一種高清航拍光學(xué)成像系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開高清航拍光學(xué)成像系統(tǒng)，包括第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡、第七透鏡和第八透鏡，第一透鏡和第八透鏡是負(fù)焦距的偶次非球面透鏡，第二透鏡、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡、第七透鏡是正焦距球面透鏡，第三透鏡是負(fù)焦距球面透鏡，第一透鏡朝物側(cè)的面為凸面、朝像側(cè)的面為凹面，第八透鏡朝物側(cè)的面為凹面、朝像側(cè)的面為凸面，第二透鏡朝物側(cè)的面為凸面、朝像側(cè)的面為凹面；第三透鏡表面均為凹面；第四透鏡表面均為凸面并與第三透鏡膠合；第五透鏡和第七透鏡的表面均為凸面；第六透鏡的表面均為凹面并與第五透鏡和第七透鏡膠合。本實(shí)用新型大視場(chǎng)角、高像質(zhì)、大孔徑。
【專利說明】一種高清航拍光學(xué)成像系統(tǒng) 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種光學(xué)系統(tǒng)，更具體地說是一種高清航拍光學(xué)成像系統(tǒng)。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 目前航拍攝像鏡頭被廣泛應(yīng)用在各行各業(yè)，但是現(xiàn)有的無人機(jī)航拍鏡頭存在一些 弊端，如大多鏡頭的視場(chǎng)角比較小、像素不夠高，畸變也相應(yīng)較大，拍攝圖片不能真實(shí)有效 地呈現(xiàn)現(xiàn)實(shí)情景。
[0003] 因此，本實(shí)用新型正是基于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)而提出的。 【【實(shí)用新型內(nèi)容】】
[0004] 本實(shí)用新型目的是克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高清航拍光學(xué)成像系統(tǒng)，該 光學(xué)成像系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了大視場(chǎng)角、高像質(zhì)、大孔徑等優(yōu)點(diǎn)，可以滿足無人機(jī)航攝等領(lǐng)域的大視 場(chǎng)且小畸變的成像要求。
[0005] 本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0006] -種高清航拍光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于:從物側(cè)至像側(cè)依次設(shè)有：
[0007] 第一透鏡1，所述的第一透鏡1為負(fù)焦距的非球面透鏡，并且第一透鏡1朝向物側(cè)的 表面為凸面、朝向像側(cè)的表面為凹面，而且第一透鏡1的兩側(cè)表面均為偶次非球面；
[0008] 第二透鏡2,所述的第二透鏡2為正焦距的球面透鏡，并且第二透鏡1朝向物側(cè)的表 面為凸面、朝向像側(cè)的表面為凹面；
[0009] 第三透鏡3,所述的第三透鏡3為負(fù)焦距的球面透鏡，并且第三透鏡3的兩側(cè)表面均 為凹面；
[0010]第四透鏡4,所述的第四透鏡4為正焦距的球面透鏡，所述的第四透鏡4的兩側(cè)表面 均為凸面，并且第四透鏡4與第三透鏡3膠合在一起形成透鏡組；
[0011] 光闌 10;
[0012] 第五透鏡5,所述的第五透鏡5為正焦距的球面透鏡，所述的第五透鏡5的兩側(cè)表面 均為凸面；
[0013] 第六透鏡6,所述的第六透鏡6為正焦距的球面透鏡，所述的第六透鏡6的兩側(cè)表面 均為凹面；
[0014] 第七透鏡7,所述的第七透鏡7為正焦距的球面透鏡，所述的第七透鏡7的兩側(cè)表面 均為凸面，并且第五透鏡5、第六透鏡6和第七透鏡7膠合在一起形成透鏡組；
