宽视场像方远心三线阵立体航测相机光学系统技术方案

本发明专利技术提供一种宽视场像方远心三线阵立体航测相机光学系统，光学系统包括沿同一光轴依次设置的第一负透镜，第二负透镜，第一正透镜，第三负透镜，第一三胶合透镜组，光阑，第二正透镜，第四负透镜，第二三胶合透镜，第三正透镜，第五负透镜，第六负透镜，第四正透镜，多光谱分光系统等效平板；其中，第二正透镜，第四负透镜，第三正透镜，第五负透镜，第六负透镜，第四正透镜，多光谱分光系统等效平板共同构成后透镜组，光阑位于后透镜组前焦面处；第一三胶合透镜采用负透镜-正透镜-负透镜的结构型式，第二三胶合透镜采用负透镜-正透镜-负透镜的结构型式。本发明专利技术具有大视场、高分辨率，像方远心等特点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种宽视场像方远心三线阵立体航测相机光学系统，光学系统包括沿同一光轴依次设置的第一负透镜，第二负透镜，第一正透镜，第三负透镜，第一三胶合透镜组，光阑，第二正透镜，第四负透镜，第二三胶合透镜，第三正透镜，第五负透镜，第六负透镜，第四正透镜，多光谱分光系统等效平板；其中，第二正透镜，第四负透镜，第三正透镜，第五负透镜，第六负透镜，第四正透镜，多光谱分光系统等效平板共同构成后透镜组，光阑位于后透镜组前焦面处；第一三胶合透镜采用负透镜-正透镜-负透镜的结构型式，第二三胶合透镜采用负透镜-正透镜-负透镜的结构型式。本专利技术具有大视场、高分辨率，像方远心等特点。【专利说明】宽视场像方远心三线阵立体航测相机光学系统
本专利技术属于航空遥感与测绘
，涉及一种应用于航空对地观测光学新载荷的光学系统。
技术介绍
三线阵立体航测相机是安装在飞机平台上，通过飞机推扫，利用焦面上的三条线阵探测器获取同一地物前视、下视、后视影像，最终利用图像处理技术得到地物立体数字影像。三线阵立体航测数码相机作为国外研究的一个热点一直备受各方面的关注，其技术实现方式也有两种方式即单镜头内拼接形式和二镜头外拼接形式。单镜头内拼接技术的代表有Leica公司的ADS40/80相机、日本STARLAB0公司研制的STARIMAGER三线阵扫描图像系统和德国Jena-Optronik公司研制的JAS-150线阵推扫相机,而三镜头外拼接技术的代表是 Wehrli&Associates and Geosystem 公司的 3-DAS-1 和 3-0C。ADS40机载航空数字传感器，采用线阵推扫成像，是全球第一台空间数字传感器，代表了目前信息获取技术的最新发展，于2000年由瑞士 Leica公司推出，2008年推出了最新的产品ADS80。ADS40是在成像面安置前视、下视和后视三个CXD线阵，在摄影时构成三条航带实现摄影测量。它是一种能够同时获得立体影像和彩色多光谱影像的多功能、数字化的航空遥感传感器。STARIMAGER三线阵立体航测相机是2002年STARLAB0公司联合东京大学等单位为救护直升机上研制的一种用于大比例尺成图的高精度的三线阵数字扫描图像系统。在其相机的焦平面上共放置四条线阵CCD，其中三条线阵CCD分别放置在前视、中视和后视，另外每条线阵中包含R、G、B获得彩色图像，可提供了立体和多光谱的图像。JAS-150三线阵航测相机作为德国Jena-Optronik Group公司2006年推出的面向下一代的数字航空扫描相机，靶面上采用9条12000像元的线阵CXD探测器，其中4条可获取R、G、B和近红外的多光谱数据，另外5条为了避免数字高程模型出现盲点，分别在下视和四个不同角度放置来获取全色影像。3-DAS-1 三线阵航测相机是Wehrli&Associates and Geosystem公司 2004年推出的一款采用三镜头外拼接的数码航测相机，其采用三个相互严格固定的光学系统获取地面目标影像。3-0C三线阵航测相机是对3-DAS-1进行的改进型外拼接数码航测相机。我国CCD航空相机技术选择了面阵CCD相机作为技术攻关的重要类型。中国科学院光电技术研究所，在国家863支持下的“大面阵彩色CCD数字航测相机系统研制”项目，其全色CXD采用9KX9K的大面阵(XD，多光谱采用2KX2KC⑶分别获取R、G、B图像。中科院遥感应用研究所2003年研制出一套宽视场，多光谱和立体成像等多种模块为一体的大面阵CXD数字相机系统MADC，MADC系统由3台4KX4K的大面阵CXD数字相机组成。中国测绘科学院刘先林院士主持研制的SWDC航空数码相机以多镜头成像技术为基础，其采用外视场拼接技术集成多个高端民用数码相机(单机像素数为3900万，像元大小为6.8 μ m)，摄影时同时曝光，事后对影像进行纠正，拼接成统一投影中心的大幅面高分辨率虚拟影像，从而实现高分辨率、大范围的地面覆盖。目前针对线阵探测器的立体航测相机在国内还属空白，三线阵立体航测相机系统需要一种大视场，高分辨率，高精度的光学系统，其使用要求很高，技术难度很大，国内尚无此类光学系统出现。
