Nei sistemi di droni FPV (First-Person View), l'obiettivo gioca un ruolo centrale nel determinare la nitidezza dell'immagine, la latenza, il campo visivo e il feedback visivo complessivo durante il volo. Poiché i droni FPV continuano a essere utilizzati nel volo libero, nelle gare, nella cinematografia, nella mappatura e nell'addestramento, è fondamentale comprendere come un Lente FPV è progettato e quali parametri tecnici sono importanti può aiutare gli utenti a scegliere le soluzioni ottiche più adatte ai loro scenari applicativi.

Questo articolo introduce le caratteristiche essenziali di un Lente per droni FPV, insieme alle considerazioni sulla progettazione ottica che incidono sulla percezione del volo in tempo reale.

1. Campo visivo (FOV): il fondamento della percezione FPV

Il campo visivo determina la quantità di ambiente visibile nel feed della telecamera.

Per il volo FPV, in particolare per le gare e il freestyle, i piloti solitamente preferiscono:

FOV ultra-ampio (equivalente a 150°–180°)

Consente una migliore consapevolezza spaziale e manovre più fluide

Controllo della distorsione grandangolare

Assicura che l'immagine rimanga riconoscibile e naturale durante i movimenti rapidi

Un obiettivo ultragrandangolare ben progettato bilancia un'ampia copertura con livelli di distorsione accettabili, fornendo ai piloti indicazioni visive stabili.

2. Risoluzione ottica e nitidezza dell'immagine

La risoluzione influisce sulla nitidezza con cui la telecamera cattura texture, posizioni e dettagli.

I fattori chiave includono:

Potere di risoluzione dell'obiettivo (prestazioni MTF)

Livello di distorsione ottica

Controllo dell'aberrazione cromatica

Compatibilità del sensore (1/1,8", 1/2", 1/3", ecc.)

Un obiettivo per drone FPV ad alta risoluzione dovrebbe mantenere una nitidezza costante su tutta l'immagine, compresi i bordi, poiché la chiarezza periferica è fondamentale nei feed FPV grandangolari.

3. Comportamento di latenza ed efficienza di trasmissione ottica

La latenza nei sistemi FPV è influenzata sia dalla telecamera che dall'obiettivo ottico.

La progettazione delle lenti influisce indirettamente sulla latenza attraverso:

Efficienza di trasmissione della luce (valore T)

Qualità del rivestimento

Riflessioni interne e controllo della luce diffusa

Una lente con elevata trasmissione della luce consente al sensore di ottenere informazioni sufficienti più rapidamente, supportando la trasmissione video FPV a bassa latenza.

4. Dimensioni dell'apertura e prestazioni in condizioni di scarsa illuminazione

Il volo FPV avviene spesso in condizioni di illuminazione variabili: spazi interni, ambienti al tramonto, tunnel o aree esterne ombreggiate.

Un'ampia apertura (ad esempio, F1.6 – F2.0) consente:

Miglioramento della visibilità in condizioni di scarsa illuminazione

Riduzione del rumore del sensore

Esposizione più stabile nelle transizioni veloci

In combinazione con opportuni rivestimenti antiriflesso, una lente può mantenere immagini nitide sia in ambienti luminosi che in quelli bui.

5. Materiali delle lenti e durata strutturale

I droni FPV sono soggetti a vibrazioni, rapide accelerazioni e impatti occasionali. Pertanto, la struttura fisica dell'obiettivo è importante tanto quanto le sue prestazioni ottiche.

Le considerazioni includono:

Elementi in vetro contro elementi ibridi (vetro + resina)

Materiale del barilotto dell'obiettivo (alluminio, PC/ABS, materiali compositi)

Resistenza alle variazioni di temperatura

Requisiti di peso per l'equilibrio del drone

Una struttura ottica stabile garantisce prestazioni di messa a fuoco costanti anche nei voli ripetuti.

6. Compatibilità del sensore e formato dell'immagine

I diversi sistemi FPV utilizzano dimensioni dei sensori e rapporti di aspetto diversi.

L'abbinamento dell'obiettivo al sensore garantisce:

Distanza focale posteriore corretta

Copertura ottimale senza vignettatura

Posizione di messa a fuoco precisa

Utilizzo corretto dell'intera gamma dinamica del sensore

I formati dei sensori comunemente utilizzati nell'FPV includono: 1/3", 1/2", 1/1,8" CMOS.

7. Selezione delle lenti specifiche per l'applicazione

Diversi casi d'uso FPV richiedono diverse priorità ottiche:

FPV in stile libero

Ampio campo visivo

Elevata stabilità dell'immagine

Distorsione controllata

Corse FPV

Latenza estremamente bassa

Rapido adattamento alla luce

Chiarezza da bordo a bordo

FPV cinematografico

Risoluzione più alta

Immagini a bassa distorsione

Precisione della resa cromatica

FPV industriale

Contrasto elevato

Prestazioni ottiche costanti

Design robusto dell'alloggiamento