CN209514185U - 一种镜头、无人机及无人机摄像系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种镜头、无人机及无人机摄像系统，涉及无人机拍摄领域。一种镜头，包括：镜筒和至少一个与镜筒叠层的转动镜头组件，转动镜头组件包括一个转动镜头、一个转动件和一个保护层；镜筒的横截面设置有一个第一镜片，镜筒的一侧与转动件的一端固定连接，转动镜头的一侧设有通孔，通过通孔套设在转动件上，转动件的另一端与保护层的一侧固定连接，转动镜头包括第二镜片和镜框，第二镜片倾斜安设在镜框内。其中，转动镜头组件中转动镜头套设在转动件的转动部分，保护层与转动件固定设置，转动镜头能以转动件为轴旋转收放，收放的设计减少了整个镜头的体积，转动镜头中倾斜的镜片还可以使镜头同时拍摄多角度的画面，减少镜头的工作时间和工作量。

Description

一种镜头、无人机及无人机摄像系统

技术领域

本实用新型涉及无人机摄像技术领域，具体而言，涉及一种镜头、无人机及无人机摄像系统。

背景技术

随着无人机技术的普及，无人机航拍摄影成为目前比较常见的摄影方式，相比传统摄影，无人机航拍影像具有高清晰、大比例尺、小面积、高现势性的优点，由于无人机的这些优点，所以无人机摄影在广告摄影、城市规划与市政管理、农业作业以及勘探测绘等领域有广泛的应用。

现有技术中，在测绘领域所要采集的数据是需要倾斜的镜头和多镜头配合才能完成，目前是通过两镜头摇摆式、三镜头和五镜头等航拍相机搭载在大中型无人机上来实现。

但是，现有技术中，多镜头摄像头由于镜头数量多，所以体积和质量都比较大，所以只能安装在大中型无人机上，导致外出携带不方便，电池续航也不佳。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种镜头及无人机摄像系统，能够解决现有的多镜头占据体积较大，且续航能力不佳的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种镜头，包括：

镜筒和至少一个与所述镜筒叠层的转动镜头组件，所述转动镜头组件包括一个转动镜头、一个转动件和一个保护层。

所述镜筒的横截面设置有一个第一镜片，所述镜筒的一侧与所述转动件的一端固定连接，所述转动镜头的一侧设有通孔，通过所述通孔套设在所述转动件上，所述转动件的另一端与所述保护层的一侧固定连接，所述转动镜头包括第二镜片和镜框，所述第二镜片倾斜安设在所述镜框内。

一种实施方式中，所述第二镜片的中心线与所述镜筒的轴线之间的角度呈75度。

一种实施方式中，转动镜头组件包括多个，多个转动镜头组件中的转动镜头沿镜筒的外径均匀分布。

一种实施方式中，所述转动件为滚轴。

一种实施方式中，所述第二镜片厚度小于所述镜框厚度，且所述镜框厚度大于所述保护层的厚度。

一种实施方式中，所述镜筒和所述转动镜头的成像比例至少为1：500。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种无人机摄像系统，包括：无人机控制器、摄像机、第一信号连接器、遥控手柄和如第一方面所述的镜头，所述镜头安装在所述摄像机上，所述遥控手柄上设置有第二信号连接，所述第一信号连接器与所述第二信号连接器通过无线通信连接。

所述无人机控制器分别与所述摄像机、第一信号连接器和所述镜头电连接，用于控制所述镜头中的转动镜头进行转动来采集影像数据，并通过第一信号连接器将所采集的影像数据发送到所述遥控手柄上。

