含衍射元件的大视场准像方远心航测相机光学系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种含衍射元件的大视场准像方远心航测相机光学系统，包括沿入射光线依次设置的前透镜组件、光阑、双层衍射元件以及后透镜组件；前透镜组件包括依次设置的第一弯月负透镜、第一弯月正透镜、第一凸透镜、第一凹透镜、第二弯月正透镜以及双胶合透镜；双层衍射元件用于将光阑出射的光束进行衍射并射入后透镜组件；后透镜组件包括依次设置的第二凸透镜、第二弯月负透镜、第三凸透镜、第三弯月负透镜以及第四凸透镜。本实用新型专利技术使用普通玻璃材料与高衍射效率的双层衍射光学元件结合消除设计过程中产生的二级光谱色差，获得良好成像质量的航空测绘相机物镜系统，为大视场高分辨率航测相机的成像质量的提高产生了积极的作用。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供一种含衍射元件的大视场准像方远心航测相机光学系统，包括沿入射光线依次设置的前透镜组件、光阑、双层衍射元件以及后透镜组件；前透镜组件包括依次设置的第一弯月负透镜、第一弯月正透镜、第一凸透镜、第一凹透镜、第二弯月正透镜以及双胶合透镜；双层衍射元件用于将光阑出射的光束进行衍射并射入后透镜组件；后透镜组件包括依次设置的第二凸透镜、第二弯月负透镜、第三凸透镜、第三弯月负透镜以及第四凸透镜。本技术使用普通玻璃材料与高衍射效率的双层衍射光学元件结合消除设计过程中产生的二级光谱色差，获得良好成像质量的航空测绘相机物镜系统，为大视场高分辨率航测相机的成像质量的提高产生了积极的作用。【专利说明】含衍射元件的大视场准像方远心航测相机光学系统
本技术属于航空光学成像与遥感
，涉及一种含衍射元件的大视场准像方远心航测相机光学系统。
技术介绍
数字化航空测绘相机应用于测绘工程中，通过结合现代通讯、GPS差分定位及惯性导航等技术，可直接获取地物数字立体影像，以对地物进行相关分析。近年来，航空摄影测绘技术以其时效性强、目标影像直观、机动灵活、准确率高、针对性强等优点，受到世界各国的广泛重视，并广泛应用于地理信息测绘、环境遥感、资源普查、防灾救灾等许多领域，尤其在数字城市建设、国土资源普查等大比例尺地形图绘制领域的数据服务具有至关重要的作用。近几年，由于国内对于航测相机的关键器件制备技术落后，虽然在航空摄影测绘领域的研究取得了一定进展，但相对于国外先进水平仍具有较大的差距；长期以来，国内航空摄影应用的航测相机大部分购置于国外，包括Z/I公司的DMC、Vexcel公司的U⑶、Leica公司的ADS40/80等数字化航测相机。随着航空摄影测绘技术不断发展，为获得大比例尺照片，高效率拍摄，航空测绘相机光学系统设计指标也进一步提高，现阶段的高性能航空测绘相机都在向着大视场、长焦距的方向发展，随之带来的问题是其光学系统各种像差变大，像差校正与平衡工作变的极其困难，系统结构越来越复杂庞大，成为了限制其发展的重要因素。在航测相机光学系统设计过程中产生的二级光谱色差是制约长焦距大视场航测相机成像质量的最主要因素，由于传统设计中采用的特殊光学玻璃材料价格昂贵且机械物理性能差，加工困难，故不适用于航空相机光学系统设计中对二级光谱色差的校正，而衍射元件具有负色散特性，将其应用于长焦航空相机中可很好地校正其光学系统设计中的二级光谱色差。因此，急需一种能够利用衍射元件与光学系统结合，达到消除设计过程中产生的二级光谱色差，获得良好成像质量的航空测绘相机物镜系统，并容易获得、保证质量、价格低廉、达到了降低开发成本的目的的航测相机光学系统。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中所存在的技术问题，本技术提供一种含衍射元件的大视场准像方远心航测相机光学系统。本技术的技术解决方案是:本技术提供一种含衍射元件的大视场准像方远心航测相机光学系统，其特殊之处在于:包括沿入射光线依次设置的前透镜组件、光阑、双层衍射元件以及后透镜组件；所述前透镜组件包括依次设置的第一弯月负透镜、第一弯月正透镜、第一凸透镜、第一凹透镜、第二弯月正透镜以及双胶合透镜；所述双层衍射元件用于将光阑出射的光束进行衍射并射入后透镜组件；所述后透镜组件包括依次设置的第二凸透镜、第二弯月负透镜、第三凸透镜、第三弯月负透镜以及第四凸透镜；上述前透镜组件的第一弯月负透镜的入射接收面为二次曲面；所述后透镜组件的第四凸透镜的入射接收面为二次曲面；上述前透镜组件以及后透镜组件的透镜均为无色光学玻璃且玻璃采用的材料为K9、ZK9、F2、ZF2、ZF3、ZF13、QK3 