CN111856731A

CN111856731A - 一种小型化高清稳定镜头

Info

Publication number: CN111856731A
Application number: CN202010807494.XA
Authority: CN
Inventors: 吴强华; 张福美; 汪晓旭
Original assignee: Jiangxi Telaisi Optical Co ltd
Current assignee: Jiangxi Telaisi Optical Co ltd
Priority date: 2020-08-12
Filing date: 2020-08-12
Publication date: 2020-10-30

Abstract

本发明公开了一种小型化高清稳定镜头，包括沿物侧到像侧的方向排列的第一透镜、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、第十透镜，第一透镜的焦距为f1，第二透镜的焦距为f2,所述用于无人机的大靶面小型化高清稳定镜头的整体焦距为f，f1/f的范围为‑1.36<f1/f<‑0.57，所述f2/f的范围为0.42<f2/f<1.53，本发明有效的减小了镜头的体积和镜头的各种像差，提高分辨率，生产成本低，生产周期短；便于携带；本专利具有抗环境温度变化能力强、大靶面、小型化和高分辨率的特点。

Description

一种小型化高清稳定镜头

技术领域

本发明涉及一种小型化高清稳定镜头。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。

目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途；

随着社会科技的发展，无人机应用的场所环境也越来越苛刻，对无人机的要求越来越高，比如具有强耐酸耐碱性、耐高低温良好，高分辨率，小型化，便于携带和大芯片靶面等等。现有的无人机的镜头具有焦距偏小、光圈偏小的缺点，因此现有的无人机的镜头视场角偏小，光通量小，可匹配的芯片靶面不够大。

发明内容

本发明的目的是克服现有产品中的不足，提供一种小型化高清稳定镜头。

为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种小型化高清稳定镜头，包括沿物侧到像侧的方向排列的第一透镜、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、第十透镜，所述第一透镜为光焦度为负的双凹透镜，所述第二透镜为光焦度为正的双凸透镜，所述第三透镜为光焦度为负的双凹透镜，所述第四透镜为光焦度为正且凸面朝向物侧的凹凸透镜，所述第五透镜为光焦度为正的双凸透镜，所述第六透镜为光焦度为负且凹面朝向物侧的凹凸透镜，所述第七透镜为光焦度为负且凸面朝向像侧的弯月形透镜，所述第八透镜为光焦度为负的双凹透镜，所述第九透镜为光焦度为正的双凸透镜，所述第十透镜为光焦度为负且凹面朝向物侧的凹凸透镜，所述第一透镜的焦距为f1，第二透镜的焦距为f2,所述用于无人机的大靶面小型化高清稳定镜头的整体焦距为f，所述f1/f的范围为-1.36<f1/f<-0.57，所述f2/f的范围为0.42<f2/f<1.53，所述第四透镜、第七透镜、第十透镜都为塑胶非球面透镜。

作为优选，第三透镜的折射率为nd3，所述nd3的范围为1.51≤nd3≤1.77。

作为优选，第五透镜的折射率为nd5，所述nd5的范围为nd5>1.85。

作为优选，第二透镜和第三透镜为一组胶合透镜。

作为优选，第五透镜和第六透镜为一组胶合透镜。

作为优选，第八透镜和第九透镜为一组胶合透镜。

作为优选，还包括光阑装置ST，所述光阑装置ST位于第六透镜和第七透镜之间。

本发明的有益效果如下：本发明通过合理的使用双胶合透镜及限定每个透镜的光焦度，同时采用玻璃和塑混合技术，有效的减小了镜头的体积和镜头的各种像差，提高分辨率，生产成本低，生产周期短；使用塑胶镜片能有效减小镜头的重量，便于携带；通过调节光阑的大小改变光圈的大小，从而调节画面的亮度，本专利具有抗环境温度变化能力强、大靶面、小型化和高分辨率的特点，以提高现有的技术和满足社会市场的需求，本发明焦距长，视场角大，光圈大。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为20摄氏度时MTF解析图；

