CN209858831U - 一种超高清低鬼影镜头及模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超高清低鬼影镜头及模组，包括由物侧至成像侧依次排列的第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片、第五镜片、第六镜片、第七镜片、第八镜片以及第九镜片组成；所述第五镜片和第六镜片之间设有光阑孔；所述第二镜片和第三镜片之间设有隔圈，所述第五镜片通过压圈固定在镜筒内，所述第七镜片和第八镜片之间设有隔圈，所述第八镜片和第九镜片之间设有隔圈；本实用新型一头装的结构设计简化了装配流程，同时也给后续拆解提供了方便；镜筒采用铝合金材料，既减轻了重量，又提高了镜头的强度；每个镜片表面镀上BBAR膜以减少反射光大光圈；光圈大可以增大通光量缩小景深利于夜景拍摄；镜头的畸变小能有效拍出最真实的照片。

Description

一种超高清低鬼影镜头及模组

技术领域

本实用新型涉及高清无人机拍摄技术领域，具体为一种超高清低鬼影镜头及模组。

背景技术

近年来，小型无人机航拍在各类电影电视类节目中的使用越来越频繁，各电影电视媒体对无人机的使用也越来越关注，导致无人机航拍市场迅速发展。目前来看，从高端的专业级航拍用无人机到非专业的普通小型无人机均有广泛的应用前景。但是，其拍摄出的航拍素材画面水平却良莠不齐。

通过不断进行总结和创新，从技术和艺术两个层面理解和使用无人机航拍的镜头语言，致力于拍摄出高质量的航拍素材。

目前市面上比较有竞争力的光学产品生产厂商主要有日本理光、中国台湾系光学厂等。但是其产品的光圈普遍较小，分辨率也仅为30万像素(VGA 水平)。因此，只是第一代光学镜头，在实际应用中的扩展性较弱，且稳定性较差，无法适用于高端的成像系统。并且，日本光学公司的产品成本较高，市场竞争的性价比较弱，而中国台湾系镜头品质稍差。

像素超过800万，光圈达到F/#＝2.8，并很好地控制了杂散光，完全满足无人机在各种条件下进行视频拍照。目前，镜头的设计已经通过客户的验收，并且产品已经开始量生产且已用于无人机航拍成像系统中，截止目前客户反馈良好。

传统技术的缺点：

1、镜头像素低，鬼影大；

2、镜头光圈较小，在暗光环境下拍摄出的画面质量很差，不适合全天候使用；

导致上述缺点的原因：

1、相机的镜头是由多枚镜片构成的，镜片则是采用玻璃或塑料等材料制造，如果不进行特殊处理，镜头表面会反射大约5％左右的入射光线。当强光进入镜头时，各枚镜片和相机内部会产生多次反射，从而在实际拍摄中我们所看到的现象便是鬼影；

2、将镜头做成大光圈受很多因数的制约，孔越大，成像清晰需要的镜片越复杂，且每种镜头结构都有其极限光圈，光圈越大的结构也越复杂，而复杂的结构又会带来很多负面影响。其中影响最大的有：①多次反射带来的损失，②装配精度的要求非常高。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、拍照清晰、镜头强度高、全天候使用、适用于无人机拍摄用的超高清低鬼影镜头及模组。

(二)技术方案

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种超高清低鬼影镜头及模组，包括镜筒、依次设置在镜筒内的若干镜片以及芯片保护玻璃：其特征在于，由物侧至成像侧依次排列的第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片、第五镜片、第六镜片、第七镜片、第八镜片以及第九镜片组成；所述第五镜片和第六镜片之间设有光阑孔；

第一镜片物面为球面，曲率半径为37.5585mm，第一镜片像面为球面，曲率半径为-11.8677mm，所述镜片1中心厚度为0.800mm；

第二镜片物面为球面，曲率半径为-746.6827mm,第二镜片像面为球面，曲率半径-15.5328mm，第二镜片物面到第一镜片像面中心顶点0.800mm，所述第二镜片中心厚度为3.6260mm；

第三镜片物面为球面，曲率半径-128.7697mm，第三镜片像面为球面，曲率半径为-12.0847，第三镜片物面到第二镜片像面中心顶点4.693mm，所述第三镜片中心厚度为3.6260mm；