一种实施方式中，所述无人机控制手柄包括转动镜头控制装置，所述转动镜头控制装置用于控制对转动镜头的转动。

第三方面，本实用新型实施例还提供了一种无人机，包括第二方面所述的无人机摄像系统。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型实施例提供的一种镜头及无人机摄像系统，包括：镜筒和至少一个与所述镜筒叠层的转动镜头组件，其中，转动镜头组件中转动镜头套设在转动件的转动部分，保护层与转动件固定设置，则转动镜头可以以转动件为轴旋转收放于保护层下方，也可以展开在镜筒的周围，由于这种多个镜头进行可收放式设计，所以镜头体积较小，方便携带，无需大型无人机，小型无人机即可安装使用，可以减小耗电量，增大续航能力。此外，转动镜头中的镜片为倾斜设置，可以用于倾斜的拍摄，当镜筒和多个转动镜头同时拍摄时，相同的飞行距离，可以拍摄的画面却是单一摄像头的好几倍。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的镜头正视图；

图2为本实用新型实施例提供的转动镜头的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的另一种镜头的正视图；

图4为本实用新型实施例提供的另一种镜头的俯视图；

图5为本实用新型实施例提供的无人机摄像系统的结构示意图。

图标：10-无人机控制器；11-第一信号连接器；20-遥控手柄；21-第二信号连接器；30-转动镜头组件；31-转动镜头；32- 转动件；33-保护层；34-镜框；35-第二镜片；40-第一镜片；50- 镜筒；60-摄像机。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

第一实施例：

如图1、图2所示，本实用新型实施例提供一种镜头，包括：镜筒50和至少一个与镜筒50叠层的转动镜头组件30，转动镜头组件30包括一个转动镜头31、一个转动件32和一个保护层 33。

镜筒50的横截面设置有一个第一镜片40，镜筒50的一侧与转动件32的一端固定连接，转动镜头31的一侧设有通孔(图中未示出)，通过通孔套设在所述转动件32上，转动件32的另一端与保护层33的一侧固定连接，转动镜头31包括第二镜片 35和镜框34，第二镜片35倾斜安设在镜框34内。

下面以镜头的一个具体实施例进行介绍，如图3、图4所示，该镜头包括镜筒50和4个与该镜筒50叠层的转动镜头组件30。其中，4个转动镜头组件30中，转动镜头31的直径和保护层 33的直径相同，保护层33和转动件32固定连接，转动镜头31 套设在转动件32的可转动部分，则转动镜头31可以以转动件 32为轴进行旋转，且镜筒50与最下层的保护层33固定于转动件32的两侧，当多个转动镜头31旋转至保护层33外侧时，则镜筒50和4个转动镜头组件30全部工作，此时，一次性可以拍摄五个不同角度的画面，相比单镜头，多镜头的无人机一次飞行拍摄的画面要多余单镜头无人机拍摄的画面，从而大大减少了拍摄多画面时无人机飞行的距离和时间。此外，当转动镜头31旋转至保护层33下方时，即转动镜头31可以转动收进保护层33内，此时，转动镜头31停止工作，保护层33的设置可以保护镜片，而转动镜头31可以转动收进保护层33，使得整个多镜头的体积较小，从而可以适用于各个类型的小型无人机。

具体地，如图2所示，上述转动镜头31的第二镜片35为倾斜设置，转动镜头31在工作时，可拍摄倾斜图像，使得多个转动镜头31即可拍摄多个角度的画面。特别是在航拍测绘时，一次飞行可获取多个角度的图像信息，并且方便灵活。

可选地，为了使整个镜头的质量更低，第一镜片40和第二镜片35的材料可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate，PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate， PMMA)和聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)等轻型材料。

可选地，镜头是一个精密的光学器件，但又不可避免受到震动或冲击，这就要求做镜筒50的材料要有足够的强度，所以镜筒50、保护层33和镜框34的材料可以为黄铜、不锈钢和铝镁合金等轻型金属材料，或者相同类型的塑料材料。