图3为镜头CRA出射角度图；

图4为场曲图；

图5为零下20摄氏度时解析图；

图6为零上60摄氏度时解析图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的技术方案作进一步说明：

如图1所示，一种小型化高清稳定镜头，包括沿物侧到像侧的方向排列的第一透镜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8、第八透镜9、第九透镜10、第十透镜11，所述第一透镜1为光焦度为负的双凹透镜，所述第二透镜2为光焦度为正的双凸透镜，所述第三透镜3为光焦度为负的双凹透镜，所述第四透镜4为光焦度为正且凸面朝向物侧的凹凸透镜，所述第五透镜5为光焦度为正的双凸透镜，所述第六透镜6为光焦度为负且凹面朝向物侧的凹凸透镜，所述第七透镜8为光焦度为负且凸面朝向像侧的弯月形透镜，所述第八透镜9为光焦度为负的双凹透镜，所述第九透镜10为光焦度为正的双凸透镜，所述第十透镜11为光焦度为负且凹面朝向物侧的凹凸透镜，所述第一透镜1的焦距为f1，第二透镜2的焦距为f2,所述用于无人机的大靶面小型化高清稳定镜头的整体焦距为f，所述f1/f的范围为-1.36<f1/f<-0.57，所述f2/f的范围为0.42<f2/f<1.53，所述第四透镜4、第七透镜8、第十透镜11都为塑胶非球面透镜。

如图1所示，第三透镜3的折射率为nd3，所述nd3的范围为1.51≤nd3≤1.77，第五透镜5的折射率为nd5，所述nd5的范围为nd5>1.85，第二透镜2和第三透镜3为一组胶合透镜，第五透镜5和第六透镜6为一组胶合透镜，第八透镜9和第九透镜10为一组胶合透镜，本发明还包括光阑装置ST7，所述光阑装置ST7位于第六透镜6和第七透镜8之间。

在本实施例中，大靶面小型化高清稳定镜头的基本参数如下：

光学系统FOV 72度，镜头总焦距为17.8mm,定焦镜头的各个透镜满足表1所列的条件，其中Surf为表面编号，Type为表面类型，Radius为曲率半径，Thickness为透镜厚度，Index为折射率，ABB为色散系数，EFL-E为焦距。

透镜组的各项参数依次列于表1中：

表1

Surf1、Surf2对应为第一透镜1的两个表面，Surf3、Surf4对应为第二透镜2的两个表面，Surf5、Surf6对应为第三透镜3的两个表面，Surf7、Surf8对应为第四透镜4的两个表面，Surf9、Surf10对应为第五透镜5的两个表面，Surf11、Surf12对应为第六透镜6的两个表面，Surf13、Surf14对应为第七透镜8的两个表面，Surf15、Surf16对应为第八透镜9的两个表面，Surf17、Surf18对应为第九透镜10的两个表面，Surf19、Surf20对应为第十个透镜11的两个表面，SurfSTO为光阑装置ST表面。

其中第四透镜、第七透镜和第十透镜为塑胶非球面透镜，非球面数据如下表2：

表2

由表1可得：f1/f＝-0.8161，F2/f＝0.6552，Nd3＝1.68893，Nd5＝1.883001，均满足要求。

如图2所示，为实施例20摄氏度时的MTF(Modulation Transfer Function，调制传递函数)解析图，该MTF值图基于表1中参数，光学镜头最看重的分辨率等品质的测量，定义MTF值必定大于0，且小于1，在本技术领域MTF值越高，说明镜头的性能越优异，即分辨率高；其变量为空间频率，空间频率即以一个mm的范围内能呈现出多少条线来度量，其单位以lp/mm来表示；固定高频(如160lp/mm)曲线代表镜头分辨率特性，这条曲线越高，镜头分辨率越高，纵坐标是MTF值。横坐标为空间频率。另外，在偏离像场中心的位置，由沿切线方向的线条与沿径向方向的线条的正弦光栅所测得的MTF值是不同的。将平行于直径的线条产生的MTF曲线称为弧矢曲线，标为S(Sagittal)，而将平行于切线的线条产生的MTF曲线称为子午曲线，标为T(Meridional)。如此一来，MTF曲线一般有两条，即S曲线和T曲线，图2中有多组以空间频率为横坐标时MTF变化曲线，反映出本透镜系统具有较高解像力，光学性能较目前主流光学系统有极大地提升。如图5、图6所示，可以看出本发明在零下20摄氏度和零上60摄氏度时依次具有较高解像力，光学性能较目前主流光学系统有极大地提升。