第四镜片物面为球面，由于第四镜片物面与第三镜片像面间距为0，且表面曲率半径相同，因此曲率半径为-12.0847，第四镜片像面为球面，曲率半径26.3058mm，所述第四镜片中心厚度为4.693mm；

第五镜片物面为球面，曲率半径11.1302mm，第五镜片像面为球面，曲率半径31.4402mm，第五镜片物面到第四镜片像面中心顶点0.100mm，所述第五镜片中心厚度为0.9279mm；

光阑孔的表面为光阑孔面，其为虚拟面，光阑孔面距离第五镜片像面的中心顶点5.0932mm，光阑孔面距离第六镜片物面的中心顶点0.9279mm；

第六镜片物面为球面，曲率半径190.9031mm，第六镜片像面为球面，曲率半径为3.6111，所述第六镜片中心厚度为2.380mm；

第七镜片物面为球面，由于该面与第六镜片像面间距为0，且表面曲率半径相同，因此曲率半径为3.6111，第七镜片物面像面为球面，曲率半径 18.9312mm，所述第七镜片中心厚度为4.693mm；

第八镜片物面为凹面，第八镜片像面为凸面，第八镜片物面到第七镜片像面中心顶点2.3992mm；

第九镜片物面为凸面，第九镜片像面为凹面，第九镜片物面到第八镜片像面中心顶点0.100mm；

芯片保护玻璃的厚度为0.400000mm，芯片保护玻璃物面和像面均为平面，芯片保护玻璃物面到第九镜片像面中心顶点9.6484mm，芯片保护玻璃像面到镜头成像面的距离为0.400000mm。

在本实用新型的一个实施例中，所述镜筒是由铝合金材料制成。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一镜片的两端通过镜帽固定在镜筒内。

在本实用新型的一个实施例中，所述第二镜片和第三镜片之间设有隔圈，所述第五镜片通过压圈固定在镜筒内，所述第七镜片和第八镜片之间设有隔圈，所述第八镜片和第九镜片之间设有隔圈。

在本实用新型的一个实施例中，所述镜头的焦距为8.29mm，F/#＝2.8光圈。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片、第五镜片、第六镜片、第七镜片、第八镜片以及第九镜片表面均镀有BBAR膜。

(三)有益效果

通过上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型一头装的结构设计，简化了装配流程，同时也给后续拆解提供了方便；镜筒采用铝合金材料，既减轻了重量，又提高了镜头的强度；每个镜片表面镀上BBAR膜以减少反射光大光圈；大光圈，光圈大可以增大通光量缩小景深，使画面更明亮利于夜景拍摄；镜头的畸变小能有效拍出最真实的照片。

附图说明

图1为本实用新型安装结构示意图；

图2为本实用新型镜头光学原理示意图。

图中附图标记为：1、镜筒；2、镜帽；3、隔圈；4、压圈；10、第一镜片；11、第一镜片物面；12、第一镜片像面；20、第二镜片；21、第二镜片物面；22、第二镜片像面；30、第三镜片；31、第三镜片物面；32、第三镜片像面；40、第四镜片；41、第四镜片物面；42、第四镜片像面；50、第五镜片；51、第五镜片物面；52、第五镜片像面；60、第六镜片；61、第六镜片物面；62、第六镜片像面；70、第七镜片；71、第七镜片物面；72、第七镜片像面；80、第八镜片；81、第八镜片物面；82、第八镜片像面；90、第九镜片；91、第九镜片物面；92、第九镜片像面；100、光阑孔；110、芯片保护玻璃；111、芯片保护玻璃物面；112、芯片保护玻璃像面；120、镜头成像面。

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清楚、完整地描述，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。

如图1-2所示，本实用新型提供一种技术方案：一种超高清低鬼影镜头及模组，包括镜筒1、依次设置在镜筒1内的若干镜片以及芯片保护玻璃110：其特征在于，由物侧至成像侧依次排列的第一镜片10、第二镜片20、第三镜片30、第四镜片40、第五镜片50、第六镜片60、第七镜片70、第八镜片80 以及第九镜片90组成；第五镜片50和第六镜片06之间设有光阑孔100；第二镜片20和第三镜片30之间设有隔圈3，第五镜片50通过压圈4固定在镜筒1内，第七镜片70和第八镜片80之间设有隔圈3，第八镜片80和第九镜片90之间设有隔圈3；第一镜片10的两端通过镜帽2固定在镜筒1内；镜筒 1是由铝合金材料制成，具体为铝材AL6061，既减轻了重量，又提高了镜头的强度；第一镜片10、第二镜片20、第三镜片30、第四镜片40、第五镜片 50、第六镜片60、第七镜片70、第八镜片80以及第九镜片90表面均镀有BBAR 膜，BBAR膜以减少反射光；镜头的畸变小，能有效拍出最真实的照片；镜头的焦距为8.29mm，F/#＝2.8光圈，光圈大可以增大通光量，缩小景深，使画面更明亮，利于夜景拍摄；一头装的结构设计简化了装配流程，同时也给后续拆解提供了方便。

