本技術屬于光學鏡頭,具體涉及一種低空航拍用可見光鏡頭,尤其適用于無人機航空測繪和偵察領域,能夠實現在80°視場下的航空成像。
背景技術:
1、航空領域要求鏡頭在高空中,環境溫度、大氣壓力等參數不斷變化的情況下對地面目標清晰成像。當無人機使用時,對無人機使用的航空測繪鏡頭對成像的視場范圍、成像傳遞函數和重量都有嚴苛的要求,而且無人機在復雜氣候條件下,應適應全天候成像,在白天、黑天、霧天或者風雨下的一致性成像直接影響到無人機的使用廣泛性,同時廣角鏡頭可擴大搜索范圍提升搜索效率,但同時帶來畸變、成像質量的下降。
2、目前航空測繪鏡頭的光學設計達不到實際需求,鏡頭標準化程度較低,尤其是為了提高搜索效率,采用大視場鏡頭時普遍存在成像質量較差,畸變、清晰度以及飽和度等方面不能滿足航空對地拍攝要求的實際問題。造成了無人機航空測繪和偵察的局限性大大增加。
技術實現思路
1、有鑒于此,本實用新型的目的是提供一種具有80°視場的航空成像鏡頭,該鏡頭結構簡單,視場固定為80°下,成像傳遞函數高、畸變低,由于其視場固定為80°,作為一種標準鏡頭可隨時根據使用情況在無人機上拆裝,實現視場角80°的廣角搜索,搜索范圍擴大,配合其他小視場鏡頭實現搜索-精確定位功能。
2、為實現上述目的,采用以下光學設計技術方案:
3、本實用新型的低空航拍用80°視場可見光鏡頭,包括自物側至像側依次設置的:
4、第一透鏡,其具有正光焦度;
5、第二透鏡,其具有負光焦度且與所述第一透鏡間隔設置;
6、第三透鏡,其具有負光焦度且與所述第二透鏡間隔設置;
7、第四透鏡,其具有正光焦度且與所述第三透鏡間隔設置;
8、光闌,其與所述第四透鏡間隔設置并用于限制光束口徑;
9、第五透鏡,其具有負光焦度與所述光闌間隔設置;
10、第六透鏡,其具有負焦度且與所述第五透鏡間隔設置;
11、第七透鏡,其具有負光焦度且與所述第六透鏡間隔設置;
12、第八透鏡,其具有負光焦度且與所述第七透鏡間隔設置。
13、進一步的,
14、所述第一透鏡朝向像側的一面為凹面,朝向物側的一面為凸面;
15、所述第二透鏡為雙凹透鏡;
16、所述第三透鏡朝向像側的一面為凸面,朝向物側的一面為平面;
17、所述第四透鏡朝向像側的一面為凹面,朝向物側的一面為凸面;
18、所述第五透鏡朝向像側的一面為平面,朝向物側的一面為凸面;
19、所述第六透鏡為雙凹透鏡;
20、所述第七透鏡為雙凸透鏡;
21、所述第八透鏡為朝向像側的一面為平面,朝向物側的一面為凸面。
22、進一步的,所述第一透鏡的材料為h-zf88,厚度為10mm,第一透鏡的前后表面的曲率半徑分別為60.80mm和22.59mm。
23、進一步的,所述第二透鏡的材料為h-fk71,與第一透鏡的間距為11.83mm,厚度為3mm,第二透鏡的前后表面的曲率半徑分別為-59.37mm和36.01mm。
24、進一步的,所述第三透鏡的材料為h-fk71,與第二透鏡的間距為29.91mm,厚度為9.5mm,第三透鏡的前后表面的曲率半徑分別為-1891.72mm和-36.40mm。
25、進一步的,所述第四透鏡的材料為h-zf62,與第三透鏡的間距0.2mm,厚度為4.6mm,第四透鏡的前后表面的曲率半徑分別為66.21mm和191.10mm。
26、進一步的,所述光闌與第四透鏡的間距為38.17mm,與第五透鏡的間距為0.2mm。
27、進一步的,所述第五透鏡的材料為h-fk71,厚度為4mm,第五透鏡的前后表面的曲率半徑分別為13.49mm和-37.35mm。
