一种高清航拍光学成像系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开高清航拍光学成像系统，包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜，第一透镜和第八透镜是负焦距的偶次非球面透镜，第二透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜是正焦距球面透镜，第三透镜是负焦距球面透镜，第一透镜朝物侧的面为凸面、朝像侧的面为凹面，第八透镜朝物侧的面为凹面、朝像侧的面为凸面，第二透镜朝物侧的面为凸面、朝像侧的面为凹面；第三透镜表面均为凹面；第四透镜表面均为凸面并与第三透镜胶合；第五透镜和第七透镜的表面均为凸面；第六透镜的表面均为凹面并与第五透镜和第七透镜胶合。本实用新型大视场角、高像质、大孔径。
【专利说明】一种高清航拍光学成像系统 【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种光学系统，更具体地说是一种高清航拍光学成像系统。 【【背景技术】】
[0002] 目前航拍摄像镜头被广泛应用在各行各业，但是现有的无人机航拍镜头存在一些 弊端，如大多镜头的视场角比较小、像素不够高，畸变也相应较大，拍摄图片不能真实有效 地呈现现实情景。
[0003] 因此，本实用新型正是基于上述现有技术存在的缺点而提出的。 【【实用新型内容】】
[0004] 本实用新型目的是克服了现有技术的不足，提供一种高清航拍光学成像系统，该 光学成像系统实现了大视场角、高像质、大孔径等优点，可以满足无人机航摄等领域的大视 场且小畸变的成像要求。
[0005] 本实用新型是通过以下技术方案实现的：
[0006] -种高清航拍光学成像系统，其特征在于:从物侧至像侧依次设有：
[0007] 第一透镜1，所述的第一透镜1为负焦距的非球面透镜，并且第一透镜1朝向物侧的 表面为凸面、朝向像侧的表面为凹面，而且第一透镜1的两侧表面均为偶次非球面；
[0008] 第二透镜2,所述的第二透镜2为正焦距的球面透镜，并且第二透镜1朝向物侧的表 面为凸面、朝向像侧的表面为凹面；
[0009] 第三透镜3,所述的第三透镜3为负焦距的球面透镜，并且第三透镜3的两侧表面均 为凹面；
[0010]第四透镜4,所述的第四透镜4为正焦距的球面透镜，所述的第四透镜4的两侧表面 均为凸面，并且第四透镜4与第三透镜3胶合在一起形成透镜组；
[0011] 光阑 10;
[0012] 第五透镜5,所述的第五透镜5为正焦距的球面透镜，所述的第五透镜5的两侧表面 均为凸面；
[0013] 第六透镜6,所述的第六透镜6为正焦距的球面透镜，所述的第六透镜6的两侧表面 均为凹面；
[0014] 第七透镜7,所述的第七透镜7为正焦距的球面透镜，所述的第七透镜7的两侧表面 均为凸面，并且第五透镜5、第六透镜6和第七透镜7胶合在一起形成透镜组；
[0015] 第八透镜8,所述的第八透镜8为负焦距的非球面透镜，并且第八透镜8朝向物侧的 表面为凹面、朝向像侧的表面为凸面，而且第八透镜8的两侧表面均为偶次非球面；
[0016] 感光片11。
[0017]如上所述的高清航拍光学成像系统，其特征在于:所述的高清航拍光学成像系统 满足如下表达式：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和第八透镜8的焦距，f是高清航拍光学成像系统 的整体焦距。
[0018]如上所述的高清航拍光学成像系统，其特征在于:所述的高清航拍光学成像系统 俩足如下表达式：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 是第一透镜I、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和第八 透镜8的色散系数。
[0019]如上所述的高清航拍光学成像系统，其特征在于:所述的高清航拍光学成像系统 满足如下表达式: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是高清航拍光学成像系统的光学后焦，TL 是第一透镜1与感光片11之间的距离，Al是第一透镜1与第二透镜2之间的空气间隔，A2是第 二透镜2与第三透镜3之间的空气间隔，A3是第四透镜4与第五透镜5之间的空气间隔，A4是 第七透镜7与第八透镜8之间的空气间隔，Tl和T8分别是第一透镜1和第八透镜8的镜片中心 厚度。
[0020] 如上所述的高清航拍光学成像系统，其特征在于:所述的第八透镜8与感光片11之 间设有滤光片9。