本实用新型通过光学设计软件模拟设计出的单片式镜头参数如下：

焦距8.29mm

光圈F/#＝2.8

相面尺寸φ12

表格1中列出了该设计的详细参数，第一行列举了该镜头的主要参数焦距f＝8.29mm，光圈F/#＝2.8，光学轨迹总长TTL＝38.69mm，相面尺寸为φ12。

表格1的标题栏中列出了：“表面”，“类型”，“曲率半径”，“厚度”，“折射率”和“阿贝系数”。镜片元件材料由折射率和阿贝系数来定义的。在表格1中，“折射率”列中的一个空白单元格表示其旁边的“厚度”单元格里的值是到下一个镜片表面顶点的距离。“折射率”列提供的是镜片材料在波长588nm时的折射率。

在表格1中，物面曲率半径为无穷大，即平面，距离下一表面(镜片1物面)中心顶点无穷远；

表面1为镜片1物面，该面为球面，曲率半径为37.5585mm，距离下一表面(镜片1像面)中心顶点0.800mm，即镜片1中心厚度为0.800mm，折射率为1.66672，阿贝系数48.42；

表面2为镜片1像面，该面为球面，曲率半径为-11.8677mm，距离下一表面(镜片2物面)3.6260mm；

表面3为镜片2物面，该面为球面，曲率半径为-746.6827mm,距离下一镜片表面(镜片2像面)中心顶点0.800，即镜片2中心厚度为0.800mm，折射率为1.52307，阿贝系数58.64；

表面4为镜片2像面，该面为球面，曲率半径-15.5328mm，距离下一表面(镜片2像面)中心顶点4.1123mm；

表面5为镜片3物面，该面为球面，曲率半径-128.7697mm，距离下一表面(镜片3像面)中心顶点0.600mm即镜片3中心厚度为0.600mm，折射率为 1.66672，阿贝系数48.42；

表面6为镜片3像面，由于该面与镜片4的物面间距为0且表面曲率半径相同，因此，表面6既为镜片3的像面亦为镜片4的物面，该面为球面，曲率半径为-12.0847，距离下一表面(镜片4像面)4.693mm，即镜片5的中心厚度为4.693mm，折射率1.75500，阿贝系数53.32；

表面7为镜片4像面，该面为球面，曲率半径26.3058mm，距离下一表面 (镜片5物面)中心顶点0.100mm；

表面8为镜片5物面，该面为球面，曲率半径11.1302mm，距离下一表面 (镜片5像面)的中心顶点1.840mm，即镜片5的中心厚度为1.840mm，折射率1.883，阿贝系数40.79；

表面9为镜片5像面，该面为球面，曲率半径31.4402mm，距离下一表面 (光阑孔)5.0932mm；

表面10为光阑孔面，光阑孔为虚拟面，厚度无穷小,距离下一镜片表面 (镜片6物面)中心顶点0.9279mm；

表面11为镜片6物面，该面为球面，曲率半径190.9031mm，距离下一表面(镜片6像面)的中心顶点2.380mm，即镜片6的中心厚度为2.380mm，折射率1.6968，阿贝系数55.53；

表面12为镜片6像面，由于该面与镜片7的物面间距为0且表面曲率半径相同，因此，表面12既为镜片6的像面亦为镜片7的物面，该面为球面，曲率半径为3.6111，距离下一表面(镜片7像面)0.400mm，即镜片7的中心厚度为0.400mm，折射率1.74077，阿贝系数27.76；

