寬視場像方遠(yuǎn)心三線陣立體航測相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種寬視場像方遠(yuǎn)心三線陣立體航測相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)，光學(xué)系統(tǒng)包括沿同一光軸依次設(shè)置的第一負(fù)透鏡，第二負(fù)透鏡，第一正透鏡，第三負(fù)透鏡，第一三膠合透鏡組，光闌，第二正透鏡，第四負(fù)透鏡，第二三膠合透鏡，第三正透鏡，第五負(fù)透鏡，第六負(fù)透鏡，第四正透鏡，多光譜分光系統(tǒng)等效平板；其中，第二正透鏡，第四負(fù)透鏡，第三正透鏡，第五負(fù)透鏡，第六負(fù)透鏡，第四正透鏡，多光譜分光系統(tǒng)等效平板共同構(gòu)成后透鏡組，光闌位于后透鏡組前焦面處；第一三膠合透鏡采用負(fù)透鏡-正透鏡-負(fù)透鏡的結(jié)構(gòu)型式，第二三膠合透鏡采用負(fù)透鏡-正透鏡-負(fù)透鏡的結(jié)構(gòu)型式。本實用新型具有大視場、高分辨率，像方遠(yuǎn)心等特點。
【專利說明】寬視場像方遠(yuǎn)心三線陣立體航測相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于航空遙感與測繪【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種應(yīng)用于航空對地觀測光學(xué)新載荷的光學(xué)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]三線陣立體航測相機(jī)是安裝在飛機(jī)平臺上，通過飛機(jī)推掃，利用焦面上的三條線陣探測器獲取同一地物前視、下視、后視影像，最終利用圖像處理技術(shù)得到地物立體數(shù)字影像。
[0003]三線陣立體航測數(shù)碼相機(jī)作為國外研究的一個熱點一直備受各方面的關(guān)注，其技術(shù)實現(xiàn)方式也有兩種方式即單鏡頭內(nèi)拼接形式和二鏡頭外拼接形式。單鏡頭內(nèi)拼接技術(shù)的代表有Leica公司的ADS40/80相機(jī)、日本STARLAB0公司研制的STARIMAGER三線陣掃描圖像系統(tǒng)和德國Jena-Optronik公司研制的JAS-150線陣推掃相機(jī),而三鏡頭外拼接技術(shù)的代表是 Wehrli&Associates and Geosystem 公司的 3-DAS-1 和 3-0C。
[0004]ADS40機(jī)載航空數(shù)字傳感器，采用線陣推掃成像，是全球第一臺空間數(shù)字傳感器，代表了目前信息獲取技術(shù)的最新發(fā)展，于2000年由瑞士 Leica公司推出，2008年推出了最新的產(chǎn)品ADS80。ADS40是在成像面安置前視、下視和后視三個CXD線陣，在攝影時構(gòu)成三條航帶實現(xiàn)攝影測量。它是一種能夠同時獲得立體影像和彩色多光譜影像的多功能、數(shù)字化的航空遙感傳感器。
[0005]STARIMAGER三線陣立體航測相機(jī)是2002年STARLAB0公司聯(lián)合東京大學(xué)等單位為救護(hù)直升機(jī)上研制的一種用于大比例尺成圖的高精度的三線陣數(shù)字掃描圖像系統(tǒng)。在其相機(jī)的焦平面上共放置四條線陣CCD，其中三條線陣CCD分別放置在前視、中視和后視，另外每條線陣中包含R、G、B獲得彩色圖像，可提供了立體和多光譜的圖像。
[0006]JAS-150三線陣航測相機(jī)作為德國Jena-Optronik Group公司2006年推出的面向下一代的數(shù)字航空掃描相機(jī)，靶面上采用9條12000像元的線陣CXD探測器，其中4條可獲取R、G、B和近紅外的多光譜數(shù)據(jù)，另外5條為了避免數(shù)字高程模型出現(xiàn)盲點，分別在下視和四個不同角度放置來獲取全色影像。
[0007]3-DAS-1 三線陣航測相機(jī)是Wehrli&Associates and Geosystem公司 2004年推出的一款采用三鏡頭外拼接的數(shù)碼航測相機(jī)，其采用三個相互嚴(yán)格固定的光學(xué)系統(tǒng)獲取地面目標(biāo)影像。3-0C三線陣航測相機(jī)是對3-DAS-1進(jìn)行的改進(jìn)型外拼接數(shù)碼航測相機(jī)。