[0021] 如上所述的高清航拍光学成像系统，其特征在于：所述第二透镜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为玻璃球面透镜，所述第一透 镜1和第八透镜8为玻璃非球面透镜，且非球面表面形状满足方程： 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，参 数c为半径所对应的曲率，y为径向坐标(其单位和透镜长度单位相同），k为圆锥二次曲线系 数；当k系数小于-1时，透镜的面形曲线为双曲线，当k系数等于-1时，透镜的面形曲线为抛 物线；当k系数介于-1到0之间时，透镜的面形曲线为椭圆，当k系数等于0时，透镜的面形曲 线为圆形，当k系数大于0时，透镜的面形曲线为扁圆形; 〇1至〇8分别表示各径向坐标所对应 的系数。
[0022] 与现有技术相比，本实用新型有如下优点：
[0023] 1、本实用新型的第三透镜和第四透镜组成一个胶合透镜组，而且第五透镜、第六 透镜和第七透镜也组成一个胶合透镜组，这样的结构可以有效解决系统色差问题，而且能 够降低光学系统的公差敏感性，提高像质。
[0024] 2、本实用新型的第一透镜和第八透镜均采用非球面透镜，这样的结构使得镜头具 有较大视场角的同时也能有效解决光学系统的大畸变问题。
[0025] 3、本实用新型实现了高画幅，小畸变摄像，而且像面均匀、亮度高、孔径大(光圈数 达到F2.4)。
[0026] 4、本实用新型采用了玻璃球面透镜与玻璃非球面透镜相组合的结构，因此光学系 统的几何传递函数得到很大提高，可以使该产品的锐利度、透过率和色彩还原性均得到显 著提升。 【【附图说明】】
[0027]图1是本实用新型不意图；
[0028] 图2是本实用新型的光路示意图。 【【具体实施方式】】
[0029] 下面结合附图对本实用新型作进一步描述：
[0030] -种高清航拍光学成像系统，从物侧至像侧依次设有：
[0031] 第一透镜1，所述的第一透镜1为负焦距的非球面透镜，并且第一透镜1朝向物侧的 表面为凸面、朝向像侧的表面为凹面，而且第一透镜1的两侧表面均为偶次非球面；
[0032] 第二透镜2,所述的第二透镜2为正焦距的球面透镜，并且第二透镜1朝向物侧的表 面为凸面、朝向像侧的表面为凹面；
[0033]第三透镜3,所述的第三透镜3为负焦距的球面透镜，并且第三透镜3的两侧表面均 为凹面；
[0034]第四透镜4,所述的第四透镜4为正焦距的球面透镜，所述的第四透镜4的两侧表面 均为凸面，并且第四透镜4与第三透镜3胶合在一起形成透镜组；
[0035]光阑 10;
[0036] 第五透镜5,所述的第五透镜5为正焦距的球面透镜，所述的第五透镜5的两侧表面 均为凸面；
[0037]第六透镜6,所述的第六透镜6为正焦距的球面透镜，所述的第六透镜6的两侧表面 均为凹面；
[0038] 第七透镜7,所述的第七透镜7为正焦距的球面透镜，所述的第七透镜7的两侧表面 均为凸面，并且第五透镜5、第六透镜6和第七透镜7胶合在一起形成透镜组；
[0039]第八透镜8,所述的第八透镜8为负焦距的非球面透镜，并且第八透镜8朝向物侧的 表面为凹面、朝向像侧的表面为凸面，而且第八透镜8的两侧表面均为偶次非球面；
[0040] 感光片11。
[0041 ] 第三透镜3和第四透镜4组成一个胶合透镜组，而且第五透镜5、第六透镜6和第七 透镜7也组成一个胶合透镜组，这样的结构可以有效解决系统色差问题，而且能够降低光学 系统的公差敏感性，提高像质。该高清航拍光学成像系统实现了大视场角、小畸变、高像质 和大孔径成像，可以用于无人机航拍等领域。
[0042]所述的高清航拍光学成像系统满足如下表达式: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 一透镜I、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和第八透镜 8的焦距，f是高清航拍光学成像系统的整体焦距。光学成像系统满足上述表达式可以解决 本发明结构的光焦度分配问题，从而降低结构性公差敏感性，提高光学成像系统的性能。 [0043] 所述的高清航拍光学成像系统满足如下表达式: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和第八透镜8的色散系数。光学成像系统满足上述表 达式可以解决系统轴向色差过大问题，从而实现中心高分辨率。