本实用新型实施例提供的一种镜头，包括：镜筒和至少一个与所述镜筒叠层的转动镜头组件，其中，转动镜头组件中转动镜头套设在转动件的转动部分，保护层与转动件固定设置，则转动镜头可以以转动件为轴旋转收放于保护层下方，也可以展开在镜筒的周围，由于这种多个镜头进行可收放式设计，所以镜头体积较小，方便携带，无需大型无人机，小型无人机即可安装使用，可以减小耗电量，增大续航能力。此外，转动镜头中的镜片为倾斜设置，可以用于倾斜的拍摄，当镜筒和多个转动镜头同时拍摄时，相同的飞行距离，可以拍摄的画面却是单一摄像头的好几倍。

一种实施方式中，第二镜片35的中心线与镜筒50的轴线之间的角度呈75度。

需要说明的是，常规第二镜片35与镜筒50轴线为90度，由于第二镜片35的倾斜设置，所以第二镜片35的角度要小于 90度。但是如果第二镜片35与镜筒50轴线的角度太小，则不易安设第二镜片35在镜框34上；如果第二镜片35与镜筒50 轴线角度太大，则起不到倾斜角度的作用，所以此处采用75度角，使其易于安设并且可以倾斜拍摄。

一种实施方式中，转动镜头组件30包括多个，多个转动镜头组件30中的转动镜头31沿镜筒50的外径均匀分布。

需要说明的是，当多个转动镜头组件30为四个时，转动件 32也为四个，从俯视图看四个转动镜头31均匀在镜筒50外径上，转动镜头31间的夹角为90度，即转动件32从俯视图看也均匀分布在镜筒50外径；若转动镜头31为三个，则转动镜头 31之间的夹角为120度。这样的设计可以最大化利用镜筒50外径来安设所需的转动镜头组件30的数量。

一种实施方式中，转动件32为滚轴。

需要说明的是，保护层33和镜筒50固定设置在滚轴上，转动镜头31套设在滚轴的转动部分。其他转动件32还有齿轮和轴承等，相比于齿轮，滚轴的优点是：摩擦小，功率消耗小，机械效率高，易启动，并且使用寿命长；相比于轴承，滚轴的优点是：易于安设，且可以用于小器件的转动连接。

一种实施方式中，第二镜片35厚度小于所述镜框34厚度，且镜框34厚度大于保护层33的厚度。

需要说明的是，第二镜片35由于要倾斜安设在镜框34内，所以镜框34厚度需要大于第二镜片35厚度，否则第二镜片35 会直接裸露在外面，并且不能稳定的安设；保护层33的作用为保护第二镜片35在非工作状态时不受到损伤，并且避免相邻的转动镜头31的镜片的接触，此外由于在拍摄时最好保证镜筒50 和多个转动镜头组件30在同一个平面上，所以保护层33的厚度要尽可能的小，且要小于镜框34厚度。

一种实施方式中，镜筒50和所述转动镜头31的成像比例至少为1：500。

需要说明是的是，要保证飞行航拍时的镜头所采集的影像数据要有较高的分辨率，才能使得拍摄的画面可利用，所以镜筒50和转动镜头组件30的成像比例至少为1：500，此外，在测绘时，需要保证镜筒50和转动镜头组件30的成像比例相同，从而方便之后的三维建模和作图。

第二实施例

如图5所示，本实用新型还提供了一种无人机摄像系统，包括：无人机控制器10、摄像机60、第一信号连接器11、遥控手柄20和如第一实施例任一项所述的镜头，镜头安装在摄像机 60上，遥控手柄20上设置有第二信号连接器21，第一信号连接器11与第二信号连接器21通过无线通信连接。

无人机控制器10分别与所述摄像机60、第一信号连接器 11和镜头电连接，用于控制镜头中的转动镜头31进行转动来采集影像数据，并通过第一信号连接器11将所采集的影像数据发送到第二信号连接器21上。

需要说明是的，遥控手柄20的第二信号连接器21将操作人员的对镜头的操作指令发送给无人机控制器10的第一信号连接器11，第一信号连接器11再将接收到的操作指令发送给无人机控制器10，无人机控制器10再将接收到的操作指令发送给转动镜头组件30的转动件32或者转动镜头31。其中，发送给转动件32的操作指令为调整转动件32带动转动镜头31收放的指令；发送给转动镜头31的指令为调整转动镜头31焦距和光圈等拍摄参数的指令。

