透镜14、第五透镜21、第六透镜22和第七透镜23的曲率半径R₁和R₂、光学折射率N、阿贝系数V_d以及透镜厚度D沿光线入射方向依次满足：

	曲率半径R1	曲率半径R2	光学折射率N	阿贝系数Vd	透镜厚度D
						第一透镜	60<R1<70	4<R2<8	1.6<N<1.8	40<Vd<50	0.5<D<1.2
第二透镜	5<R1<20	4<R2<8	1.7<N<1.8	50<Vd<60	0.5<D<1.2
						第三透镜	-15<R1<-5	-30<R1<-15	1.6<N<1.8	30<Vd<40	1<D<3
第四透镜	150<R1<170	-25<R2<-5	1.6<N<1.8	20<Vd<30	5<D<7
						第五透镜	5<R1<10	-20<R2<-10	1.4<N<1.6	40<Vd<60	2<D<3
第六透镜	30<R1<40	4<R2<8	1.7<N<1.9	20<Vd<30	1<D<2
						第七透镜	4<R1<8	-25<R2<-5	1.5<N<1.6	50<Vd<70	2<D<3

采用上述光学系统的畸变曲线示意图参图2所示；采用上述光学系统的光学传递函数曲线示意图参图3所示。

综上所述，本实用新型无畸变高分辨率大视角无人机镜头光学系统具有95度可视视角，分辨率达到1200万像素，无畸变成像的性能。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (4)

1.一种无畸变高分辨率大视角无人机镜头光学系统，其特征在于，包括沿光线入射方向依次设置的镜片组前组和镜片组后组，所述镜片组前组和镜片组后组之间设置有光阑，所述镜片组前组包括沿光线入射方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜及第四透镜，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜分别为弯月型负透镜、弯月型负透镜、弯月型负透镜和双凸型正透镜，所述镜片组后组包括沿光线入射方向依次设置的第五透镜、第六透镜和第七透镜，所述第五透镜、第六透镜和第七透镜分别为双凸正透镜、弯月型负透镜和双凸正透镜。

2.根据权利要求1所述的无畸变高分辨率大视角无人机镜头光学系统，其特征在于：所述第六透镜与第七透镜胶合成一组胶合件透镜。

3.根据权利要求2所述的无畸变高分辨率大视角无人机镜头光学系统，其特征在于：所述第一透镜与第二透镜的间隔为1.5mm，所述第二透镜和第三透镜的间隔为4.5mm，所述第三透镜与第四透镜的间隔为0.1mm,第四透镜与光阑的间隔为2.6mm，所述光阑与第五片透镜间隔为1.7mm,第五片透镜与胶合件透镜的间隔为1.6mm。

4.根据权利要求1所述的无畸变高分辨率大视角无人机镜头光学系统，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、第六透镜和第七透镜的曲率半径R₁和R₂、光学折射率N、阿贝系数V_d以及透镜厚度D沿光线入射方向依次满足：

曲率半径R₁ 曲率半径R₂ 光学折射率N 阿贝系数V_d 透镜厚度D 第一透镜 60<R₁<70 4<R₂<8 1.6<N<1.8 40<V_d<50 0.5<D<1.2 第二透镜 5<R₁<20 4<R₂<8 1.7<N<1.8 50<V_d<60 0.5<D<1.2 第三透镜 -15<R₁<-5 -30<R₁<-15 1.6<N<1.8 30<V_d<40 1<D<3 第四透镜 150<R₁<170 -25<R₂<-5 1.6<N<1.8 20<V_d<30 5<D<7 第五透镜 5<R₁<10 -20<R₂<-10 1.4<N<1.6 40<V_d<60 2<D<3 第六透镜 30<R₁<40 4<R₂<8 1.7<N<1.9 20<V_d<30 1<D<2 第七透镜 4<R1<8 -25<R₂<-5 1.5<N<1.6 50<V_d<70 2<D<3

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