本實(shí)用新型涉及光學(xué)成像技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種配合數(shù)碼芯片構(gòu)成一套成像系統(tǒng)的4k廣角飛行器航拍相機(jī)鏡頭結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著生活水平的不斷提升，人們大都希望得到更廣闊的視野，去了解大自然，欣賞大自然。一款航拍飛機(jī)便是實(shí)現(xiàn)此想法的絕佳首選；因此，航拍飛機(jī)在市面上也越來越流行；而一款完美的航拍飛機(jī)，其核心部件便是一款高像質(zhì)的攝像鏡頭。

目前市面上比較有競(jìng)爭(zhēng)的廠家有日本理光、臺(tái)灣光學(xué)廠等，但他們的產(chǎn)品成像質(zhì)量一般，分辨率僅為500萬(wàn)像素，視場(chǎng)角90°到100°之間，無法完美滿足高端成像系統(tǒng)；并且日本光學(xué)公司的產(chǎn)品成本較高，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力也相對(duì)減弱。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種像素高、不會(huì)有普通鏡頭出現(xiàn)的暗角明顯影響邊緣視場(chǎng)像質(zhì)問題的4k廣角飛行器航拍相機(jī)鏡頭結(jié)構(gòu)。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種4k廣角飛行器航拍相機(jī)鏡頭結(jié)構(gòu)，相機(jī)鏡頭結(jié)構(gòu)包括鏡筒、依次設(shè)置在鏡筒內(nèi)的若干鏡片、濾色片以及芯片保護(hù)玻璃：所述若干鏡片由物側(cè)至成像側(cè)依次排列的第一鏡片、第二鏡片、第三鏡片、第四鏡片、第五鏡片、第六鏡片以及第七鏡片組成；所述第四鏡片和第五鏡片之間設(shè)有光闌孔；

第一鏡片物面為球面，其曲率半徑為21.018mm，第一鏡片像面為球面，其曲率半徑為3.679mm，所述第一鏡片的中心厚度為1.000mm；

第二鏡片物面為偶次非球面，其曲率半徑為5.976mm，第二鏡片像面為偶次非球面，其曲率半徑為2.031mm，第一鏡片像面到第二鏡片物面間的距離為1.515mm；所述第二鏡片的中心厚度為1.093mm；第二鏡片像面到第三鏡片物面的距離為1.773mm；

第三鏡片物面為球面，其曲率半徑為5.911mm，第三鏡片物面中心頂點(diǎn)距離第三鏡片像面中心頂點(diǎn)2.791mm；所述第三鏡片的中心厚度為2.791mm；

第三鏡片像面為球面，其率半徑為-5.911mm，第三鏡片像面與第四鏡片物面間的距離為0，且兩者表面曲率半徑相同；

第四鏡片物面為球面，其曲率半徑為-5.911mm，第四鏡片像面為球面，其曲率半徑為-15.613mm，第四鏡片的中心厚度為2.618mm；第四鏡片像面的中心頂點(diǎn)到光闌孔面中心頂點(diǎn)的距離為1.018mm；

所述光闌孔的表面為光闌孔面，其為虛擬面，光闌孔面到第五鏡片物面的中心距離為0.1mm；

第五鏡片物面為球面，其曲率半徑為15.693mm，第五鏡片像面與第六鏡片物面間的距離為0，且兩者表面曲率半徑相同；第五鏡片像面和第六鏡片物面均為球面，其曲率半徑為-2.665mm；第五鏡片的中心厚度為4.025mm；

第六鏡片像面為球面，其曲率半徑為-16.198mm，所述第六鏡片像面的中心頂點(diǎn)到第七鏡片物面的中心頂點(diǎn)間的距離為0.071mm；第六鏡片的中心厚度為0.462mm；

第七鏡片物面為偶次非球面，曲率半徑為無窮大，第七鏡片像面為偶次非球面，其曲率半徑為-3.849mm，第七鏡片的中心厚度為2.166mm，第七鏡片像面的中心頂點(diǎn)距離濾光片物面的中心頂點(diǎn)距離為0.5mm；

所述濾色片的厚度為0.500mm，濾色片物面和像面均為平面，濾色片像面到芯片保護(hù)玻璃物面的距離為2mm；

所述芯片保護(hù)玻璃的厚度為0.500mm，芯片保護(hù)玻璃物面和像面均為平面，所述芯片保護(hù)玻璃像面到鏡頭成像面的距離為1.894mm。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述鏡筒由鋁合金材料制成。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一鏡片的兩端通過鏡帽固定在鏡筒內(nèi)。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述第二鏡片和第三鏡片之間設(shè)有隔圈，所述第四鏡片和鏡筒之間設(shè)有隔圈，所述第七鏡片和鏡筒之間設(shè)有隔圈，所述第七鏡片與濾色片之間設(shè)有隔圈。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述鏡帽由鋁合金材料制成。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述隔圈由鋁合金材料制成。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，相機(jī)鏡頭結(jié)構(gòu)的焦距為3.15mm。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)鏡片的表面均加鍍?cè)鐾改ぁ?/p>