[0008]我國CCD航空相機(jī)技術(shù)選擇了面陣CCD相機(jī)作為技術(shù)攻關(guān)的重要類型。中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所，在國家863支持下的“大面陣彩色CCD數(shù)字航測相機(jī)系統(tǒng)研制”項目，其全色CXD采用9KX9K的大面陣(XD，多光譜采用2KX2KC⑶分別獲取R、G、B圖像。
[0009]中科院遙感應(yīng)用研究所2003年研制出一套寬視場，多光譜和立體成像等多種模塊為一體的大面陣CXD數(shù)字相機(jī)系統(tǒng)MADC，MADC系統(tǒng)由3臺4KX4K的大面陣CXD數(shù)字相機(jī)組成。
[0010]中國測繪科學(xué)院劉先林院士主持研制的SWDC航空數(shù)碼相機(jī)以多鏡頭成像技術(shù)為基礎(chǔ)，其采用外視場拼接技術(shù)集成多個高端民用數(shù)碼相機(jī)(單機(jī)像素數(shù)為3900萬，像元大小為6.8 y m)，攝影時同時曝光，事后對影像進(jìn)行糾正，拼接成統(tǒng)一投影中心的大幅面高分辨率虛擬影像，從而實現(xiàn)高分辨率、大范圍的地面覆蓋。
[0011]目前針對線陣探測器的立體航測相機(jī)在國內(nèi)還屬空白，三線陣立體航測相機(jī)系統(tǒng)需要一種大視場，高分辨率，高精度的光學(xué)系統(tǒng)，其使用要求很高，技術(shù)難度很大，國內(nèi)尚無此類光學(xué)系統(tǒng)出現(xiàn)。
實用新型內(nèi)容
[0012]本實用新型提供了一種應(yīng)用于三線陣立體航測領(lǐng)域的寬視場像方遠(yuǎn)心三線陣立體航測相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)，其具有大視場、高分辨率，像方遠(yuǎn)心等特點。
[0013]本實用新型的基本技術(shù)方案如下:
[0014]該寬視場像方遠(yuǎn)心三線陣立體航測相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)，包括沿同一光軸依次設(shè)置的第一負(fù)透鏡，第二負(fù)透鏡，第一正透鏡，第三負(fù)透鏡，第一三膠合透鏡組，光闌，第二正透鏡，第四負(fù)透鏡，第二三膠合透鏡，第三正透鏡，第五負(fù)透鏡，第六負(fù)透鏡，第四正透鏡，多光譜分光系統(tǒng)等效平板；其中，第二正透鏡，第四負(fù)透鏡，第三正透鏡，第五負(fù)透鏡，第六負(fù)透鏡，第四正透鏡，多光譜分光系統(tǒng)等效平板共同構(gòu)成后透鏡組，光闌位于所述的后透鏡組前焦面處；所述的第一三膠合透鏡采用負(fù)透鏡-正透鏡-負(fù)透鏡的結(jié)構(gòu)型式，所述的第二三膠合透鏡采用負(fù)透鏡-正透鏡-負(fù)透鏡的結(jié)構(gòu)型式。
[0015]基于上述基本方案，本實用新型還進(jìn)一步作如下優(yōu)化限定和改進(jìn):
[0016]以上各透鏡的參數(shù)依次如下:
[0017]第一負(fù)透鏡I<f/〈-1.5f，，f/〈^〈1.5f/，R2〈0.5f/ ；
`[0018]第二負(fù)透鏡2:1.4〈n2〈l.6，-1.5f，<f2，<_2f，，2f2，<R3<2.5f2，，R4〈0.5f2，；
[0019]第一正透鏡3:1.8<n3<2.0，1.5f，<f3，<2f\2f/ <R5〈3f3，，R6〈l.5f3，；
[0020]第三負(fù)透鏡:L4〈n4〈1.6，-f’<f4，〈-1.5f’，2f4’ <R7〈2.5f4，，R8〈f4，；
[0021]構(gòu)成第一三膠合透鏡的三個透鏡分別為:
[0022]1.8〈n51〈1.9，-3f，<f51，<_4f，，0.1f5/ <R9〈0.2f51，，R10〈0.2f51，；
[0023]1.7〈n52〈l.8，0.1f，<f52，<0.5f，，f52，<R10<1.5f52，，Rn<l.5f52，；
[0024]1.6〈n53〈1.8，-0.5f’ <f53，<_f，，0.5f53，<Rn〈f53，，R12〈0.5f52，；
[0025]第二正透鏡:1.6〈n7〈1.8，0.5f，<f/<f，，f/ <R13<1.5f/, R14<1.5f/ ；