可选的，遥控手柄20还可以为手机，通过在手机上安装可以控制无人机的手机软件(Appcation，App)，再将手机与第一信号连接器连接，即可同样用手机来控制无人机摄像系统。

一种实施方式中，遥控手柄20包括显示屏幕，显示屏幕用于显示影像数据。

需要说明的是，遥控手柄20上安设的显示屏幕对应显示镜筒50和转动镜头31拍摄的画面。无人机操作员可以通过观察显示屏幕的画面来调节无人机的飞行高度、速度和方向或者调节无人机摄像系统来达到所需的画面。此外，遥控手柄20的显示屏幕还可以显示无人机摄像系统的每个镜头的光圈、感光度 (photosensibility，ISO)值和焦距等参数以及无人机的飞行距离、电池电量和飞行路径等参数，进而方便操作员对无人机的控制。

一种实施方式中，遥控手柄20包括镜头调节装置，镜头调节装置用于控制对转动镜头31的转动和对镜筒50及转动镜头 31参数的调整。

需要说明的是，可以通过遥控手柄20的调节装置来控制转动镜头31的收放，此外遥控手柄20的调节装置还可以调节镜头以及转动镜头31的光圈、ISO值和焦距等参数，即使在飞行过程中，也可以对转动镜头31以及镜头参数进行调整，进而减少操作员的操作时间，更快捷的完成工作。

第三实施例

本实用新型还提供一种无人机，包括第二实施例的无人摄像头系统。至少具有第二实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种镜头，其特征在于，包括:镜筒和至少一个与所述镜筒叠层的转动镜头组件，所述转动镜头组件包括一个转动镜头、一个转动件和一个保护层；

所述镜筒的横截面设置有一个第一镜片，所述镜筒的一侧与所述转动件的一端固定连接，所述转动镜头的一侧设有通孔，通过所述通孔套设在所述转动件上，所述转动件的另一端与所述保护层的一侧固定连接，所述转动镜头包括第二镜片和镜框，所述第二镜片倾斜安设在所述镜框内。

2.根据权利要求1所述的一种镜头，其特征在于，所述第二镜片的中心线与所述镜筒的轴线之间的角度呈75度。

3.根据权利要求1所述的一种镜头，其特征在于，所述转动镜头组件包括多个，多个所述转动镜头组件中的转动镜头沿所述镜筒的外径均匀分布。

4.根据权利要求1所述的一种镜头，其特征在于，所述转动件为滚轴。

5.根据权利要求1所述的一种镜头，其特征在于，所述第二镜片厚度小于所述镜框厚度，且所述镜框厚度大于所述保护层的厚度。

6.根据权利要求1所述的一种镜头，其特征在于，所述镜筒和所述转动镜头的成像比例至少为1：500。

7.一种无人机摄像系统，其特征在于，包括：无人机控制器、摄像机、第一信号连接器、遥控手柄和如权利要求1-6任一项所述的镜头，所述镜头安装在所述摄像机上，所述遥控手柄上设置有第二信号连接，所述第一信号连接器与所述第二信号连接器通过无线通信连接；

所述无人机控制器分别与所述摄像机、第一信号连接器和所述镜头电连接，用于控制所述镜头中的转动镜头进行转动来采集影像数据，并通过第一信号连接器将所采集的影像数据发送到所述遥控手柄上。

8.根据权利要求7所述的一种无人机摄像系统，其特征在于，所述无人机控制手柄包括显示屏幕，所述显示屏幕用于显示所述影像数据。

9.根据权利要求8所述的一种无人机摄像系统，其特征在于，所述无人机控制手柄包括转动镜头控制装置，所述转动镜头控制装置用于控制对转动镜头的转动。

10.一种无人机，其特征在于，包括如权利要求7-9任一项所述的无人机摄像系统。