28、進一步的,所述第六透鏡的材料為h-zf11,與第五透鏡的間距為1.38mm,厚度為4.3mm,第六透鏡的前后表面的曲率半徑分別為-24.52mm和15.84mm。
29、進一步的,所述第七透鏡的材料為h-fk71,與第六透鏡的間距為1.73mm,厚度為4.5mm,第七透鏡的前后表面的曲率半徑分別為41.86mm和-20.07mm。
30、進一步的,所述第八透鏡的材料為h-zlaf68c,與第七透鏡的間距為0.2mm,厚度為3mm,第八透鏡的前后表面的曲率半徑分別為70.25mm和576.02mm。
31、本實用新型的低空航拍用80°視場可見光鏡頭,還可以包括鏡筒,鏡筒沒有特殊限制,能夠固定上述第一透鏡,第二透鏡,第三透鏡,第四透鏡,光闌,第五透鏡,第六透鏡和第七透鏡即可。
32、與現有技術相比,本實用新型的有益效果為:
33、本實用新型的低空航拍用80°視場可見光鏡頭,結構簡單,視角范圍固定為80°,成像傳遞函數高、畸變低。該可見光鏡頭能實現全視場mtf>0.6@50lp/mm,全視場最大畸變<10%;照度全視場均勻性優于80%;全視場點列圖rms半徑≤7.5μm。滿足低空航拍大范圍搜索成像,尤其是對地面彩色目標的搜索測繪等應用場景的成像要求。
1.低空航拍用80°視場可見光鏡頭,其特征在于,包括自物側至像側依次設置的:
2.根據權利要求1所述的低空航拍用80°視場可見光鏡頭,其特征在于,
3.根據權利要求1所述的低空航拍用80°視場可見光鏡頭,其特征在于,所述第一透鏡(1)的材料為h-zf88,厚度為10mm,第一透鏡(1)的前后表面的曲率半徑分別為60.80mm和22.59mm。
4.根據權利要求1所述的低空航拍用80°視場可見光鏡頭,其特征在于,所述第二透鏡(2)的材料為h-fk71,與第一透鏡(1)的間距為11.83mm,厚度為3mm,第二透鏡(2)的前后表面的曲率半徑分別為-59.37mm和36.01mm。
5.根據權利要求1所述的低空航拍用80°視場可見光鏡頭,其特征在于,所述第三透鏡(3)的材料為h-fk71,與第二透鏡(2)的間距為29.91mm,厚度為9.5mm,第三透鏡(3)的前后表面的曲率半徑分別為-1891.72mm和-36.40mm。
6.根據權利要求1所述的低空航拍用80°視場可見光鏡頭,其特征在于,所述第四透鏡(4)的材料為h-zf62,與第三透鏡(3)的間距0.2mm,厚度為4.6mm,第四透鏡(4)的前后表面的曲率半徑分別為66.21mm和191.10mm;
7.根據權利要求1所述的低空航拍用80°視場可見光鏡頭,其特征在于,所述第五透鏡(6)的材料為h-fk71,厚度為4mm,第五透鏡(6)的前后表面的曲率半徑分別為13.49mm和-37.35mm。
8.根據權利要求1所述的低空航拍用80°視場可見光鏡頭,其特征在于,所述第六透鏡(7)的材料為h-zf11,與第五透鏡(6)的間距為1.38mm,厚度為4.3mm,第六透鏡(7)的前后表面的曲率半徑分別為-24.52mm和15.84mm。
9.根據權利要求1所述的低空航拍用80°視場可見光鏡頭,其特征在于,所述第七透鏡(8)的材料為h-fk71,與第六透鏡(7)的間距為1.73mm,厚度為4.5mm,第七透鏡(8)的前后表面的曲率半徑分別為41.86mm和-20.07mm。
10.根據權利要求1所述的低空航拍用80°視場可見光鏡頭,其特征在于,所述第八透鏡(9)的材料為h-zlaf68c,與第七透鏡(8)的間距為0.2mm,厚度為3mm,第八透鏡(9)的前后表面的曲率半徑分別為70.25mm和576.02mm。