技术实现思路
本专利技术提供了一种应用于三线阵立体航测领域的宽视场像方远心三线阵立体航测相机光学系统，其具有大视场、高分辨率，像方远心等特点。本专利技术的基本技术方案如下:该宽视场像方远心三线阵立体航测相机光学系统，包括沿同一光轴依次设置的第一负透镜，第二负透镜，第一正透镜，第三负透镜，第一三胶合透镜组，光阑，第二正透镜，第四负透镜，第二三胶合透镜，第三正透镜，第五负透镜，第六负透镜，第四正透镜，多光谱分光系统等效平板；其中，第二正透镜，第四负透镜，第三正透镜，第五负透镜，第六负透镜，第四正透镜，多光谱分光系统等效平板共同构成后透镜组，光阑位于所述的后透镜组前焦面处；所述的第一三胶合透镜采用负透镜-正透镜-负透镜的结构型式，所述的第二三胶合透镜采用负透镜-正透镜-负透镜的结构型式。基于上述基本方案，本专利技术还进一步作如下优化限定和改进:以上各透镜的参数依次如下:第一负透镜I<f/〈-1.5f，，f/〈^〈1.5f/，R2〈0.5f/ ；第二负透镜2:1.4〈η2〈1.6，-1.5f，<f2，<_2f，，2f2，<R3<2.5f2，，R4〈0.5f2，；第一正透镜3:1.8〈η3〈2.0，1.5f，<f3，<2f\2f/ <R5〈3f3，，R6〈l.5f3，；第三负透镜:L4〈n4〈1.6，-f’<f4，〈-1.5f’，2f4’ <R7〈2.5f4，，R8〈f4，；构成第一三胶合透镜的三个透镜分别为:1.8〈η51〈1.9，-3f’ <f51’ <-4f’，0.1f51' <R9<0.2f51’，R10<0.2f51’ ；1.7〈n52〈l.8，0.1f’ <f52’ <0.5f’，f52’ <R10<1.5f52’，Rn<l.5f52’ ；1.6〈n53〈l.8，_0.5f，<f53，<-f，，0.5f53，<Rn〈f53，，R12〈0.5f52，；第二正透镜:1.6〈n7〈1.8，0.5f，<f/<f，，f/ <R13<1.5f/, R14<1.5f/ ；第四负透镜:1.4〈n8〈1.6，-3f’<f8，〈_4f，，0.lf8，<R15〈0.5f8，，R16〈0.4f8，；构成第二三胶合透镜的三个透镜分别为:1.6〈η91〈1.8，—0.5f，<f91，<-f，，2f91，<R17〈3f91，，R18〈f91，；1.4〈n92〈l.6，0.2f <f9； <0.5f，，f92，<R18<1.5f92’，R19〈f92，；1.6〈n93〈l.7，_0.5f，<f93，<-f，，0.1f93' <R19<0.5f93，，R20<1.2f93' ；第三正透镜:1.8〈n1(l〈2.0，f’ <f10，〈1.5f，，2f本文档来自技高网...

【技术保护点】
宽视场像方远心三线阵立体航测相机光学系统，其特征在于：所述光学系统包括沿同一光轴依次设置的第一负透镜（1），第二负透镜（2），第一正透镜（3），第三负透镜（4），第一三胶合透镜组（5），光阑（6），第二正透镜（7），第四负透镜（8），第二三胶合透镜（9），第三正透镜（10），第五负透镜（11），第六负透镜（12），第四正透镜（13），多光谱分光系统等效平板（14）；其中，第二正透镜（7），第四负透镜（8），第三正透镜（10），第五负透镜（11），第六负透镜（12），第四正透镜（13），多光谱分光系统等效平板（14）共同构成后透镜组，光阑（6）位于所述的后透镜组前焦面处；所述的第一三胶合透镜（5）采用负透镜?正透镜?负透镜的结构型式，所述的第二三胶合透镜（9）采用负透镜?正透镜?负透镜的结构型式。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：闫阿奇，张建，周祚峰，武登山，冷寒冰，曹剑中，张凯胜，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：