[发明专利]无热化可见光航空测绘相机光学系统及相机

说明书

本发明公开了一种无热化可见光航空测绘相机光学系统和无热化可见光航空测绘相机。其包括依次设置的第一透镜，第二透镜，第三透镜，第四透镜，第五透镜，第六透镜，第七透镜，光阑，第八透镜，第九透镜，第十透镜，第十一透镜，第十二透镜，第十三透镜，第十四透镜以及第十五透镜；所述第八透镜和所述第九透镜构成了第一胶合透镜；所述第十一透镜和所述第十二透镜构成了第二胶合透镜。本发明公开的无热化可见光航空测绘相机光学系统和相机具有温度适应性高的优点。

技术领域

本发明涉及属于航空遥感与测绘技术领域，特别涉及一种无热化可见光航空测绘相机光学系统及相机。

背景技术

航空测绘相机的工作环境复杂，随着海拔高度的上升，大气温度随之降低，特别地，航空相机的成像探测器等电子学元件在工作过程中会发热，导致光学系统处于一个热不平衡状态，因此，为了保证成像质量，需要对航空测绘相机进行无热化设计。

航空相机的无热化方案主要包括机电主动式、机械被动式和光学被动式，因航空测绘相机需要对内方位元素进行精密标定，且需要在飞行过程中保持内方位元素恒定，所以航空测绘相机的无热化设计通常采用光学被动式的设计方案，所谓光学被动式无热化设计是在光学系统设计时，通过合理的选择并匹配光学材料的光热膨胀系数，组配结构支撑材料，使光学系统在较宽的温变范围内实现焦平面位置在半焦深以内。

目前，无热化设计在红外光学系统中的应用较为广泛，这是因为红外材料的光学加工工艺比较成熟，相比之下，可见光的光学系统的无热化设计难度较大，且实现无热化设计的透射式可见光光学系统焦距均较短，温度适应性较低。

发明内容

本发明旨在克服现有技术存在的缺陷，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供了一种无热化可见光航空测绘相机光学系统。所述无热化可见光航空测绘相机光学系统包括：沿同一光轴依次设置的第一透镜，第二透镜，第三透镜，第四透镜，第五透镜，第六透镜，第七透镜，光阑，第八透镜，第九透镜，第十透镜，第十一透镜，第十二透镜，第十三透镜，第十四透镜以及第十五透镜；所述第八透镜和所述第九透镜构成了第一胶合透镜；所述第十一透镜和所述第十二透镜构成了第二胶合透镜；其中，所述第四透镜，第五透镜，第七透镜，第十透镜，第十四透镜，第十五透镜为具有正光焦度的透镜；所述第一透镜，第二透镜，第三透镜，第六透镜，第一胶合透镜，第二胶合透镜，第十三透镜为具有负光焦度的透镜。

在一些实施例中，所述第一胶合透镜采用正透镜-负透镜的结构型式；其中，所述第八透镜为正透镜；所述第九透镜为负透镜。

在一些实施例中，所述第二胶合透镜采用负透镜-负透镜的结构型式；其中，所述第十一透镜为负透镜；所述第十二透镜为负透镜。

在一些实施例中，在所述具有负光焦度的透镜中的像方侧表面采用非球面。

在一些实施例中，在所述第二透镜和所述第六透镜的像方侧表面采用非球面。

在一些实施例中，所述具有负光焦度的透镜的表面弯向光阑。

在一些实施例中，所述具有正光焦度的透镜材料选用重火石玻璃、钡火石玻璃和重镧火石玻璃。

在一些实施例中，所述具有负光焦度的透镜选用冕玻璃、重冕玻璃和特种火石玻璃。

在一些实施例中，所述光学系统的透镜采用柔性支撑结构进行支撑。另一方面，本发明提供了一种无热化可见光航空测绘相机，所述无热化可见光航空测绘相机包括如前所述的无热化可见光航空测绘相机光学系统。

本发明的技术效果：本发明公开的无热化可见光航空测绘相机光学系统和无热化可见光航空测绘相机采用15片透镜13组元的结构形式，该方案相较于传统方案，采用双高斯复杂化结构形式，通过正负光焦度的合理组配实现无热化设计，从而实现光学系统-40℃～60℃范围内温度适应性。

附图说明