[0026]第四負(fù)透鏡:1.4〈n8〈1.6，-3f’<f8，<_4f，，0.lf8，<R15〈0.5f8，，R16〈0.4f8，；
[0027]構(gòu)成第二三膠合透鏡的三個透鏡分別為:
[0028]1.6〈n91〈1.8，-0.5f，<f91，<_f，，2f91，<R17〈3f91，，R18〈f91，；
[0029]1.4〈n92〈l.6，0.2f，<f92’ <0.5f，，f92，<R18<1.5f92，，R19〈f92，；
[0030]1.6〈n93〈l.7，_0.5f，<f93，<_f，，0.lf93，<R19<0.5f93，，R20〈l.2f93，；
[0031]第三正透鏡:1.8〈n1(l〈2.0，f，<f10，〈1.5f，，2f10，<R21〈3f10，，R22〈l.5f10，；
[0032]第五負(fù)透鏡:1.4〈nn〈1.6，-2f’<fn，<_3f，，fn，<R23〈1.5fn，，R24〈0.5fn，；
[0033]第六負(fù)透鏡:L6〈n12〈1.8，-5f’<f12，<_8f，，0.lf12，<R25〈0.5f12，，R26〈0.2f12’ ；
[0034]第四正透鏡:1.6〈n13〈l.8，2f’ <f13，<3f’，2f13’ <R27〈3f13’，R28〈l.5f13’。
[0035]上述的第一負(fù)透鏡為鑭火石玻璃LAF3，第二負(fù)透鏡為特冕玻璃FK2，第一正透鏡為ZLAF75A，第三負(fù)透鏡為FK2，構(gòu)成第一三膠合透鏡的三個透鏡分別為ZF52、ZBAF20和TF3，第二正透鏡為ZBAF3，第四負(fù)透鏡為QK3，構(gòu)成第二三膠合透鏡的三個透鏡分別為F13、FK2和TF3，第三正透鏡為ZLAF75A，第五負(fù)透鏡為K9，第六負(fù)透鏡為ZF6，第四正透鏡為ZF88，多光譜分光系統(tǒng)等效平板為光學(xué)石英玻璃JGSl。
[0036]上述的多光譜分光系統(tǒng)等效平板為多光譜分光棱鏡組。
[0037]以上各參數(shù)中，f/，f2’，f/，f4’，f/，f8’，f1Q’，fn’，f12’，f13’，分別為第一負(fù)透鏡，第二負(fù)透鏡，第一正透鏡，第三負(fù)透鏡，第二正透鏡，第四負(fù)透鏡，第三正透鏡，第五負(fù)透鏡，第六負(fù)透鏡，第四正透鏡的焦距。f51 ’為三膠合透鏡中彎月透鏡的焦距，f52’為三膠合透鏡中正透鏡的焦距，f53’為三膠合透鏡中負(fù)透鏡的焦距。f91 ’為三膠合透鏡中第一負(fù)透鏡的焦距，f92’三膠合透鏡中正透鏡的焦距，f93’三膠合透鏡中第二負(fù)透鏡的焦距，f’為整個光學(xué)系統(tǒng)的焦距；R為透鏡表面曲率半徑(同上，按照角標(biāo)順次標(biāo)明各透鏡的各個面);n為折射率。
[0038]本實用新型的光學(xué)系統(tǒng)采用了小型化、輕量化設(shè)計，具有高分辨率，大視場，像方遠(yuǎn)心光路等特點。該光學(xué)系統(tǒng)一方面具有良好的成像質(zhì)量、優(yōu)良的溫度適應(yīng)性，減小了對相機(jī)熱控精度的需求；另一方面由于采用遠(yuǎn)心光路，使得三線陣立體航測相機(jī)具有很好照度均勻性和色彩還原性。
[0039]具體有如下優(yōu)點:
[0040]I)采用單個鏡頭，使整個三線陣立體航測相機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊。
[0041]2)同時實現(xiàn)大視 場與高分辨能力。光學(xué)鏡頭視場達(dá)77°，在保證大工作視場角60°和大基高比的同時，具有更高的地面像元分辨率，這對立體航測和航測效率的提高有極其重要的意義。
[0042]3)采用遠(yuǎn)心光路結(jié)構(gòu)。一方面具有大視場的同時，使像面有極佳的照度均勻性；另一方面像方遠(yuǎn)心對溫度造成的像面離焦不敏感，有利降低對相機(jī)熱控精度的要求。此外，像方遠(yuǎn)心光路對減小探測器數(shù)目、抑制像點漂移和色彩校正有益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0043]圖1為三線陣立體航測相機(jī)成像示意圖。
[0044]圖2為本實用新型光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0045]圖3為本實用新型光學(xué)系統(tǒng)的像差曲線圖。
