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CN113568146B - 一种无人机成像镜头 - Google Patents

一种无人机成像镜头 Download PDF

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CN113568146B
CN113568146B CN202110878440.7A CN202110878440A CN113568146B CN 113568146 B CN113568146 B CN 113568146B CN 202110878440 A CN202110878440 A CN 202110878440A CN 113568146 B CN113568146 B CN 113568146B
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Xiamen Leading Optics Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种无人机成像镜头，从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第九透镜，所述第一透镜具负屈光率，所述第二透镜具负屈光率，所述第三透镜具负屈光率，所述第四透镜具正屈光率，所述第五透镜具正屈光率，所述第六透镜具负屈光率，所述第七透镜具正屈光率，所述第八透镜具正屈光率，所述第九透镜具负屈光率，该成像镜头具有屈光率的透镜只有上述九片。本发明成像镜头总长短、重量轻、温漂量小、色彩还原度好，有效杜绝了蓝紫边现象、同时减弱了鬼影的能量，成像质量高。

Description

一种无人机成像镜头
技术领域
本发明涉及光学技术领域，具体而言，涉及一种无人机成像镜头。
背景技术
近年来，无人机行业迅猛发展，无人机通常用来航拍、侦探、监视、通信、反潜、电子干扰等场合，因此无人机成为了民用、军事等行业的重要工具。
现有无人机成像镜头存在以下问题：在强光源环境下一般都存在鬼影，影响成像效果；会出现蓝紫边现象；结构冗长，质量大；镜头温漂量大，当温度扰动过大时，影响成像质量。
鉴于此，本申请发明人发明了一种无人机成像镜头。
发明内容
本发明的目的在于提供一种总长短、重量轻、成像质量高的无人机成像镜头。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种无人机成像镜头，从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第九透镜，所述第一透镜至第九透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；
所述第一透镜具有负屈光率，所述第一透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；
所述第二透镜具有负屈光率，所述第二透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；
所述第三透镜具有负屈光率，所述第三透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；
所述第四透镜具有正屈光率，所述第四透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；
所述第五透镜具有正屈光率，所述第五透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；
所述第六透镜具有负屈光率，所述第六透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面；
所述第七透镜具有正屈光率，所述第七透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；
所述第八透镜具有正屈光率，所述第八透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；
所述第九透镜具有负屈光率，所述第九透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面；
该成像镜头具有屈光率的透镜只有上述九片。
进一步地，所述第一透镜至第九透镜的焦距满足：
-20<f1<-18，-32<f2<-31，-31<f3<-30，8<f4<9，
10<f5<11，-17<f6<-15，39<f7<41，10<f8<11，-8<f9<-7，
其中，f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、f8、f9分别为第一透镜、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、第九透镜的焦距。