图3为光学镜头对应的主光线角度图，也就是镜头CRA出射角度图，横坐标为镜头的视场角，最左侧为镜头的中心，最右侧为镜头的最大视场角。最高视场角对于的CRA约为16.5度，小于20度，与芯片有很好的匹配，提高成像质量。

图4为透镜系统可见光部分对应的场曲图，图中曲线越接近y轴，场曲越小。如图4所示，其中场曲控制在-0.2％～0.2％范围以内。

本发明通过合理的使用双胶合透镜及限定每个透镜的光焦度，同时采用玻璃和塑混合技术，有效的减小了镜头的体积和镜头的各种像差，提高分辨率，生产成本低，生产周期短；使用塑胶镜片能有效减小镜头的重量，便于携带；通过调节光阑的大小改变光圈的大小，从而调节画面的亮度，本专利具有抗环境温度变化能力强、大靶面、小型化和高分辨率的特点，以提高现有的技术和满足社会市场的需求，本发明焦距长，视场角大，光圈大。

需要注意的是，以上列举的仅是本发明的一种具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形，总之，本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims

1.一种小型化高清稳定镜头，其特征在于，包括沿物侧到像侧的方向排列的第一透镜(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(8)、第八透镜(9)、第九透镜(10)、第十透镜(11)，所述第一透镜(1)为光焦度为负的双凹透镜，所述第二透镜(2)为光焦度为正的双凸透镜，所述第三透镜(3)为光焦度为负的双凹透镜，所述第四透镜(4)为光焦度为正且凸面朝向物侧的凹凸透镜，所述第五透镜(5)为光焦度为正的双凸透镜，所述第六透镜(6)为光焦度为负且凹面朝向物侧的凹凸透镜，所述第七透镜(8)为光焦度为负且凸面朝向像侧的弯月形透镜，所述第八透镜(9)为光焦度为负的双凹透镜，所述第九透镜(10)为光焦度为正的双凸透镜，所述第十透镜(11)为光焦度为负且凹面朝向物侧的凹凸透镜，所述第一透镜(1)的焦距为f1，第二透镜(2)的焦距为f2,所述用于无人机的大靶面小型化高清稳定镜头的整体焦距为f，所述f1/f的范围为-1.36<f1/f<-0.57，所述f2/f的范围为0.42<f2/f<1.53，所述第四透镜(4)、第七透镜(8)、第十透镜(11)都为塑胶非球面透镜。

2.根据权利要求1所述一种小型化高清稳定镜头，其特征在于，所述第三透镜(3)的折射率为nd3，所述nd3的范围为1.51≤nd3≤1.77。

3.根据权利要求1所述一种小型化高清稳定镜头，其特征在于，所述第五透镜(5)的折射率为nd5，所述nd5的范围为nd5>1.85。

4.根据权利要求1所述一种小型化高清稳定镜头，其特征在于，所述第二透镜(2)和第三透镜(3)为一组胶合透镜。

5.根据权利要求1所述一种小型化高清稳定镜头，其特征在于，所述第五透镜(5)和第六透镜(6)为一组胶合透镜。

6.根据权利要求1所述一种小型化高清稳定镜头，其特征在于，所述第八透镜(9)和第九透镜(10)为一组胶合透镜。

7.根据权利要求1所述一种小型化高清稳定镜头，其特征在于，还包括光阑装置ST(7)，所述光阑装置ST(7)位于第六透镜(6)和第七透镜(8)之间。