[0046]圖4為本實用新型光學(xué)系統(tǒng)MTF曲線(半視場角0°~22° )。
[0047]圖5為本實用新型光學(xué)系統(tǒng)MTF曲線(半視場角22°~38.5° )。
【具體實施方式】
[0048]寬視場像方遠(yuǎn)心三線陣立體航測相機(jī)通過飛機(jī)推掃，將地面目標(biāo)成像于位于像面上的前視、下視、后視線陣探測器上，其光學(xué)系統(tǒng)主要性能指標(biāo)為:
[0049]1.工作波段為 0.45 U m ~0.75 U m ;
[0050]2.系統(tǒng)焦距 130mm
[0051]3?視場角為77°
[0052]4.工作視場角60° (配合線陣探測器后，單個立體角幅寬方向)[0053]5.相對孔徑為1/5
[0054]6.探測器空間頻率771p/mm
[0055]7.畸變 3%
[0056]8.像方遠(yuǎn)心光路結(jié)構(gòu)，遠(yuǎn)心度0.1°
[0057]9.光學(xué)傳遞函數(shù) MTR)視場 >0.63 (771p/mm)
[0058]0.7 視場 >0.46 (771p/mm)
[0059]I 視場 >0.32 (771p/mm)
[0060]10.基高比 0.83，成像立體角 27.7°，0。, 17°
[0061]11.光學(xué)系統(tǒng)總長504.2mm
[0062]本實用新型實現(xiàn)過程中采取的關(guān)鍵技術(shù):
[0063]1、光學(xué)系統(tǒng)輕量化技術(shù)
[0064]為了校正像差時，盡可能減小系統(tǒng)體積和重量，光學(xué)系統(tǒng)合理選擇結(jié)構(gòu)形式，并采用了一個二次曲面。該非球面位于光闌附近，用于校正與口徑有關(guān)的像差。采用非球面，不僅可以減小透鏡的數(shù)量、系統(tǒng)長度和重量，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，而且也滿足了飛機(jī)窗口和機(jī)載穩(wěn)定平臺對三線陣航測相機(jī)重量和尺寸的要求。
[0065]2、寬譜段長焦距系統(tǒng)消色差技術(shù)
[0066]寬視場像方遠(yuǎn)心三線陣立體航測相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)是一個寬譜段、長焦距的高分辨率光學(xué)系統(tǒng)，二級光譜成為限制成像質(zhì)量提高的重要因素，因此，二級光譜的校正是設(shè)計中必須要解決的重要問題，也是光學(xué)設(shè)計的一大難點之一。普通光學(xué)材料組合無法消除二級光譜，因此設(shè)計中采用具有異常色散特性的光學(xué)材料TF3和FK2，第一三膠合透鏡透鏡材料為ZF52、ZBAF20和TF3組合，第一三膠合透鏡光學(xué)材料由TF3、FK2和F13組成，利用膠合面消除二級光譜及色差。
[0067]3、優(yōu)良環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計
[0068]本實用新型所涉及的光學(xué)系統(tǒng)在20±5°C環(huán)境溫度變化下仍然具有良好的成像質(zhì)量。設(shè)計中主要采取的措施有:
[0069]I)合理選擇光學(xué)系統(tǒng)所使用的材料，使其膨脹系數(shù)與鏡筒材料膨脹系數(shù)相匹配
[0070]2)采用像方遠(yuǎn)心結(jié)構(gòu)，使得溫度對成像質(zhì)量影響不明顯
[0071]4、像方遠(yuǎn)心光路設(shè)計
[0072]像方遠(yuǎn)心光路使得光學(xué)系統(tǒng)光闌位于系統(tǒng)后鏡組焦面處。寬視場三線陣立體航測相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)采用像方遠(yuǎn)心光路結(jié)構(gòu)主要有以下優(yōu)點:
[0073]1)像面具有極佳的照度均勻性
[0074]2)像方遠(yuǎn)心結(jié)構(gòu)對溫度造成的像面離焦不敏感
[0075]3)光學(xué)系統(tǒng)后方有多光譜分色棱鏡,將入射光束分成R、G、B多光譜光束,遠(yuǎn)心光路可使入射到分色棱鏡反射面上光線角度一致，不同視場光譜漂移一致，有利于色彩校正，而且也不存在像點漂移。