进一步地，所述第一透镜至第九透镜的焦距与镜头焦距的比值的绝对值满足：
1.9<|(f1/f)|<2.1，3.3<|(f2/f)|<3.4，3.1<|(f3/f)|<3.3，
0.9<|(f4/f)|<1，1<|(f5/f)|<1.1，1.6<|(f6/f)|<1.7，
4.1<|(f7/f)|<4.3，1.1<|(f8/f)|<1.2，0.7<|(f9/f)|<0.8，
其中，f为镜头的焦距，f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、f8、f9分别为第一透镜、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、第九透镜的焦距。
进一步地，所述第三透镜的像侧面与所述第四透镜的物侧面相互胶合，且第三透镜与第四透镜的色散系数的差值大于17。
进一步地，所述第一透镜、第三透镜、第四透镜、第六透镜、第七透镜均为玻璃球面透镜，所述第二透镜2、第五透镜5、第八透镜8、第九透镜9均为玻璃非球面透镜。
进一步地，所述第七透镜采用折射率温度系数为负值的材料，且所述第七透镜为正透镜。
进一步地，所述第五透镜物侧面的R值大于24，所述第七透镜像侧面的R值大于17，所述第九透镜像侧面的R值的绝对值大于18。
进一步地，该成像镜头满足：TTL＝31mm，其中，TTL为该镜头的光学总长。
进一步地，还包括光阑，所述光阑位于所述第四透镜与第五透镜之间。
采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：
1、本发明成像镜头总长短、质量轻，结构紧凑,实用性强；
2、本发明成像镜头采用无热化设计，温漂量小，可以很好保持各种温度环境下的工作状态；
3、本发明成像镜头的CRA为30°，与sensor相匹配，色彩还原度好，照度均匀；
4、本发明成像镜头经过复消色差设计，很好的优化了色差，杜绝了蓝紫边现象；
5、本发明成像镜头通过控制镜片的R值，很好的减弱了鬼影的能量。
附图说明
图1为本发明实施例1成像镜头的光路图；
图2为本发明实施例1成像镜头的MTF曲线图；
图3为本发明实施例1成像镜头的离焦曲线图；
图4为本发明实施例1成像镜头的横向色差图；
图5为本发明实施例1成像镜头的像差特性曲线图；
图6为本发明实施例1成像镜头的场曲/畸变图；
图7为本发明实施例2成像镜头的光路图；
图8为本发明实施例2成像镜头的MTF曲线图；
图9为本发明实施例2成像镜头的离焦曲线图；
图10为本发明实施例2成像镜头的横向色差图；
图11为本发明实施例2成像镜头的像差特性曲线图；
图12为本发明实施例2成像镜头的场曲/畸变图；
图13为本发明实施例3成像镜头的光路图；
图14为本发明实施例3成像镜头的MTF曲线图；
图15为本发明实施例3成像镜头的离焦曲线图；
图16为本发明实施例3成像镜头的横向色差图；
图17为本发明实施例3成像镜头的像差特性曲线图；
图18为本发明实施例3成像镜头的场曲/畸变图；
图19为本发明实施例4成像镜头的光路图；
图20为本发明实施例4成像镜头的MTF曲线图；
图21为本发明实施例4成像镜头的离焦曲线图；
图22为本发明实施例4成像镜头的横向色差图；
图23为本发明实施例4成像镜头的像差特性曲线图；
图24为本发明实施例4成像镜头的场曲/畸变图。
附图标记说明：
1-第一透镜，2-第二透镜，3-第三透镜，4-第四透镜，5-第五透镜，6-第六透镜，7-第七透镜，8-第八透镜，9-第九透镜，10-光阑，11-保护玻璃。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明中需要说明的是，术语“上”“下”“左”“右”“竖直”“水平”“内”“外”等均为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示本发明的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。
这里所说的「一透镜具有正屈光率(或负屈光率)」，是指所述透镜以高斯光学理论计算出来的近轴屈光率为正(或为负)。所说的「透镜的物侧面(或像侧面)」定义为成像光线通过透镜表面的特定范围。透镜的面形凹凸判断可依该领域中通常知识者的判断方式，即通过曲率半径(简写为R值)的正负号来判断透镜面形的凹凸。R值可常见被使用于光学设计软件中，例如Zemax或CodeV。R值亦常见于光学设计软件的透镜资料表(lens data sheet)中。以物侧面来说，当R值为正时，判定为物侧面为凸面；当R值为负时，判定物侧面为凹面。反之，以像侧面来说，当R值为正时，判定像侧面为凹面；当R值为负时，判定像侧面为凸面。
本发明公开了一种无人机成像镜头，从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜1至第九透镜9，所述第一透镜1至第九透镜9各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；
