[发明专利]数字航测彩色相机镜头

说明书

技术领域

本发明涉及一个数字航测相机附件，特别涉及一种数字航测彩色相机镜头。

背景技术

在目前的航空测量中，占主导地位的还是传统的航空胶片摄影，但航空胶片摄影有很多不足：(1)冲印处理耗费大量的时间与人力，胶片保管维护麻烦；(2)必须先进行扫描输入才能进行计算机处理，耗费时间，难以及时对数据进行分析，并可能损伤胶片；(3)胶片感光层和其光谱特性限定了其信息获取的能力；(4)对拍摄图像的质量和使用的曝光参数是否合适不能直接确认和实时检验；(5)处理时间周期长，处理工艺流程复杂。

针对胶片摄影的不足，世界各国争相研究发展数字摄影系统来解决这个问题。航空数字测量系统的优点是显而易见的。比如：具有当代高技术水平的数字传感器线性响应度好、有数字增强功能、对地光照灵敏度高；运作部件少、工作寿命长、体积小、重量轻；数字图像应用于测图，可直接进入计算机进行各种处理，时间周期短；实时图像数据显示与检查，及时发现漏拍并补拍，一次性获取作业区域的影像数据，减少飞行架次，大幅降低成本；记录介质反复使用、易于存储保存等。

当“数字中国”、“数字城市”、“数字国土”作为21世纪我国社会经济、资源环境可持续发展的一个重要战略思考时，数字航测相机代替传统胶片摄影成为了必然趋势。

在此趋势下，数字航测相机系统镜头的光学设计方面又遇到了新的挑战。因为数字航测相机系统镜头相比于传统胶片相机镜头的来说有更高的性能要求：由于CCD像元尺寸较小，需要镜头具有更高的分辨率和更低的畸变。

一般来说，一个数字航测相机系统由两类镜头共同组成，一类镜头具有相对大的口径、相对长的焦距、相对大的像面，应用全色CCD作为接收器件，主要采集地面物体的几何信息；另一类镜头具有相对小的口径、相对短的焦距、相对小的像面，应用彩色CCD作为接收器件，主要采集地面物体的光谱信息。

国内外在采用单面阵获取高精度全色影像数据、单面阵获取低精度彩色影像数据，通过融合生成高精度的彩色影像信息的数字航测相机系统方面还属空白。

发明内容

本发明是在基于大面阵彩色CCD下，所设计出来的航测镜头，用来采集地面物体的颜色信息。

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种数字航测彩色相机镜头，通过采用正、负光焦度的冕牌和火石玻璃透镜的合理搭配，有效解决了现有的数字航测相机系统镜头基于大面阵彩色CCD作为接收器件下的，难以实现大视场、高分辨率和低畸变的技术难题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：数字航测彩色相机镜头，其特征在于：由前组透镜、光阑和后组透镜组成，并且所有透镜位于同一光轴顺次放置；所述前组由第一球壳透镜，第二球壳透镜，第三球壳透镜、第一双胶合透镜和双凸透镜组成；后组分别由三胶合透镜、第二双胶合透镜和第四球壳透镜组成。

所述第一球壳透镜，第二球壳透镜，第三球壳透镜，其材料均为同材料冕牌玻璃，其光焦度均为负值。

所述第一双胶合透镜的两块玻璃的光焦度分别为正、负，它们一起产生了一个比较大的正光焦度；且第一双胶合透镜的两块玻璃的选材均为大折射率、低阿贝数的不同牌号的重火石玻璃。

所述双凸透镜选用了阿贝数大，折射率小的氟冕玻璃以对双胶合透镜(4)的色差进行补偿。

所述光阑距前组透镜透镜和后组透镜的距离之比为2:1～2.5:1。

所述三胶合透镜的三块玻璃的光焦度分配分别为正、正、负，第一块玻璃用了一个高折射率、低阿贝数的镧火石玻璃；第二块用了一个低折射率、高阿贝数的氟冕玻璃；第三块选用的是高折射率、低阿贝数的重火石玻璃。

所述第二双胶合透镜，其两块玻璃的光焦度分配为负、正；两块玻璃用的是均是常规火石玻璃；第一块透镜应用的是折射率略高、阿贝数略低的火石玻璃，第二块透镜用了一个折射率略低、阿贝数略高的材料的冕火石玻璃。

所述第四球壳透镜的材料为与第一球壳透镜，第二球壳透镜，第三球壳透镜牌号相同的冕牌玻璃。其光焦度为负。

前组透镜的通光口依次减小、后组透镜的通光口径依次增大；

本发明的数字航测彩色相机的具体参数如下：

F数5.6；焦距31.24mm；视场87.8⁰；无渐晕；根据所选CCD的光敏面尺寸，系统的像面对角线半高为30.2mm；分辨率很高，F数5.6，在55线对处，MTF>0.5；低畸变，全视场畸变<0.01％；镜长140mm(从第一面玻璃到最后一面玻璃)，后截距6mm。

与现有技术相比本发明具有如下优点：