[0015] 第八透鏡8,所述的第八透鏡8為負(fù)焦距的非球面透鏡，并且第八透鏡8朝向物側(cè)的 表面為凹面、朝向像側(cè)的表面為凸面，而且第八透鏡8的兩側(cè)表面均為偶次非球面；
[0016] 感光片11。
[0017]如上所述的高清航拍光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于:所述的高清航拍光學(xué)成像系統(tǒng) 滿足如下表達(dá)式：π/f彡-1.6,3.5<f2/f<4，（f3+f4)/f>29.6，l<(f5+f6+f7)/f^l.2， f8/f彡-3.4;其中4142汀344汀546汀7和€8是第一透鏡1、第二透鏡2、第三透鏡3、第四 透鏡4、第五透鏡5、第六透鏡6、第七透鏡7和第八透鏡8的焦距，f是高清航拍光學(xué)成像系統(tǒng) 的整體焦距。
[0018]如上所述的高清航拍光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于:所述的高清航拍光學(xué)成像系統(tǒng) 倆足如下表達(dá)式：vdlensl 多 52，vdlens3 多 52，vdlens4多 52，vdlens7多 52，vdlens2€41，vdlens5€41， vdlenseSi 41，vdlensS^i 41 ;中，vdlensl、vdlens2、vdlens3、vdlens4、vdlens5、vdlens6、vdlens7矛口 vdlens8 是第一透鏡I、第二透鏡2、第三透鏡3、第四透鏡4、第五透鏡5、第六透鏡6、第七透鏡7和第八 透鏡8的色散系數(shù)。
[0019]如上所述的高清航拍光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于:所述的高清航拍光學(xué)成像系統(tǒng) 滿足如下表達(dá)式:0.27<f/TL<0.32,0.19<BFL/TL<0.24，l<Al/A4<1.36,0.63<Tl/T8 <0.8，0.5< (A1+A2+A3+A4)/TL<0.32;其中，BFL是高清航拍光學(xué)成像系統(tǒng)的光學(xué)后焦，TL 是第一透鏡1與感光片11之間的距離，Al是第一透鏡1與第二透鏡2之間的空氣間隔，A2是第 二透鏡2與第三透鏡3之間的空氣間隔，A3是第四透鏡4與第五透鏡5之間的空氣間隔，A4是 第七透鏡7與第八透鏡8之間的空氣間隔，Tl和T8分別是第一透鏡1和第八透鏡8的鏡片中心 厚度。
[0020] 如上所述的高清航拍光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于:所述的第八透鏡8與感光片11之 間設(shè)有濾光片9。
[0021] 如上所述的高清航拍光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于：所述第二透鏡2、第三透 鏡3、第四透鏡4、第五透鏡5、第六透鏡6、第七透鏡7為玻璃球面透鏡，所述第一透 鏡1和第八透鏡8為玻璃非球面透鏡，且非球面表面形狀滿足方程： Z=e：y2/ {[I- (1+k) c2y2] }十 〇 iy~'+ a :y4+ a ,iyh+ a jys+ a ei :6yK+ a.7y14+ a:s.y16,在公式中，參 數(shù)c為半徑所對(duì)應(yīng)的曲率，y為徑向坐標(biāo)(其單位和透鏡長(zhǎng)度單位相同），k為圓錐二次曲線系 數(shù)；當(dāng)k系數(shù)小于-1時(shí)，透鏡的面形曲線為雙曲線，當(dāng)k系數(shù)等于-1時(shí)，透鏡的面形曲線為拋 物線；當(dāng)k系數(shù)介于-1到0之間時(shí)，透鏡的面形曲線為橢圓，當(dāng)k系數(shù)等于0時(shí)，透鏡的面形曲 線為圓形，當(dāng)k系數(shù)大于0時(shí)，透鏡的面形曲線為扁圓形; 〇1至〇8分別表示各徑向坐標(biāo)所對(duì)應(yīng) 的系數(shù)。
[0022] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0023] 1、本實(shí)用新型的第三透鏡和第四透鏡組成一個(gè)膠合透鏡組，而且第五透鏡、第六 透鏡和第七透鏡也組成一個(gè)膠合透鏡組，這樣的結(jié)構(gòu)可以有效解決系統(tǒng)色差問題，而且能 夠降低光學(xué)系統(tǒng)的公差敏感性，提高像質(zhì)。