所述第一透镜1具有负屈光率，所述第一透镜1的物侧面为凸面，像侧面为凹面；
所述第二透镜2具有负屈光率，所述第二透镜2的物侧面为凸面，像侧面为凹面；
所述第三透镜3具有负屈光率，所述第三透镜3的物侧面为凸面，像侧面为凹面；
所述第四透镜4具有正屈光率，所述第四透镜4的物侧面为凸面，像侧面为凸面；
所述第五透镜5具有正屈光率，所述第五透镜5的物侧面为凸面，像侧面为凸面；
所述第六透镜6具有负屈光率，所述第六透镜6的物侧面为凹面，像侧面为凸面；
所述第七透镜7具有正屈光率，所述第七透镜7的物侧面为凸面，像侧面为凹面；
所述第八透镜8具有正屈光率，所述第八透镜8的物侧面为凸面，像侧面为凸面；
所述第九透镜9具有负屈光率，所述第九透镜9的物侧面为凹面，像侧面为凸面；
该成像镜头具有屈光率的透镜只有上述九片，此外还包括光阑10，所述光阑10位于所述第四透镜4与第五透镜5之间。
优选地，所述第一透镜1至第九透镜9的焦距满足：
-20<f1<-18，-32<f2<-31，-31<f3<-30，8<f4<9，
10<f5<11，-17<f6<-15，39<f7<41，10<f8<11，-8<f9<-7，
其中，f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、f8、f9分别为第一透镜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7、第八透镜8、第九透镜9的焦距。如此合理分配光焦度，有利于提升该成像镜头的性能。
优选地，所述第一透镜1至第九透镜9的焦距与镜头焦距的比值的绝对值满足：
1.9<|(f1/f)|<2.1，3.3<|(f2/f)|<3.4，3.1<|(f3/f)|<3.3，
0.9<|(f4/f)|<1，1<|(f5/f)|<1.1，1.6<|(f6/f)|<1.7，
4.1<|(f7/f)|<4.3，1.1<|(f8/f)|<1.2，0.7<|(f9/f)|<0.8，
其中，f为镜头的焦距，f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、f8、f9分别为第一透镜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7、第八透镜8、第九透镜9的焦距。如此可平衡该成像镜头光学系统，补偿温飘，保证成像质量。
优选地，所述第一透镜1、第三透镜3、第四透镜4、第六透镜6、第七透镜7均为玻璃球面透镜，所述第二透镜2、第五透镜5、第八透镜8、第九透镜9均为玻璃非球面透镜。所述第三透镜3的像侧面与所述第四透镜4的物侧面相互胶合，且第三透镜3与第四透镜4的色散系数的差值大于17。复消色差设计，使色差小于2.5um，得到很好的矫正，并且杜绝了镜头成像易出现的蓝紫边现象。
优选地，所述第七透镜7采用折射率温度系数为负值的材料，且所述第七透镜7为正透镜。外界温度变化时，采用该种材料能够很好的抵消温度变化对镜头后焦的影响，使镜头保持能够与Holder补偿温漂，可以保证镜头在-20℃至70℃温度区间内使用时，画面清晰不失焦，能满足绝大部分的使用环境要求。
优选地，所述第五透镜5物侧面的R值大于24，所述第七透镜7像侧面的R值大于17，所述第九透镜9像侧面的R值的绝对值大于18。如此可很好的分散鬼影的能量，使镜头在强光下也有较高的成像质量。
该成像镜头的TTL＝31mm，其中，TTL为该镜头的光学总长。其镜头重量小于24g，质量轻，结构紧凑,实用性强。
该成像镜头的CRA＝30°，其中，CRA为该镜头的主光线角度。其与sensor相匹配，色彩还原度好，照度均匀。
该成像镜头的F/NO.＝2.35或2.43，其中，F/NO为该镜头的光圈值。使得通光大，图像边缘照度均匀，成像质量高。
该成像镜头的成像面大小为1/1″英寸,成像面大于成像面大，成像效果好。
该成像镜头的整体F-tan(Theta)畸变小于-1.7％，像与物对应形变量小，画面清晰不变形。
该成像镜头的MTF在200mm/lp＞0.2，分辨率可以达到两千万像素水平，保证了成像质量，同时大幅度提升了方案整体的静态分辨率和视频分辨率，极大的方便了后期图像优化算法的开发。
下面将以具体实施例对本发明的迷你型红外成像镜头进行详细说明。
实施例1
如图1所示，一种无人机成像镜头，从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜1至第九透镜9，所述第一透镜1至第九透镜9各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；
所述第一透镜1具负屈光率，所述第一透镜1的物侧面为凸面，像侧面为凹面；
所述第二透镜2具负屈光率，所述第二透镜2的物侧面为凸面，像侧面为凹面；
所述第三透镜3具负屈光率，所述第三透镜3的物侧面为凸面，像侧面为凹面；
所述第四透镜4具正屈光率，所述第四透镜4的物侧面为凸面，像侧面为凸面；
所述第五透镜5具正屈光率，所述第五透镜5的物侧面为凸面，像侧面为凸面；