[0044]所述的高清航拍光学成像系统满足如下表达式: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 是高清航拍光学成像系统的光学后焦(光学系统最后一个面与成像面的水平距离），TL是第 一透镜1与感光片11之间的距离，Al是第一透镜1与第二透镜2之间的空气间隔，A2是第二透 镜2与第三透镜3之间的空气间隔，A3是第四透镜4与第五透镜5之间的空气间隔，A4是第七 透镜7与第八透镜8之间的空气间隔，Tl和T8分别是第一透镜1和第八透镜8的镜片中心厚 度。光学成像系统满足上述表达式可以使光学系统有较大的光学后焦(BFL)的同时，也可以 有效的压缩光学系统总长，缩小体积，并确保加工可行性。
[0045] 所述的第八透镜8与感光片11之间设有滤光片9。光线是从滤光片9进入像面，考虑 到镜头成像时会使用CMOS等感光片，滤光片9对感光片11有一定的保护作用，同时也过滤一 部分光线以减少杂光和光斑等，使图像色彩亮丽和锐利的同时具有良好的色彩还原性。
[0046] 所述第二透镜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为玻璃 球面透镜，所述第一透镜1和第八透镜8为玻璃非球面透镜，且非球面表面形状满足方程： 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，参 数C为半径所对应的曲率，y为径向坐标(其单位和透镜长度单位相同），k为圆锥二次曲线系 数；当k系数小于-1时，透镜的面形曲线为双曲线，当k系数等于-1时，透镜的面形曲线为抛 物线；当k系数介于-1到0之间时，透镜的面形曲线为椭圆，当k系数等于0时，透镜的面形曲 线为圆形，当k系数大于0时，透镜的面形曲线为扁圆形; 〇1至〇8分别表示各径向坐标所对应 的系数。
【主权项】
1. 一种高清航拍光学成像系统，其特征在于:从物侧至像侧依次设有： 第一透镜（1)，所述的第一透镜（1)为负焦距的非球面透镜，并且第一透镜（1)朝向物侧 的表面为凸面、朝向像侧的表面为凹面，而且第一透镜(1)的两侧表面均为偶次非球面； 第二透镜(2)，所述的第二透镜(2)为正焦距的球面透镜，并且第二透镜（1)朝向物侧的 表面为凸面、朝向像侧的表面为凹面； 第三透镜(3)，所述的第三透镜(3)为负焦距的球面透镜，并且第三透镜(3)的两侧表面 均为凹面； 第四透镜(4)，所述的第四透镜(4)为正焦距的球面透镜，所述的第四透镜(4)的两侧表 面均为凸面，并且第四透镜(4)与第三透镜(3)胶合在一起形成透镜组； 光阑（10); 第五透镜(5)，所述的第五透镜(5)为正焦距的球面透镜，所述的第五透镜(5)的两侧表 面均为凸面； 第六透镜(6)，所述的第六透镜(6)为正焦距的球面透镜，所述的第六透镜(6)的两侧表 面均为凹面； 第七透镜(7)，所述的第七透镜(7)为正焦距的球面透镜，所述的第七透镜(7)的两侧表 面均为凸面，并且第五透镜(5 )、第六透镜(6)和第七透镜(7)胶合在一起形成透镜组； 第八透镜(8)，所述的第八透镜(8)为负焦距的非球面透镜，并且第八透镜(8)朝向物侧 的表面为凹面、朝向像侧的表面为凸面，而且第八透镜(8)的两侧表面均为偶次非球面； 感光片（11)。2. 根据权利要求1所述的高清航拍光学成像系统，其特征在于:所述的高清航拍光学成 像系统满足如下表达式：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)和第八透镜(8)的焦距，f 是高清航拍光学成像系统的整体焦距。3. 根据权利要求1或2所述的高清航拍光学成像系统，其特征在于:所述的高清航拍光 学成像系统满足如下表达式: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)和第八透镜(8)的色散系数。4. 根据权利要求2所述的高清航拍光学成像系统，其特征在于:所述的高清航拍光学成 像系统满足如下表达式：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是高清航拍光学成像系统的光 学后焦，TL是第一透镜（1)与感光片（11)之间的距离，A1是第一透镜（1)与第二透镜(2)之间 的空气间隔，A2是第二透镜(2)与第三透镜(3)之间的空气间隔，A3是第四透镜(4)与第五透 镜(5)之间的空气间隔，A4是第七透镜(7)与第八透镜(8)之间的空气间隔，T1和T8分别是第 一透镜(1)和第八透镜(8)的镜片中心厚度。5. 根据权利要求1所述的高清航拍光学成像系统，其特征在于:所述的第八透镜(8)与 感光片（11)之间设有滤光片(9)。
【文档编号】G02B13/18GK205665457SQ201620437818
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月12日
【发明人】薛雷涛, 黄声齐, 邹文彬, 高鉴, 王学宝, 冯建设, 肖明志
【申请人】中山联合光电科技股份有限公司