[發明專利]一種離軸三反多光譜空間遙感相機雙成像通道光學鏡頭

有效

• 申請號: 202010773493.8
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN111999848B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 張楠;李慶林;常君磊;黃穎;于生全;安萌;魏志勇;王媛媛;楊沐;趙南;王春雨;王聰
• 申請（專利權）人: 北京空間機電研究所
• 主分類號: G02B7/182
• 分類號: G02B7/182;G02B17/06
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張歡

本發明涉及一種離軸三反多光譜空間遙感相機雙成像通道光學鏡頭，包括主框架、遮光罩、主鏡組件、次鏡組件、三鏡組件、直角分光鏡組件、第一成像通道組件和第二成像通道組件，遮光罩安裝在主框架頂部，主鏡組件和三鏡組件安裝在主框架的?Z側端面上，三鏡組件位于主鏡組件的下方；次鏡組件和直角分光鏡組件安裝在主框架的+Z側端面上，次鏡組件位于直角分光鏡組件上方；第一成像通道組件和第二成像通道組件為鏡像的結構形式，分別固定在直角分光鏡組件的上、下兩側；本發明能夠在獲得更多光譜譜段圖像信息的同時，實現兩個成像通道各譜段間亞像元級像元位置的對齊精度。

技術領域

本發明中涉及一種空間遙感相機雙成像通道光學鏡頭，屬于空間光學遙感器技術領域。

背景技術

隨著遙感器應用技術進步，尤其是光電探測器技術的飛速發展，資源類遙感相機對多光譜探測技術的需求越來越迫切。多光譜空間遙感相機光學鏡頭在軌工作時可以同時使用多個譜段對同一景物進行成像，因此它既可獲取目標的圖像信息，又可獲取目標的光譜信息，具有極高的應用前景。多光譜探測技術可以廣泛地用于資源考察、農林、水文和地質勘查、環境監測、災害調查以及測繪制圖等方面。

離軸相機光學鏡頭因其具有視場大、成像質量高等特點，具有較高的應用價值，各航天強國都加大了對離軸多光譜相機光學鏡頭的研究投入。然而單片CCD探測器由于受到加工工藝、原材料等限制，可提供的譜段數量非常有限，因此傳統的單通道鏡頭已不能滿足空間遙感相機對譜段數量使用需求。采用多臺光學鏡頭來增加可采集譜段數量的方法也不現實，一是由于衛星搭載成本較高，二是多臺光學鏡頭對同一景物成像時，精度不易保證，給后期圖像融合帶來較大難度。

單通道多光譜空間遙感相機光學鏡頭在衛星推掃方向上一般僅能安裝單片CCD探測器，可采集譜段數量受到了CCD探測器的制約，同時也制約了空間遙感器相機的性能。若在單通道光學鏡頭的衛星推掃方向上安裝多片CCD探測器，必然會大幅度增加焦面組件的體積，從而在成像時會引起焦面組件較大的結構熱變形，導致空間遙感相機成像質量嚴重下降。因此為克服單通道光學鏡頭的這一缺點，可以通過增加光學鏡頭成像通道的方式來增加鏡頭在衛星推掃方向上CCD探測器的數量，即所謂的雙成像通道光學鏡頭。雙通道成像技術已經成為空間遙感相機的關鍵技術之一。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：本發明可解決目標景物的光譜信息種類超過單臺單通道多光譜空間遙感相機光學鏡頭所能探測光譜譜段數量的問題，提供的一種雙通道多光譜空間遙感相機光學鏡頭，能夠在獲得更多光譜譜段圖像信息的同時，實現兩個成像通道各譜段間亞像元級像元位置的對齊精度，該相機在工程上利于實現和節約成本。另外，由于使用的是全反射式光學系統，此光學鏡頭不存在色差，因此能夠采集到光譜信息更加豐富的高質量圖像。

本發明所采用的技術方案是：一種離軸三反多光譜空間遙感相機雙成像通道光學鏡頭，包括主框架、遮光罩、主鏡組件、次鏡組件、三鏡組件、直角分光鏡組件、第一成像通道組件和第二成像通道組件，遮光罩安裝在主框架頂部，主鏡組件和三鏡組件安裝在主框架的-Z側端面上，三鏡組件位于主鏡組件的下方；次鏡組件和直角分光鏡組件安裝在主框架的+Z側端面上，次鏡組件位于直角分光鏡組件上方；第一成像通道組件和第二成像通道組件為鏡像的結構形式，分別固定在直角分光鏡組件的上、下兩側；

光線從遮光罩入射，照射到主鏡組件上后，經過主鏡組件反射到次鏡組件上，然后經過次鏡組件反射到三鏡組件上；然后經過三鏡組件反射到直角分光鏡組件上；最后，由直角分光鏡組件將光線分成沿X向呈180°角的兩個成像通道，進入第一成像通道組件和第二成像通道組件。

主框架為箱式結構，采用鈦合金鑄造而成。

遮光罩采用凱夫拉復合材料板制成，且在光纖入口端內壁布置有環形光欄片，內表面噴涂消雜光黑漆，反射系數小于5％。

主鏡組件包括主鏡和主鏡框，主鏡通過支撐結構固定在主鏡框內部；主鏡為四次扁球面。