[0024] 2、本實(shí)用新型的第一透鏡和第八透鏡均采用非球面透鏡，這樣的結(jié)構(gòu)使得鏡頭具 有較大視場(chǎng)角的同時(shí)也能有效解決光學(xué)系統(tǒng)的大畸變問題。
[0025] 3、本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了高畫幅，小畸變攝像，而且像面均勻、亮度高、孔徑大(光圈數(shù) 達(dá)到F2.4)。
[0026] 4、本實(shí)用新型采用了玻璃球面透鏡與玻璃非球面透鏡相組合的結(jié)構(gòu)，因此光學(xué)系 統(tǒng)的幾何傳遞函數(shù)得到很大提高，可以使該產(chǎn)品的銳利度、透過率和色彩還原性均得到顯 著提升。 【【附圖說明】】
[0027]圖1是本實(shí)用新型不意圖；
[0028] 圖2是本實(shí)用新型的光路示意圖。 【【具體實(shí)施方式】】
[0029] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述：
[0030] -種高清航拍光學(xué)成像系統(tǒng)，從物側(cè)至像側(cè)依次設(shè)有：
[0031] 第一透鏡1，所述的第一透鏡1為負(fù)焦距的非球面透鏡，并且第一透鏡1朝向物側(cè)的 表面為凸面、朝向像側(cè)的表面為凹面，而且第一透鏡1的兩側(cè)表面均為偶次非球面；
[0032] 第二透鏡2,所述的第二透鏡2為正焦距的球面透鏡，并且第二透鏡1朝向物側(cè)的表 面為凸面、朝向像側(cè)的表面為凹面；
[0033]第三透鏡3,所述的第三透鏡3為負(fù)焦距的球面透鏡，并且第三透鏡3的兩側(cè)表面均 為凹面；
[0034]第四透鏡4,所述的第四透鏡4為正焦距的球面透鏡，所述的第四透鏡4的兩側(cè)表面 均為凸面，并且第四透鏡4與第三透鏡3膠合在一起形成透鏡組；
[0035]光闌 10;
[0036] 第五透鏡5,所述的第五透鏡5為正焦距的球面透鏡，所述的第五透鏡5的兩側(cè)表面 均為凸面；
[0037]第六透鏡6,所述的第六透鏡6為正焦距的球面透鏡，所述的第六透鏡6的兩側(cè)表面 均為凹面；
[0038] 第七透鏡7,所述的第七透鏡7為正焦距的球面透鏡，所述的第七透鏡7的兩側(cè)表面 均為凸面，并且第五透鏡5、第六透鏡6和第七透鏡7膠合在一起形成透鏡組；
[0039]第八透鏡8,所述的第八透鏡8為負(fù)焦距的非球面透鏡，并且第八透鏡8朝向物側(cè)的 表面為凹面、朝向像側(cè)的表面為凸面，而且第八透鏡8的兩側(cè)表面均為偶次非球面；
[0040] 感光片11。
[0041 ] 第三透鏡3和第四透鏡4組成一個(gè)膠合透鏡組，而且第五透鏡5、第六透鏡6和第七 透鏡7也組成一個(gè)膠合透鏡組，這樣的結(jié)構(gòu)可以有效解決系統(tǒng)色差問題，而且能夠降低光學(xué) 系統(tǒng)的公差敏感性，提高像質(zhì)。該高清航拍光學(xué)成像系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了大視場(chǎng)角、小畸變、高像質(zhì) 和大孔徑成像，可以用于無人機(jī)航拍等領(lǐng)域。
[0042]所述的高清航拍光學(xué)成像系統(tǒng)滿足如下表達(dá)式:fl/f彡-1.6,3.5<f2/f<4，（f3+ f4)/f 彡 29 · 6，1 彡（f5+f6+f7)/f彡 1 · 2，f8/f 彡-3 · 4;其中，Π 、f2、f3、f4、f5、f6、f7 和 f8 是第 一透鏡I、第二透鏡2、第三透鏡3、第四透鏡4、第五透鏡5、第六透鏡6、第七透鏡7和第八透鏡 8的焦距，f是高清航拍光學(xué)成像系統(tǒng)的整體焦距。光學(xué)成像系統(tǒng)滿足上述表達(dá)式可以解決 本發(fā)明結(jié)構(gòu)的光焦度分配問題，從而降低結(jié)構(gòu)性公差敏感性，提高光學(xué)成像系統(tǒng)的性能。 [0043] 所述的高清航拍光學(xué)成像系統(tǒng)滿足如下表達(dá)式:Vdi ensl彡52，vdiens3彡52，vdiens4彡 52，丫(116113 7多52，￥(116113 2：^41，￥(116113 5：^41，￥(116113 6：^41，￥(116113 8：^41;其中，￥(1161131、￥(1161132、 vdiens3、vdiens4、vdiens5、vdiens6、vdi ens7 和 vdiens8 是第一透鏡1、第二透鏡2、第三透鏡3、第四透 鏡4、第五透鏡5、第六透鏡6、第七透鏡7和第八透鏡8的色散系數(shù)。光學(xué)成像系統(tǒng)滿足上述表 達(dá)式可以解決系統(tǒng)軸向色差過大問題，從而實(shí)現(xiàn)中心高分辨率。
[0044]所述的高清航拍光學(xué)成像系統(tǒng)滿足如下表達(dá)式:0.27<f/TL<0.32,0.19<BFL/ TL<0.24，1<A1/A4<1.36,0.63<T1/T8<0.8,0.5<(A1+A2+A3+A4)/TL<0.32;其中，BFL 是高清航拍光學(xué)成像系統(tǒng)的光學(xué)后焦(光學(xué)系統(tǒng)最后一個(gè)面與成像面的水平距離），TL是第 一透鏡1與感光片11之間的距離，Al是第一透鏡1與第二透鏡2之間的空氣間隔，A2是第二透 鏡2與第三透鏡3之間的空氣間隔，A3是第四透鏡4與第五透鏡5之間的空氣間隔，A4是第七 透鏡7與第八透鏡8之間的空氣間隔，Tl和T8分別是第一透鏡1和第八透鏡8的鏡片中心厚 度。光學(xué)成像系統(tǒng)滿足上述表達(dá)式可以使光學(xué)系統(tǒng)有較大的光學(xué)后焦(BFL)的同時(shí)，也可以 有效的壓縮光學(xué)系統(tǒng)總長(zhǎng)，縮小體積，并確保加工可行性。
[0045] 所述的第八透鏡8與感光片11之間設(shè)有濾光片9。光線是從濾光片9進(jìn)入像面，考慮 到鏡頭成像時(shí)會(huì)使用CMOS等感光片，濾光片9對(duì)感光片11有一定的保護(hù)作用，同時(shí)也過濾一 部分光線以減少雜光和光斑等，使圖像色彩亮麗和銳利的同時(shí)具有良好的色彩還原性。
[0046] 所述第二透鏡2、第三透鏡3、第四透鏡4、第五透鏡5、第六透鏡6、第七透鏡7為玻璃 球面透鏡，所述第一透鏡1和第八透鏡8為玻璃非球面透鏡，且非球面表面形狀滿足方程： Z=cyV{ 1+^/ [卜（1+k) c2y2] }十 d f + a 2yV a .,yf十 α 4:/十 α 以1。+ α 十 a 7yu+ a j111，在公式中，參 數(shù)C為半徑所對(duì)應(yīng)的曲率，y為徑向坐標(biāo)(其單位和透鏡長(zhǎng)度單位相同），k為圓錐二次曲線系 數(shù)；當(dāng)k系數(shù)小于-1時(shí)，透鏡的面形曲線為雙曲線，當(dāng)k系數(shù)等于-1時(shí)，透鏡的面形曲線為拋 物線；當(dāng)k系數(shù)介于-1到0之間時(shí)，透鏡的面形曲線為橢圓，當(dāng)k系數(shù)等于0時(shí)，透鏡的面形曲 線為圓形，當(dāng)k系數(shù)大于0時(shí)，透鏡的面形曲線為扁圓形; 〇1至〇8分別表示各徑向坐標(biāo)所對(duì)應(yīng) 的系數(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高清航拍光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于:從物側(cè)至像側(cè)依次設(shè)有： 第一透鏡（1)，所述的第一透鏡（1)為負(fù)焦距的非球面透鏡，并且第一透鏡（1)朝向物側(cè) 的表面為凸面、朝向像側(cè)的表面為凹面，而且第一透鏡(1)的兩側(cè)表面均為偶次非球面； 第二透鏡(2)，所述的第二透鏡(2)為正焦距的球面透鏡，并且第二透鏡（1)朝向物側(cè)的 表面為凸面、朝向像側(cè)的表面為凹面； 第三透鏡(3)，所述的第三透鏡(3)為負(fù)焦距的球面透鏡，并且第三透鏡(3)的兩側(cè)表面 均為凹面； 第四透鏡(4)，所述的第四透鏡(4)為正焦距的球面透鏡，所述的第四透鏡(4)的兩側(cè)表 