表面13为镜片7像面，该面为球面，曲率半径18.9312mm，距离下一表面(镜片5物面)中心顶点2.3992mm；

表面14为镜片8物面，该面为凹面，距离下一表面(镜片8像面)中心顶点2.680mm；

表面15为镜片8像面，该面为凸面，距离下一表面(镜片9物面)中心顶点0.100mm；

表面16为镜片9物面，该面为凸面，距离下一表面(镜片9像面)中心顶点2.701mm；

表面17为镜片9像面，该面为凹面，距离下一表面(芯片保护玻璃像面) 中心顶点9.6484mm；

表面18为芯片保护玻璃物面，该面为平面，曲率半径为无穷大，距离下一表面(芯片保护玻璃像面)的中心6顶点0.400000mm，即芯片保护玻璃的厚度为0.400000mm，折射率为1.516797，阿贝系数为62.212351；

表面19为镜头成像面。

该光学设计的分辨率通过E1机台来进行测定：

测试频率104Lp/mm

中心≥60

Φ12≥30

可支持800万像素的芯片。

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。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种超高清低鬼影镜头及模组，包括镜筒、依次设置在镜筒内的若干镜片以及芯片保护玻璃：其特征在于，由物侧至成像侧依次排列的第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片、第五镜片、第六镜片、第七镜片、第八镜片以及第九镜片组成；所述第五镜片和第六镜片之间设有光阑孔；

第一镜片物面为球面，曲率半径为37.5585mm，第一镜片像面为球面，曲率半径为-11.8677mm，所述镜片1中心厚度为0.800mm；

第二镜片物面为球面，曲率半径为-746.6827mm,第二镜片像面为球面，曲率半径-15.5328mm，第二镜片物面到第一镜片像面中心顶点0.800mm，所述第二镜片中心厚度为3.6260mm；

第三镜片物面为球面，曲率半径-128.7697mm，第三镜片像面为球面，曲率半径为-12.0847，第三镜片物面到第二镜片像面中心顶点4.693mm，所述第三镜片中心厚度为3.6260mm；

第四镜片物面为球面，由于第四镜片物面与第三镜片像面间距为0，且表面曲率半径相同，因此曲率半径为-12.0847，第四镜片像面为球面，曲率半径26.3058mm，所述第四镜片中心厚度为4.693mm；

第五镜片物面为球面，曲率半径11.1302mm，第五镜片像面为球面，曲率半径31.4402mm，第五镜片物面到第四镜片像面中心顶点0.100mm，所述第五镜片中心厚度为0.9279mm；

光阑孔的表面为光阑孔面，其为虚拟面，光阑孔面距离第五镜片像面的中心顶点5.0932mm，光阑孔面距离第六镜片物面的中心顶点0.9279mm；

第六镜片物面为球面，曲率半径190.9031mm，第六镜片像面为球面，曲率半径为3.6111，所述第六镜片中心厚度为2.380mm；

第七镜片物面为球面，由于该面与第六镜片像面间距为0，且表面曲率半径相同，因此曲率半径为3.6111，第七镜片物面像面为球面，曲率半径18.9312mm，所述第七镜片中心厚度为4.693mm；

第八镜片物面为凹面，第八镜片像面为凸面，第八镜片物面到第七镜片像面中心顶点2.3992mm；

第九镜片物面为凸面，第九镜片像面为凹面，第九镜片物面到第八镜片像面中心顶点0.100mm；

芯片保护玻璃的厚度为0.400000mm，芯片保护玻璃物面和像面均为平面，芯片保护玻璃物面到第九镜片像面中心顶点9.6484mm，芯片保护玻璃像面到镜头成像面的距离为0.400000mm。

2.根据权利要求1所述的一种超高清低鬼影镜头及模组，其特征在于：所述镜筒是由铝合金材料制成。

3.根据权利要求1所述的一种超高清低鬼影镜头及模组，其特征在于：所述第一镜片的两端通过镜帽固定在镜筒内。

4.根据权利要求1所述的一种超高清低鬼影镜头及模组，其特征在于：所述第二镜片和第三镜片之间设有隔圈，所述第五镜片通过压圈固定在镜筒内，所述第七镜片和第八镜片之间设有隔圈，所述第八镜片和第九镜片之间设有隔圈。

5.根据权利要求1所述的一种超高清低鬼影镜头及模组，其特征在于：所述镜头的焦距为8.29mm，F/#＝2.8光圈。

6.根据权利要求1所述的一种超高清低鬼影镜头及模组，其特征在于：所述第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片、第五镜片、第六镜片、第七镜片、第八镜片以及第九镜片表面均镀有BBAR膜。