无人机上的光学系统非常关键，主要集成在它的“眼睛”——摄像头和相关传感器中。这些系统利用多种类型的光学透镜来实现不同的功能。以下是无人机中常见的光学透镜及其作用：
一、摄像头镜头组中的透镜（核心成像）：
1、球面透镜：这是最常见、成本最低的透镜类型，表面是球面的一部分。它们负责基本的聚焦和光线弯曲。然而，单个球面透镜会产生各种像差（如球差、彗差、像散、场曲）。
2、非球面透镜：表面形状不是球面的一部分（通常是更复杂的曲面）。它们的主要作用是校正像差，特别是球差和彗差。使用非球面透镜可以：
显著提高成像质量（更锐利、更少畸变）。
减少所需透镜的数量，从而减轻重量和缩小体积 - 这对无人机至关重要。
提高大光圈镜头的性能。
3、塑料透镜：由光学塑料模压成型。优点是重量轻、成本低、易于制造复杂形状（如非球面）。广泛用于消费级无人机镜头中，以实现轻量化和成本控制。缺点是光学性能（如透光率、耐热性、抗刮擦性）通常不如玻璃。
4、玻璃透镜：由光学玻璃研磨抛光而成。优点是光学性能优异（高透光率、低色散、低吸收）、耐用性好、稳定性高。常用于对画质要求极高的专业航拍镜头或镜组中的关键镜片。缺点是重量大、成本高、加工复杂。
5、红外截止滤光片：虽然严格来说不总是“透镜”，但它是镜头光学路径中的关键光学元件。它阻挡红外光进入图像传感器。人眼看不见红外光，但大多数图像传感器对其敏感。如果不滤除，会导致图像颜色失真（例如，绿叶看起来发灰）。它确保拍摄的照片和视频色彩准确。
6、中性密度滤光片：有时会内置在高端无人机镜头中，或者作为外置配件。它均匀地减少所有波长的进光量，就像给镜头戴了一副墨镜。作用是在非常明亮的环境下：
允许使用较慢的快门速度来拍摄动态模糊效果（如平滑的流水或云层移动）。
允许使用大光圈来获得浅景深效果，而不至于过曝。
7、光学防抖元件：一些高端镜头具有光学防抖功能。这通常涉及移动一组或一片透镜来抵消微小的抖动，保持图像稳定。这对于在飞行中（尤其是有风时）拍摄清晰视频至关重要。虽然不是所有防抖都移动透镜（也有移动传感器的方式），但移动透镜组是常见方案。
二、视觉/避障传感器中的透镜：
1、鱼眼透镜/超广角透镜：无人机用于避障、定位（如VIO - Visual Inertial Odometry）或智能跟随的摄像头通常需要非常大的视野。这就需要鱼眼透镜或由多个透镜组成的超广角镜头组。这些透镜设计的关键是在提供超大视场角的同时，尽量控制畸变（虽然鱼眼畸变是固有的，但可以通过算法校正）。它们使无人机能“看到”周围更大范围的环境。
2、塑料透镜/玻璃透镜组合：与主摄像头类似，避障传感器也会使用球面、非球面、塑料和玻璃透镜的组合，在满足光学性能要求（如视场角、畸变控制、光通量）的前提下，优先考虑小型化、轻量化和成本。
三、热成像相机中的透镜（行业无人机常见）：
1、锗透镜：热成像相机探测的是物体发出的红外辐射。普通玻璃对中长波红外线是不透明的。锗是一种半导体材料，对红外线（特别是8-14μm波段）有很高的透过率，因此是制造热成像镜头的首选材料。锗透镜非常昂贵且相对脆弱。
2、硫系玻璃透镜：作为锗的一种替代材料，某些硫系玻璃也能透红外光，可能成本稍低或具有不同的光学特性。
3、硅透镜：有时用于近红外或特定波段的热成像。
4、非球面/衍射光学元件：同样用于校正像差、减小尺寸和重量，这对集成在无人机上的热成像仪非常重要。
无人机的类型
一、消费级无人机
1、主摄透镜方案：
入门款（如DJI Mini SE）：4片塑料球面 + 1片塑料非球面。
主流款（如DJI Mini 4 Pro）：2片玻璃球面 + 2片塑料非球面 + IR滤光片。
2、避障镜头：全塑料球面鱼眼透镜组（FOV＞140°）。
二、专业航拍无人机
1、主摄方案：
基础款：3片玻璃非球面 + 2片特殊色散玻璃（如ED镜片）。
旗舰款：1片模压玻璃非球面 + 2片ED玻璃 + 2片塑料非球面（如Mavic 3哈苏镜头）。
2、必选配置：
红外截止滤光片（双面镀膜，透光率＞95%）。
ND滤镜（外置或电动内置，ND8/16/32）。
3、工艺要求：
镜片偏心误差＜5μm，避免解析力下降。
三、行业应用无人机（安防、测绘、巡检）
1、可见光镜头：
全玻璃非球面组（耐高温/震动），如大疆Matrice 30主摄。
增透镀膜（抗眩光，透光率＞99%）。
2、热成像镜头：
锗非球面透镜（MWIR波段透过率＞90%）。
镀金刚石膜（防刮擦），如FLIR Boson核心镜组。
3、激光雷达透镜：
硅/硒化锌材料（透红外激光），表面镀抗反射膜。
关键参数选型对照表
鼎鑫盛的非球面透镜使用的都是光学玻璃材质，CNC加工方式，应用于高端的无人机。