所述第六透镜6具负屈光率，所述第六透镜6的物侧面为凹面，像侧面为凸面；
所述第七透镜7具正屈光率，所述第七透镜7的物侧面为凸面，像侧面为凹面；
所述第八透镜8具正屈光率，所述第八透镜8的物侧面为凸面，像侧面为凸面；
所述第九透镜9具负屈光率，所述第九透镜9的物侧面为凹面，像侧面为凸面；
该成像镜头具有屈光率的透镜只有上述九片，此外还包括光阑10，所述光阑10位于所述第四透镜4与第五透镜5之间。
本实施例中，所述第三透镜3的像侧面与所述第四透镜4的物侧面相互胶合，构成胶合透镜。
本实施例的详细光学数据如表1所示。
表1实施例1的详细光学数据
表面 类型 口径大小(直径) 曲率半径 厚度 材质 折射率 色散系数 焦距
OBJ 被摄物面 0.000 Infinity Infinity
1 第一透镜 17.601 29.815 0.797 H-K9L 1.51680 64.198 -19.130
2 13.183 7.377 2.616
3 第二透镜 13.082 18.404 0.848 D-ZK3 1.58913 61.163 -31.595
4 12.196 9.113 1.375
5 第三透镜 12.038 11.720 0.658 H-ZF52 1.84667 23.787 -30.133
6 第四透镜 11.166 7.848 3.367 TAFD30 1.88300 40.805 8.685
7 10.489 -359.764 4.507
STO 4.739 Infinity 0.900
9 第五透镜 5.071 24.377 3.097 FCD1 1.49700 81.608 10.269
10 6.618 -6.206 0.071
11 第六透镜 6.739 -6.628 0.598 H-ZF2 1.67270 32.171 -15.825
12 7.496 -17.984 0.159
13 第七透镜 8.776 10.610 1.596 FCD515 1.59282 68.624 39.655
14 8.909 18.201 2.221
15 第八透镜 10.027 10.919 2.838 H-FK61B 1.49700 81.595 10.788
16 10.388 -9.678 1.873
17 第九透镜 10.414 -3.917 0.696 H-LAK6A 1.69350 53.348 -7.031
18 12.945 -20.979 0.029
19 保护玻璃 13.757 Infinity 1.000 H-K9L 1.51680 64.198
20 14.298 Infinity 1.756
IMA 成像面 15.844 Infinity
本实施例中，成型镜头的焦距f＝9.61，光圈值F/NO.＝2.35，光学总长TTL＝31mm。
本实施例中，所述第二透镜2、第五透镜5、第八透镜8、第九透镜9均为玻璃非球面透镜。非球面透镜表面曲线的方程式表示如下：
其中，
z：非球面之深度(非球面上距离光轴为y的点，与相切于非球面光轴上顶点之切面，两者间的垂直距离)；
c：非球面顶点之曲率(the vertex curvature)；
K：锥面系数(Conic Constant)；
径向距离(radial distance)；
rn：归一化半径(normalization radius(NRADIUS))；
u：r/rn；
am：第m阶Qcon系数(is the mthQconcoefficient)；
Qm con：第m阶Qcon多项式(the mthQcon polynomial)。
本实施例中，第二透镜2、第五透镜5、第八透镜8、第九透镜9的非球面数据如表2所示。
表2实施例1的非球面数据
面序号 K A4 A6 A8 A10 A12 A14
3 5.18 9.835E-04 -4.552E-05 1.320E-06 -2.893E-08 3.480E-10 -2.036E-12
4 0.38 1.034E-03 -5.200E-05 1.372E-06 -3.121E-08 3.011E-10 -7.863E-13
9 -1.25 -6.812E-04 -9.112E-07 -2.312E-05 2.917E-06 -1.762E-07 -2.117E-09
10 0.34 -1.035E-03 -1.359E-06 -4.001E-06 -9.495E-08 2.218E-08 -1.761E-09
15 1.52 -1.049E-03 3.315E-05 -2.488E-06 -4.186E-08 3.501E-09 -2.376E-11
16 -0.57 1.274E-03 8.503E-05 -9.861E-06 2.340E-07 -1.278E-09 1.225E-11
17 -1.65 5.759E-03 -4.361E-04 9.476E-06 5.902E-08 -5.064E-09 4.939E-11
