[發明專利]數字航測全色相機鏡頭

無效

• 申請號: 200910076824.6
• 申請日: 2009-01-22
• 公開（公告）號: CN101477240A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發明（設計）人: 藍公仆;梁偉;馬文禮;高曉東
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G02B13/00
• 分類號: G02B13/00;G02B1/02;G02B9/00;G01C11/02
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司
• 代理人: 李新華;徐開翟

技術領域

本發明涉及一個數字航測相機附件，特別涉及一種數字航測全色相機鏡頭。

背景技術

在目前的航空測量中，占主導地位的還是傳統的航空膠片攝影，但航空膠片攝影有很多不足：(1)沖印處理耗費大量的時間與人力，膠片保管維護麻煩；(2)必須先進行掃描輸入才能進行計算機處理，耗費時間，難以及時對數據進行分析，并可能損傷膠片；(3)膠片感光層和其光譜特性限定了其信息獲取的能力；(4)對拍攝圖像的質量和使用的曝光參數是否合適不能直接確認和實時檢驗；(5)處理時間周期長，處理工藝流程復雜。

針對膠片攝影的不足，世界各國爭相研究發展數字攝影系統來解決這個問題。航空數字測量系統的優點是顯而易見的。比如：具有當代高技術水平的數字傳感器線性響應度好、有數字增強功能、對地光照靈敏度高；運作部件少、工作壽命長、體積小、重量輕；數字圖像應用于測圖，可直接進入計算機進行各種處理，時間周期短；實時圖像數據顯示與檢查，及時發現漏拍并補拍，一次性獲取作業區域的影像數據，減少飛行架次，大幅降低成本；記錄介質反復使用、易于存儲保存等。

當“數字中國”、“數字城市”、“數字國土”作為21世紀我國社會經濟、資源環境可持續發展的一個重要戰略思考時，數字航測相機代替傳統膠片攝影成為了必然趨勢。

在此趨勢下，數字航測相機系統鏡頭的光學設計方面又遇到了新的挑戰。因為數字航測相機系統鏡頭相比于傳統膠片相機鏡頭的來說有更高的性能要求：由于CCD像元尺寸較小，需要鏡頭具有更高的分辨率和更低的畸變。

一般來說，一個數字航測相機系統由兩類鏡頭共同組成，一類鏡頭具有相對大的口徑、相對長的焦距、相對大的像面，應用全色CCD作為接收器件，主要采集地面物體的幾何信息；另一類鏡頭具有相對小的口徑、相對短的焦距、相對小的像面，應用彩色CCD作為接收器件，主要采集地面物體的光譜信息。

國內外在采用單面陣獲取高精度全色影像數據、單面陣獲取低精度彩色影像數據，通過融合生成高精度的彩色影像信息的數字航測相機系統方面還屬空白。

發明內容

本發明是在基于大面陣全色CCD下，所設計出來的航測鏡頭，用來采集地面物體的幾何信息

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種數字航測全色相機鏡頭，通過采用采用正、負光焦度的冕牌和火石玻璃透鏡的合理搭配，有效解決了現有的數字航測相機系統鏡頭基于大面陣全色CCD作為接收器件下的，難以實現大視場、高分辨率和低畸變的技術難題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：數字航測全色相機鏡頭，其特征在于：由前組透鏡、光闌和后組透鏡組成，并且所有透鏡位于同一光軸順次放置；所述前組透鏡由第一球殼透鏡，第二球殼透鏡，第三球殼透鏡、第一雙膠合透鏡和雙凸透鏡組成；后組透鏡分別由第二雙膠合透鏡、彎月透鏡、第三雙膠合透鏡和第四球殼透鏡組成。

所述第一球殼透鏡，第二球殼透鏡，第三球殼透鏡，其材料均為同材料冕牌玻璃，其光焦度均為負值。

所述第一雙膠合透鏡的兩塊玻璃的光焦度分別為正、負，它們一起產生了一個比較大的正光焦度；且第一雙膠合透鏡的兩塊玻璃的選材均為大折射率、低阿貝數的不同牌號的重火石玻璃。

所述雙凸透鏡選用了阿貝數大，折射率小的氟冕玻璃以對雙膠合透鏡的色差進行補償。

所述第二雙膠合透鏡的兩塊玻璃的光焦度分配分別為負、正；其中第一塊玻璃用了一個高折射率、低阿貝數的鑭火石玻璃；第二塊用了一個低折射率、高阿貝數的氟冕玻璃。

所述光闌距前組透鏡透鏡和后組透鏡的距離之比為1.3:1～1.9:1。

所述彎月透鏡選用的是高折射率、低阿貝數的重火石玻璃；其光焦度為負。

所述第三雙膠合透鏡，其兩塊玻璃的光焦度分配為正、負；兩塊玻璃用的是均是常規火石玻璃；正透鏡應用的是折射率略高、阿貝數略低的火石玻璃，負透鏡用了一個折射率略低、阿貝數略高的材料的冕火石玻璃。

所述球殼結構的材料為與第一球殼透鏡，第二球殼透鏡，第三球殼透鏡牌號相同的冕牌玻璃。其光焦度為負。

所述前組透鏡的通光口依次減小、后組透鏡的通光口徑依次增大；

本發明的數字航測全色相機的具體參數如下：

F數5.6～16，；焦距79.8mm；視場78.6⁰；無漸暈；根據所選CCD的光敏面尺寸，系統的像面對角線半高為66mm；分辨率很高，F數為5.6時，55線對的MTF>0.44；低畸變，全視場畸變<0.01％(6.6μm)；鏡長230mm(從第一面玻璃到最后一面玻璃)，后截距13mm。

與現有技術相比本發明具有如下優點：