通過上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是：

1、此鏡頭成像質(zhì)量完全滿足IM117芯片3840x2160的分辨率要求，能完美的呈現(xiàn)出所拍攝物體的細(xì)節(jié)特性。

2、此鏡頭視場(chǎng)角大于100°，在100°視場(chǎng)時(shí)相對(duì)亮度大于0.69，不會(huì)有普通鏡頭出現(xiàn)的暗角明顯影響邊緣視場(chǎng)像質(zhì)的問題。

3、具有獨(dú)特的光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：

①此鏡頭采用5組7片鏡片，鏡片數(shù)量適中，會(huì)有很好的能量傳輸特性；

②此鏡頭中有兩片鏡片采用玻璃非球面設(shè)計(jì)，首先非球面提供較多的可優(yōu)化變量，能使整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)球差、彗差、像散、場(chǎng)曲等像差得到很好地矯正，然后是其采用玻璃材質(zhì)，普通塑料非球面雖然加工方面相對(duì)容易，但其受溫度影響很大，不適合在溫度波動(dòng)較大的航拍飛機(jī)上；此鏡頭玻璃非球面設(shè)計(jì)能使航拍飛機(jī)在各種溫度環(huán)境下正常使用。

4、此鏡頭各鏡片表面都加鍍?cè)鐾改?，能有效的減少各光學(xué)表面對(duì)光線的反射，使鏡頭成像面上低雜光、無明顯鬼影，使航拍飛機(jī)能拍攝出清晰的照片、視頻。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型高像素鏡頭光學(xué)原理示意圖；

圖2為本實(shí)用新型高像素鏡頭截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中數(shù)字和字母所表示的相應(yīng)部件名稱：

1、鏡筒 2、鏡帽 3、隔圈 10、第一鏡片 11、第一鏡片物面 12、第一鏡片像面 20、第二鏡片 21、第二鏡片物面 22、第二鏡片像面 30、第三鏡片 31、第三鏡片物面 32、第三鏡片像面 40、第四鏡片 41、第四鏡片物面 42、第四鏡片像面 50、第五鏡片 51、第五鏡片物面 52、第五鏡片像面 60、第六鏡片 61、第六鏡片物面 62、第六鏡片像面 70、第七鏡片 71、第七鏡片物面 72、第七鏡片像面 80、光闌孔 90、濾色片 91、濾色片物面 92、濾色片像面 100、芯片保護(hù)玻璃 101、芯片保護(hù)玻璃物面 102、芯片保護(hù)玻璃像面 110、鏡頭成像面。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。

參見圖1和圖2所示，本實(shí)用新型公開了一種4k廣角飛行器航拍相機(jī)鏡頭結(jié)構(gòu)，相機(jī)鏡頭結(jié)構(gòu)包括鏡筒1、依次設(shè)置在鏡筒1內(nèi)的若干鏡片、濾色片90以及保護(hù)玻璃100：若干鏡片由物側(cè)至成像側(cè)依次排列的第一鏡片10、第二鏡片20、第三鏡片30、第四鏡片40、第五鏡片50、第六鏡片60以及第七鏡片70組成；第四鏡片40和第五鏡片50之間設(shè)有光闌孔80；第一鏡片10的兩端通過鏡帽2固定在鏡筒1內(nèi)；第二鏡片20和第三鏡片30之間設(shè)有隔圈3，第四鏡片40和鏡筒1之間設(shè)有隔圈3，第七鏡片70和鏡筒1之間設(shè)有隔圈3；第七鏡片70與濾色片90之間設(shè)有隔圈3；鏡帽2、鏡筒1以及隔圈3均由鋁合金材料制成，且表面做黑色氧化處理，其具有減少光線反射，規(guī)避雜散光等優(yōu)點(diǎn)；隔圈3不僅可以用來限位，還可以用來限定相鄰鏡片之間的距離，防止鏡頭受到外力后鏡片之間產(chǎn)生位移，影響監(jiān)控精度。

本實(shí)用新型通過光學(xué)設(shè)計(jì)軟件模擬設(shè)計(jì)出的單片式鏡頭參數(shù)如下：

表格1中列出了該設(shè)計(jì)的詳細(xì)參數(shù)，第一行列舉了該高像素鏡頭的主要參數(shù)焦距f＝3.15mm，光圈F/#＝2.8，光學(xué)軌跡總長(zhǎng)TT＝24.06218mm，在單鏡頭水平視場(chǎng)角54.5°時(shí)的像高h(yuǎn)＝3.866mm。

表格1的標(biāo)題欄中列出了：“表面”，“類型”，“曲率半徑”，“厚度”，“折射率”和“阿貝系數(shù)”。鏡片元件材料由折射率和阿貝系數(shù)來定義的；在表格1中，“折射率”列中的一個(gè)空白單元格表示其旁邊的“厚度”單元格里的值是到下一個(gè)鏡片表面頂點(diǎn)的距離；“折射率”列提供的是鏡片材料在波長(zhǎng)632.8nm時(shí)的折射率。