18 7.57 4.356E-03 -3.342E-04 1.137E-05 -1.914E-07 1.370E-09 -1.400E-12
本实施例中，成像镜头的光路图请参阅图1。434nm-656nm光线下的MTF曲线图请参阅图2，从图中可以看出该镜头的空间频率达200lp/mm时，全视场传递函数图像仍大于0.2，解析度和成像质量高。434nm-656nm光线下的离焦曲线图请参阅图3，从图中可以看出，该成像镜头在光线下的离焦量小。成像镜头在可见光下的横向色差图请参阅图4，从图中可以看出，镜头经复消色差设计，提升了图像的成像色彩还原性，对色彩的色差小，蓝紫边现象不明显。434nm-656nm光线下的像差特性曲线图请参阅图5，从图中可以看出，成像镜头对可见光产生的像差值控制在0.02mm～0.05mm范围内。场曲/畸变请参阅图6，从图中可以看出光学畸变管控在-1.7％以内，像与物对应形变量小，画面清晰不变形，成像质量高，无需后期图像算法矫正畸变，应用方便。
实施例2
如图7所示，本实施例与实施例1的各个透镜的面型凹凸和屈光率大致相同，各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数有所不同。
本实施例的详细光学数据如表3所示。
表3实施例2的详细光学数据
表面 类型 口径大小(直径) 曲率半径 厚度 材质 折射率 色散系数 焦距
OBJ 被摄物面 0.000 Infinity Infinity
1 第一透镜 17.171 31.120 0.850 H-K9L 1.51680 64.198 -18.929
2 12.931 7.394 2.470
3 第二透镜 12.830 18.699 0.761 D-ZK3 1.58913 61.163 -31.597
4 12.000 9.205 1.572
5 第三透镜 11.773 11.806 0.643 H-ZF52 1.84667 23.787 -30.445
6 第四透镜 10.951 7.918 3.215 TAFD30 1.88300 40.805 8.760
7 10.337 -360.015 4.408
STO 4.948 Infinity 0.900
9 第五透镜 5.229 25.518 3.315 M-FCD1 1.49710 81.560 10.311
10 6.804 -6.159 0.097
11 第六透镜 6.910 -6.378 0.547 H-ZF2 1.67270 32.171 -15.825
12 7.657 -16.284 0.120
13 第七透镜 8.937 10.428 1.611 FCD515 1.59282 68.624 39.747
14 9.029 17.580 2.340
15 第八透镜 10.089 10.820 2.726 M-FCD1 1.49710 81.560 10.903
16 10.380 -10.008 1.875
17 第九透镜 10.417 -3.927 0.746 M-LAC130 1.69350 53.201 -7.212
18 12.964 -19.379 0.040
19 保护玻璃 13.748 Infinity 1.000 H-K9L 1.51680 64.198
20 14.284 Infinity 1.767
IMA 成像面 15.844 Infinity
本实施例中，成型镜头的焦距f＝9.61，光圈值F/NO.＝2.43，光学总长TTL＝31mm。
本实施例中，第二透镜2、第五透镜5、第八透镜8、第九透镜9的非球面数据如表4所示。
表4实施例2的非球面数据
面序号 K A4 A6 A8 A10 A12 A14
3 5.06 9.729E-04 -4.572E-05 1.322E-06 -2.889E-08 3.469E-10 -2.040E-12
4 0.36 1.019E-03 -5.199E-05 1.379E-06 -3.141E-08 3.015E-10 -7.948E-13
9 -2.20 -7.166E-04 2.936E-05 -2.187E-05 2.567E-06 -2.500E-07 9.849E-09
10 0.27 -1.017E-03 -4.481E-06 -2.574E-06 -1.226E-07 1.464E-08 -1.009E-09
15 1.17 -1.065E-03 3.407E-05 -2.569E-06 -3.965E-08 3.815E-09 -3.163E-11
16 -0.36 1.247E-03 8.367E-05 -9.840E-06 2.375E-07 -1.226E-09 1.257E-11
17 -1.61 6.007E-03 -4.385E-04 9.481E-06 5.896E-08 -5.320E-09 5.625E-11
18 6.48 4.530E-03 -3.351E-04 1.133E-05 -1.913E-07 1.384E-09 -1.462E-12
