[实用新型]一种数字航空测绘彩色相机远心光学系统

说明书

本实用新型公开了一种数字航空测绘彩色相机远心光学系统，包括沿光线入射方向自前向后依次设置的前透镜组、光阑和后透镜组；所述前透镜组包括自前向后依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜；所述后透镜组包括自前向后依次设置第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜、第十一透镜和第十二透镜；本实用新型成像视场达到76°，全视场平均MTF≥0.6@55lp/mm，全视场相对畸变≤0.05％，照度均匀性达到72.5％以上，在保证大视场高分辨率、低畸变成像性能要求的前提下，大幅提升像面照度均匀性，成像质量良好。同时本光学系统结构紧凑，具有轻小型和低成本的特点。

技术领域

本实用新型涉及成像光学技术领域，更具体地说涉及一种数字航空测绘彩色相机远心光学系统。

背景技术

航空测绘相机搭载于机载平台，能够远距离的对地物进行成像，提供高分辨率、低畸变的遥感图像信息，在农林业、应急减灾以及城市规划建设等领域有着广泛的应用。尤其在近年来，随着“智慧城市”、“数字城市”等概念的提出和数字化城市快速发展的推动下，航空测绘相机能够提供大面阵的高清测绘图像，提供位置精准的高分辨率图像信息，在应急反应、城市安防、城市功能及空间布局、水利管道建设等各方面均能够发挥重要作用。

传统的航空测绘相机采用胶片实现广域遥感图像的获取。随着大面阵的CCD或CMOS感光器件的技术发展和不断成熟，基于CCD或CMOS器件的数字航空测绘相机具有更高分辨率、重复使用以及能够提供视频图像等优势，逐渐取代胶片式的航空测绘相机。由于CCD或CMOS器件的像元尺寸更小，成像视场更大，对相机光学系统的要求更高。

根据实际应用需求，数字航空测绘相机光学系统主要分为两类，一类是对地面进行光谱信息采集的彩色相机光学系统，基于彩色CCD或CMOS器件进行成像，获取地物的光谱信息数据；具有中等焦距、较大相对孔径、高分辨率以及广角成像视场等特点；另一类是能够对地面进行高分辨率几何信息采集的相机光学系统，能够对地物进行精密量测。该相机基于全色高性能的CCD或CMOS器件进行成像，其光学系统具有更长焦距、较大相对孔径以及更高分辨率，并具备广角成像视场等特点。数字彩色航空测绘相机与数字全色航空测绘相机进行组合，实现图像信息的融合，能够获取高分辨率的彩色遥感图像信息。

光学系统是数字航空测量彩色相机中的核心部分，需要实现大视场高分辨率以及低畸变的成像。由于应用于航空飞行平台，对其轻小型化也有着苛刻的要求。高性能的数字航空测绘相机光学系统设计与应用是国内外发展航空测绘相机技术的重点研究对象。其主要技术发展趋势是大视场成像、高分辨率、低畸变以及相机轻小型化。由于航空测绘相机光学系统需要实现大视场成像，一般采用对称型的光学系统结构型式兼顾高像质和低畸变的实现。在这类设计中，由于像面的照度分布接近与视场角余弦四次方成正比，像面照度随视场增加急剧下降，造成整个像面的照度均匀性较差。所获得的图像在偏离视场中心位置时迅速变暗，无法比较客观的反映地物实际亮度分布情况。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提出一种数字航空测绘彩色相机远心光学系统，在保证大视场高分辨率、低畸变成像性能要求的前提下，大幅提升像面照度均匀性，获得效果更佳的地物图像。

本实用新型解决其技术问题的解决方案是：一种数字航空测绘彩色相机远心光学系统，包括沿光线入射方向自前向后依次设置的前透镜组、光阑和后透镜组；

所述前透镜组包括自前向后依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜；

所述后透镜组包括自前向后依次设置第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜、第十一透镜和第十二透镜；

所述第一透镜、第六透镜、第十一透镜和第十二透镜均为光焦度为正的弯月形透镜；所述第二透镜、第三透镜和第四透镜均为光焦度为负的弯月形透镜；