面均為凸面，并且第四透鏡(4)與第三透鏡(3)膠合在一起形成透鏡組； 光闌（10); 第五透鏡(5)，所述的第五透鏡(5)為正焦距的球面透鏡，所述的第五透鏡(5)的兩側(cè)表 面均為凸面； 第六透鏡(6)，所述的第六透鏡(6)為正焦距的球面透鏡，所述的第六透鏡(6)的兩側(cè)表 面均為凹面； 第七透鏡(7)，所述的第七透鏡(7)為正焦距的球面透鏡，所述的第七透鏡(7)的兩側(cè)表 面均為凸面，并且第五透鏡(5 )、第六透鏡(6)和第七透鏡(7)膠合在一起形成透鏡組； 第八透鏡(8)，所述的第八透鏡(8)為負(fù)焦距的非球面透鏡，并且第八透鏡(8)朝向物側(cè) 的表面為凹面、朝向像側(cè)的表面為凸面，而且第八透鏡(8)的兩側(cè)表面均為偶次非球面； 感光片（11)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高清航拍光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于:所述的高清航拍光學(xué)成 像系統(tǒng)滿足如下表達(dá)式：fl/f 彡-1·6,3·5彡f2/f 彡4，（f3+f4)/f 彡29.6，1彡（f5+f6+f7)/f 彡1.2，f8/f彡-3.4;其中4142汀3、€4汀546汀7和€8是第一透鏡（1)、第二透鏡（2)、第三 透鏡(3)、第四透鏡(4)、第五透鏡(5)、第六透鏡(6)、第七透鏡(7)和第八透鏡(8)的焦距，f 是高清航拍光學(xué)成像系統(tǒng)的整體焦距。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高清航拍光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于:所述的高清航拍光 學(xué)成像系統(tǒng)滿足如下表達(dá)式:vdiensi^： 52^(11(^3^= 52^(11(^4^= 52^(11(^7^= 52, vdiens2<41， vdlens5 € 41，vdlense^ 41，vdlensS^ 41 ; 中，vdlensl、vdlens2、vdlens3、vdlens4、vdlens5、vdlens6、 vdiens7和vdiens8是第一透鏡（1)、第二透鏡(2)、第三透鏡(3)、第四透鏡(4)、第五透鏡(5)、第 六透鏡(6)、第七透鏡(7)和第八透鏡(8)的色散系數(shù)。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高清航拍光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于:所述的高清航拍光學(xué)成 像系統(tǒng)滿足如下表達(dá)式：0.27<f/TL<0.32,0.19<BFL/TL<0.24，l<Al/A4<1.36,0.63 <T1/T8<0.8，0.5<(A1+A2+A3+A4)/TL<0.32;其中，BFL是高清航拍光學(xué)成像系統(tǒng)的光 學(xué)后焦，TL是第一透鏡（1)與感光片（11)之間的距離，A1是第一透鏡（1)與第二透鏡(2)之間 的空氣間隔，A2是第二透鏡(2)與第三透鏡(3)之間的空氣間隔，A3是第四透鏡(4)與第五透 鏡(5)之間的空氣間隔，A4是第七透鏡(7)與第八透鏡(8)之間的空氣間隔，T1和T8分別是第 一透鏡(1)和第八透鏡(8)的鏡片中心厚度。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高清航拍光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于:所述的第八透鏡(8)與 感光片（11)之間設(shè)有濾光片(9)。
【文檔編號(hào)】G02B13/18GK205665457SQ201620437818
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年5月12日
【發(fā)明人】薛雷濤, 黃聲齊, 鄒文彬, 高鑒, 王學(xué)寶, 馮建設(shè), 肖明志
【申請(qǐng)人】中山聯(lián)合光電科技股份有限公司