本实施例中，成像镜头的光路图请参阅图7。434nm-656nm光线下的MTF曲线图请参阅图8，从图中可以看出该镜头的空间频率达200lp/mm时，全视场传递函数图像仍大于0.2，解析度和成像质量高。434nm-656nm光线下的离焦曲线图请参阅图9，从图中可以看出，该成像镜头在光线下的离焦量小。成像镜头在可见光下的横向色差图请参阅图10，从图中可以看出，镜头经复消色差设计，提升了图像的成像色彩还原性，对色彩的色差小，蓝紫边现象不明显。434nm-656nm光线下的像差特性曲线图请参阅图11，从图中可以看出，成像镜头对可见光产生的像差值控制在-0.03mm～0.04mm范围内。场曲/畸变请参阅图12，从图中可以看出光学畸变管控在-1.7％以内，像与物对应形变量小，画面清晰不变形，成像质量高，无需后期图像算法矫正畸变，应用方便。
实施例3
如图13所示，本实施例与实施例1的各个透镜的面型凹凸和屈光率大致相同，各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数有所不同。
本实施例的详细光学数据如表5所示。
表5实施例3的详细光学数据
表面 类型 口径大小(直径) 曲率半径 厚度 材质 折射率 色散系数 焦距
OBJ 被摄物面 0.000 Infinity Infinity
1 第一透镜 17.552 30.477 0.796 H-K9L 1.51680 64.198 -19.051
2 13.166 7.396 2.589
3 第二透镜 13.069 18.456 0.773 D-ZK3 1.58913 61.163 -31.520
4 12.239 9.130 1.408
5 第三透镜 12.079 11.731 0.648 H-ZF52 1.84667 23.787 -30.283
6 第四透镜 11.216 7.868 3.371 TAFD30 1.88300 40.805 8.707
7 10.555 -360.051 4.514
STO 4.910 Infinity 0.900
9 第五透镜 5.200 24.070 3.264 FCD1 1.49700 81.608 10.383
10 6.807 -6.295 0.081
11 第六透镜 6.919 -6.618 0.571 H-ZF2 1.67270 32.171 -16.010
12 7.670 -17.558 0.064
13 第七透镜 8.892 10.433 1.616 FCD515 1.59282 68.624 39.055
14 8.995 17.842 2.300
15 第八透镜 10.054 10.736 2.781 H-FK61B 1.49700 81.595 10.895
16 10.413 -10.042 1.870
17 第九透镜 10.439 -3.911 0.691 H-LAK6A 1.69350 53.348 -7.065
18 12.976 -20.428 0.025
19 保护玻璃 13.775 Infinity 1.000 H-K9L 1.51680 64.198
20 14.311 Infinity 1.741
IMA 成像面 15.841 Infinity
本实施例中，成型镜头的焦距f＝9.61，光圈值F/NO.＝2.35，光学总长TTL＝31mm。
本实施例中，第二透镜2、第五透镜5、第八透镜8、第九透镜9的非球面数据如表6所示。
表6实施例3的非球面数据
面序号 K A4 A6 A8 A10 A12 A14
3 5.11 9.873E-04 -4.556E-05 1.321E-06 -2.894E-08 3.477E-10 -2.051E-12
4 0.38 1.037E-03 -5.181E-05 1.372E-06 -3.125E-08 2.996E-10 -8.210E-13
9 -0.27 -6.801E-04 2.109E-05 -2.108E-05 2.512E-06 -2.214E-07 6.954E-09
10 0.31 -1.019E-03 1.208E-06 -3.132E-06 -1.038E-07 1.664E-08 -1.200E-09
15 1.36 -1.075E-03 3.341E-05 -2.510E-06 -4.271E-08 3.532E-09 -2.478E-11
16 -0.44 1.277E-03 8.391E-05 -9.887E-06 2.355E-07 -1.263E-09 1.139E-11
17 -1.65 5.922E-03 -4.385E-04 9.390E-06 5.960E-08 -5.117E-09 5.187E-11
18 7.33 4.402E-03 -3.329E-04 1.132E-05 -1.915E-07 1.378E-09 -1.330E-12