或 BaK7 ；上述双层衍射元件以K9玻璃和F2玻璃作为基底；上述双胶合透镜由高色散的ZF3透镜和低色散的ZK9透镜胶合而成；上述前透镜组件的双胶合透镜出射面与光阑之间的距离为5mm ;所述光阑与双层衍射元件入射接收面之间的距离为38.277mm ;所述双层衍射元件出射面与后透镜组件的第二凸透镜入射接收面之间的距离为15mm ;所述后透镜组件的第四凸透镜出射面到接收像面的距离为41.475mm ；上述前透镜组件中第一弯月负透镜中心厚度为8_ ;所述第一弯月负透镜出射面与第一弯月正透镜入射接收面的距离为36mm ;所述第一弯月正透镜的中心厚度为15mm ;所述第一弯月正透镜出射面与第一凸透镜入射接收面的距离为7.693mm;所述第一凸透镜中心厚度为15mm ;所述第一凸透镜出射面与第一凹透镜入射接收面的距离为8mm ;所述第一凹透镜中心厚度为IOmm;所述第一凹透镜出射面与第二弯月正透镜入射接收面的距离为22.444mm ;所述第二弯月正透镜中心厚度为10.474mm ;所述第二弯月正透镜出射面与双胶合透镜的高色散的ZF3透镜入射接收面的距离为22.534mm ;所述双胶合透镜的高色散ZF3透镜中心厚度为IOmm ;所述双胶合透镜的低色散ZK9透镜中心厚度为20mm ;所述双胶合透镜的低色散ZK9透镜出射面与光阑的距离为5mm ;所述光阑与双层衍射元件的K9透镜入射接收面的距离为38.277mm ;所述双层衍射元件K9透镜中心厚度为5mm ;所述双层衍射元件的F2透镜中心厚度为8mm ;所述双层衍射元件的F2透镜出射面与后透镜组件中第二凸透镜入射接收面的距离为15mm ;所述第二凸透镜中心厚度为14.503mm ;所述后透镜组件中第二凸透镜出射面与第二弯月负透镜入射接收面距离为42.650mm;所述第二弯月负透镜中心厚度为IOmm ;所述第二弯月负透镜出射面与第三凸透镜入射接收面距离为11.361mm ;所述第三凸透镜中心厚度为23mm;所述第三凸透镜出射面与第三弯月负透镜入射接收面距离为48.958mm ;所述第三弯月负透镜中心厚度为15mm ;所述第三弯月负透镜出射面与第四凸透镜入射接收面距离为6.710mm ;所述第四凸透镜中心厚度为30mm ;所述第四凸透镜出射面到接收像面的距离为41.475mm。本技术的优点:1、本技术使用普通玻璃材料与高衍射效率的双层衍射光学元件结合消除设计过程中产生的二级光谱色差，获得良好成像质量的航空测绘相机物镜系统，为大视场高分辨率航测相机的成像质量的提高产生了积极的作用。2、本技术的光学系统透镜全部采用国产光学玻璃材料，使其机械性能提高、耐腐蚀和热稳定性良好、价格低廉，达到了降低开发成本的目的。【专利附图】【附图说明】图1为本技术含衍射元件的大视场准像方远心航测相机光学系统结构及光路不意图；图2为本技术的系统MTF曲线；图3为本技术的系统点列图；图4为本技术的系统像差曲线图图5为本技术的双层衍射元件示意图；其中:1-第一弯月负透镜，2-第一弯月正透镜，3-第一凸透镜，4-第一凹透镜，5-第二弯月正透镜，6-双胶合透镜，7-光阑，8-双层衍射元件，9-第二凸透镜，10-第二弯月负透镜，11-第三凸透镜，12-第三弯月负透镜，13-第四凸透镜，14-接收像面。【具体实施方式】本技术提供一种含衍射元件的大视场准像方远心航测相机光学系统，包括沿入射光线依次设置的前透镜组件、光阑7、双层衍射元件8以及后透镜组件；前透镜组件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含衍射元件的大视场准像方远心航测相机光学系统，其特征在于：包括沿入射光线依次设置的前透镜组件、光阑、双层衍射元件以及后透镜组件； 所述前透镜组件包括依次设置的第一弯月负透镜、第一弯月正透镜、第一凸透镜、第一凹透镜、第二弯月正透镜以及双胶合透镜； 所述双层衍射元件用于将光阑出射的光束进行衍射并射入后透镜组件； 所述后透镜组件包括依次设置的第二凸透镜、第二弯月负透镜、第三凸透镜、第三弯月负透镜以及第四凸透镜。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：王峰，张建，闫阿奇，范哲源，祝青，郭惠楠，赵晓冬，刘辰，董小坤，曹剑中，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：新型
国别省市：陕西;61