在表格1中，物面曲率半徑為無窮大，即平面，距離下一表面(第一鏡片物面11)中心頂點(diǎn)無窮遠(yuǎn)；表面1為第一鏡片物面11，該面為球面，曲率半徑為21.018mm，距離下一表面(第一鏡片像面12)中心頂點(diǎn)1.000mm，即第一鏡片中心厚度為1.000mm，折射率為1.592798，阿貝系數(shù)68.327301；表面2為第一鏡片像面12，該面為球面，曲率半徑為3.679mm，距離下一表面(第二鏡片物面21)1.515mm。

表面3為第二鏡片物面21，該面為偶次非球面，曲率半徑為5.976mm，非球面各階次系數(shù)如表2，非球面系數(shù)為0，二次系數(shù)為0，四次系數(shù)為8.429E-04，六次系數(shù)為-2.681E-04，八次系數(shù)為1.167E-05，十次系數(shù)為-2.210E-05，十次以后系數(shù)全為0，距離下一表面(第二鏡片像面22)中心頂點(diǎn)1.093mm，即第二鏡片中心厚度為1.093mm，折射率為1.534636，阿貝系數(shù)56.196755；表面4為第二鏡片像面22，該面為偶次非球面，曲率半徑為2.031mm，非球面各階次系數(shù)如表2，非球面系數(shù)為-1.053，二次系數(shù)為0，四次系數(shù)為3.966E-03，六次系數(shù)為-8.810E-04，八次系數(shù)為2.350E-05，十次系數(shù)為0，十次以后系數(shù)全為0，距離下一表面(第三鏡片物面31)1.773mm。

表面5為第三鏡片物面31，該面為球面，曲率半徑為5.911mm，該面中心頂點(diǎn)距離下一表面(第三鏡片像面32，也是第四鏡片物面41)中心頂點(diǎn)2.791mm，即第三鏡片30中心厚度2.791mm，折射率為1.788001，阿貝系數(shù)47.508308；表面6為第三鏡片像面32，由于該面與第四鏡片物面41間距為0且表面曲率半徑相同，因此，表面6既為第三鏡片像面32亦為第四鏡片物面41，該面為球面，曲率半徑為-5.911mm，距離下一表面(第四鏡片像面42)2.618mm，即第四鏡片的中心厚度為2.618mm，折射率為1.658439，阿貝系50.8665。

表面7為第四鏡片像面42，該面為球面，曲率半徑為-15.613mm，距離下一表面(光闌孔面)中心頂點(diǎn)1.018mm；表面8為光闌孔面，光闌孔80為虛擬面，厚度無窮小,距離下一鏡片表面(第五鏡片物面51)中心頂點(diǎn)0.1mm。

表面9為第五鏡片物面51，該面為球面，曲率半徑為15.693mm，距離下一表面(第五鏡片像面52或第六鏡片物面61)中心頂點(diǎn)4.025mm，即第五鏡片中心厚度為4.025mm，折射率為1.592798，阿貝系數(shù)68.327301；表面10為第五鏡片像面52，由于該面與第六鏡片物面61間距為0且表面曲率半徑相同，因此，表面10既為第五鏡片像面52亦為第六鏡片物面61，該面為球面，曲率半徑為-2.665mm，距離下一表面(第六鏡片像面62)0.462mm，及第六鏡片60中心厚度為0.462mm，折射率為1.72825，阿貝系28.315013；表面11為第六鏡片像面62，該面為球面，曲率半徑為-16.198mm，該面中心頂點(diǎn)距離下一表面(第七鏡片物面71)中心頂點(diǎn)0.071mm；表面12為第七鏡片物面71，該面為偶次非球面，曲率半徑為無窮大，非球面各階次系數(shù)如表2，非球面系數(shù)為0，二次系數(shù)為0，四次系數(shù)為-2.380E-03，六次系數(shù)為2.867E-05，八次系數(shù)為-2.382E-05，十次系數(shù)為0，十次以后系數(shù)全為0，距離下一表面(第七鏡片像面72)中心頂點(diǎn)2.166mm，即第七鏡片中心厚度為2.166mm，折射率為1.534636，阿貝系56.196755；表面13為第七鏡片像面72，該面為偶次非球面，曲率半徑為-3.849mm，非球面各階次系數(shù)如表2，非球面系數(shù)為0，二次系數(shù)為0，四次系數(shù)為2.291E-03，六次系數(shù)為4.356E-05，八次系數(shù)為-4.889E-06，十次系數(shù)為-2.464E-07，十次以后系數(shù)全為0，距離下一表面(濾色片物面91)0.5mm。

表面14為濾色片物面91，該面為平面，距離下一表面(濾色片像面92)0.500mm，即濾色片厚0.500mm，折射率為1.516797，阿貝系數(shù)64.212351；表面15為濾光片像面92，該面為平面，距離下一表面(芯片保護(hù)玻璃物面101)2mm；表面16為芯片保護(hù)玻璃物面101，該面為平面，距離下一表面(芯片保護(hù)玻璃像面102)0.500mm，即芯片保護(hù)玻璃100厚0.500mm，折射率1.516374，阿貝系數(shù)64.11521；表面17為芯片保護(hù)玻璃像面102，該面為平面，距離下一表面(鏡頭成像面110)1.894mm。

以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。