本实施例中，成像镜头的光路图请参阅图13。434nm-656nm光线下的MTF曲线图请参阅图14，从图中可以看出该镜头的空间频率达200lp/mm时，全视场传递函数图像仍大于0.2，解析度和成像质量高。434nm-656nm光线下的离焦曲线图请参阅图15，从图中可以看出，该成像镜头在光线下的离焦量小。成像镜头在可见光下的横向色差图请参阅图16，从图中可以看出，镜头经复消色差设计，提升了图像的成像色彩还原性，对色彩的色差小，蓝紫边现象不明显。434nm-656nm光线下的像差特性曲线图请参阅图17，从图中可以看出，成像镜头对可见光产生的像差值控制在-0.02mm～0.05mm范围内。场曲/畸变请参阅图18，从图中可以看出光学畸变管控在-1.7％以内，像与物对应形变量小，画面清晰不变形，成像质量高，无需后期图像算法矫正畸变，应用方便。
实施例4
如图19所示，本实施例与实施例1的各个透镜的面型凹凸和屈光率大致相同，各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数有所不同。
本实施例的详细光学数据如表7所示。
表7实施例4的详细光学数据
表面 类型 口径大小(直径) 曲率半径 厚度 材质 折射率 色散系数 焦距
OBJ 被摄物面 0.000 Infinity Infinity
1 第一透镜 17.066 31.743 0.850 H-K9L 1.51680 64.198 -18.920
2 12.890 7.428 2.433
3 第二透镜 12.778 18.607 0.770 D-ZK3 1.58913 61.163 -31.777
4 11.937 9.206 1.597
5 第三透镜 11.695 11.829 0.650 H-ZF52 1.84667 23.787 -30.225
6 第四透镜 10.874 7.909 3.188 TAFD30 1.88300 40.805 8.749
7 10.275 -359.850 4.360
STO 4.950 Infinity 0.900
9 第五透镜 5.232 25.090 3.390 M-FCD1 1.49710 81.560 10.266
10 6.836 -6.141 0.098
11 第六透镜 6.934 -6.291 0.560 H-ZF2 1.67270 32.171 -15.663
12 7.697 -15.998 0.089
13 第七透镜 8.948 10.447 1.610 FCD515 1.59282 68.624 40.185
14 9.036 17.491 2.330
15 第八透镜 10.083 10.625 2.710 M-FCD1 1.49710 81.560 10.892
16 10.382 -10.165 1.881
17 第九透镜 10.433 -3.920 0.780 M-LAC130 1.69350 53.201 -7.276
18 13.002 -18.719 0.039
19 保护玻璃 13.765 Infinity 1.000 H-K9L 1.51680 64.198
20 14.297 Infinity 1.766
IMA 成像面 15.851 Infinity
本实施例中，成型镜头的焦距f＝9.6，光圈值F/NO.＝2.35，光学总长TTL＝31mm。
本实施例中，第二透镜2、第五透镜5、第八透镜8、第九透镜9的非球面数据如表8所示。
表8实施例4的非球面数据
面序号 K A4 A6 A8 A10 A12 A14
3 5.11 0.000968482 -4.58802E-05 1.31997E-06 -2.88441E-08 3.47171E-10 -2.07379E-12
4 0.36 0.001019223 -5.21364E-05 1.37815E-06 -3.13957E-08 3.02655E-10 -7.92691E-13
9 -1.38 -7.159E-04 3.531E-05 -2.283E-05 2.578E-06 -2.154E-07 6.286E-09
10 0.32 -1.025E-03 -2.646E-06 -2.268E-06 -1.427E-07 1.642E-08 -1.069E-09
15 1.00 -1.110E-03 3.680E-05 -2.633E-06 -4.212E-08 4.097E-09 -3.800E-11
16 -0.31 1.203E-03 8.596E-05 -9.819E-06 2.382E-07 -1.241E-09 1.257E-11
17 -1.56 6.099E-03 -4.354E-04 9.380E-06 6.240E-08 -5.405E-09 5.698E-11
18 6.10 4.609E-03 -3.354E-04 1.130E-05 -1.911E-07 1.394E-09 -1.593E-12
本实施例中，成像镜头的光路图请参阅图19。434nm-656nm光线下的MTF曲线图请参阅图20，从图中可以看出该镜头的空间频率达200lp/mm时，全视场传递函数图像仍大于0.2，解析度和成像质量高。434nm-656nm光线下的离焦曲线图请参阅图21，从图中可以看出，该成像镜头在光线下的离焦量小。成像镜头在可见光下的横向色差图请参阅图22，从图中可以看出，镜头经复消色差设计，提升了图像的成像色彩还原性，对色彩的色差小，蓝紫边现象不明显。434nm-656nm光线下的像差特性曲线图请参阅图23，从图中可以看出，成像镜头对可见光产生的像差值控制在-0.02mm～0.04mm范围内。场曲/畸变请参阅图24，从图中可以看出光学畸变管控在-1.7％以内，像与物对应形变量小，画面清晰不变形，成像质量高，无需后期图像算法矫正畸变，应用方便。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种无人机成像镜头，其特征在于：从物侧至像侧沿一光轴依次包括第一透镜至第九透镜，所述第一透镜至第九透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；
所述第一透镜具有负屈光率，所述第一透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；
所述第二透镜具有负屈光率，所述第二透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；
所述第三透镜具有负屈光率，所述第三透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；
所述第四透镜具有正屈光率，所述第四透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；
所述第五透镜具有正屈光率，所述第五透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；
所述第六透镜具有负屈光率，所述第六透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面；
所述第七透镜具有正屈光率，所述第七透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；
所述第八透镜具有正屈光率，所述第八透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；
所述第九透镜具有负屈光率，所述第九透镜的物侧面为凹面，像侧面为凸面；
该成像镜头具有屈光率的透镜只有上述九片；
所述第一透镜至第九透镜的焦距满足：
-20<f1<-18，-32<f2<-31，-31<f3<-30，8<f4<9，
10<f5<11，-17<f6<-15，39<f7<41，10<f8<11，-8<f9<-7，
其中，f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、f8、f9分别为第一透镜、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、第九透镜的焦距。
2.如权利要求1所述的一种无人机成像镜头，其特征在于：所述第一透镜至第九透镜的焦距与镜头焦距的比值的绝对值满足：
1.9<|(f1/f)|<2.1，3.3<|(f2/f)|<3.4，3.1<|(f3/f)|<3.3，
0.9<|(f4/f)|<1，1<|(f5/f)|<1.1，1.6<|(f6/f)|<1.7，
4.1<|(f7/f)|<4.3，1.1<|(f8/f)|<1.2，0.7<|(f9/f)|<0.8，
其中，f为镜头的焦距，f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、f8、f9分别为第一透镜、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、第九透镜的焦距。
3.如权利要求1所述的一种无人机成像镜头，其特征在于：所述第三透镜的像侧面与所述第四透镜的物侧面相互胶合，且第三透镜与第四透镜的色散系数的差值大于17。
4.如权利要求1或3所述的一种无人机成像镜头，其特征在于：所述第一透镜、第三透镜、第四透镜、第六透镜、第七透镜均为玻璃球面透镜，所述第二透镜、第五透镜、第八透镜、第九透镜均为玻璃非球面透镜。
5.如权利要求1所述的一种无人机成像镜头，其特征在于：所述第七透镜采用折射率温度系数为负值的材料，且所述第七透镜为正透镜。
6.如权利要求1所述的一种无人机成像镜头，其特征在于：所述第五透镜物侧面的R值大于24，所述第七透镜像侧面的R值大于17，所述第九透镜像侧面的R值的绝对值大于18，其中，R为曲率半径。
7.如权利要求1所述的一种无人机成像镜头，其特征在于：该成像镜头满足：TTL＝31mm，其中，TTL为该镜头的光学总长。
8.如权利要求1所述的一种无人机成像镜头，其特征在于：还包括光阑，所述光阑位于所述第四透镜与第五透镜之间。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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