[0076]4)有利于減少采用的探測器數(shù)目。遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)采用多光譜分色棱鏡產(chǎn)生R、G、B多光譜，對于單條內(nèi)拼接有多條線陣探測器的封裝器件，R、G、B可以采用下視探測器中的3條，從而減少探測器數(shù)目。
[0077]5、優(yōu)良的鏡頭優(yōu)化技術(shù)[0078]—般的航空攝影鏡頭，雖然視場角也很大，畸變也很小，但是光學(xué)系統(tǒng)基本都是對稱結(jié)構(gòu)，也就是光學(xué)系統(tǒng)出射角與入射角相當(dāng)。根據(jù)像面邊緣視場照度與視場角余弦的四次方成正比的關(guān)系，當(dāng)鏡頭視場角比較大時，其像面邊緣照度很低，像面照度均勻性很差，嚴(yán)重影響應(yīng)用。雖然可以采用在鏡頭前加漸變?yōu)V色片的辦法使邊緣照度和中心照度得到改善，但是整個光學(xué)系統(tǒng)損失光能過大，系統(tǒng)信噪比下降很大。對于三線陣航測相機(jī)而言，大量光能量的損失將極大降低系統(tǒng)信噪比，這是不允許的。
[0079]通常,光學(xué)系統(tǒng)具有極小畸變與遠(yuǎn)心度是相互矛盾的。一般而言，大視場低畸變航測光學(xué)系統(tǒng)都是采用對稱光路結(jié)構(gòu)，以獲得極低的畸變，但這種結(jié)構(gòu)像面照度均勻性很差。為了改善像面照度均勻性就必須減小光學(xué)系統(tǒng)主光線出射角，但減小出射角，又會使得整個光學(xué)鏡頭結(jié)構(gòu)失對稱性，導(dǎo)致畸變不可能做到很小。
[0080]本實用新型所提出的寬視場像方遠(yuǎn)心三線陣立體航測相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)，在設(shè)計過程中，通過合理選擇光學(xué)材料，反復(fù)仔細(xì)優(yōu)化設(shè)計，在保證光學(xué)系統(tǒng)較低畸變的基礎(chǔ)上，使光學(xué)系統(tǒng)出射角<0.1°，保證了像面照度均勻性。
[0081]如圖2所示，本實施例的整個光學(xué)系統(tǒng)為像方遠(yuǎn)心系統(tǒng)，其中采用了兩個三膠合透鏡組5和9，三膠合透鏡組9中兩種材料采用具有異常色散特性的特火石玻璃和氟冕玻璃組合；另外，包含有一個二次曲面，其位于第二正透鏡7的R14面。
[0082]各透鏡的參數(shù)具體如下:
[0083]第一負(fù)透鏡I<f/〈-1.5f，，f/〈^〈1.5f/，R2〈0.5f/ ；
[0084]第二負(fù)透鏡2:1.4〈n2〈l.6，-1.5f’ <f2，<_2f，，2f2’ <R3〈2.5f2，，R4〈0.5f2，；
[0085]第一正透鏡3:1.8〈n3〈2.0，1.5f，<f3，<2f\2f/ <R5〈3f3，，R6〈l.5f3，；
[0086]第三負(fù)透鏡4:1.4〈n4〈1.6，-f’ <f4’〈-1.5f，，2f4’ <R7〈2.5f4，，R8〈f4，；
[0087]構(gòu)成第一三膠合透鏡5的`三個透鏡分別為:
[0088]1.8〈n51〈1.9，-3f，<f51，<_4f，，0.1f5/ <R9〈0.2f51，，R10〈0.2f51，；
[0089]1.7〈n52〈l.8，0.1f，<f52，<0.5f，，f52，<R10<1.5f52，，Rn<l.5f52，；
[0090]1.6〈n53〈1.8，-0.5f’ <f53，<_f，，0.5f53，<Rn〈f53，，R12〈0.5f52，；
[0091]第二正透鏡7:1.6〈n7〈1.8，0.5f’ <f/<R13<1.5f/, R14<1.5f/ ；
[0092]第四負(fù)透鏡8:1.4〈n8〈1.6，-3f’ <f8，<_4f，，0.1f8，<R15〈0.5f8’，R16〈0.4f8’ ；
[0093]構(gòu)成第二三膠合透鏡9的三個透鏡分別為:
[0094]1.6〈n91〈1.8，-0.5f，<f91，<_f，，2f91，<R17〈3f91，，R18〈f91，；
[0095]1.4〈n92〈l.6，0.2f，<f92’ <0.5f，，f92，<R18<1.5f92，，R19〈f92，；
[0096]1.6〈n93〈l.7，_0.5f，<f93，<_f，，0.lf93，<R19<0.5f93，，R20〈l.2f93，；
[0097]第三正透鏡10:1.8〈n1(l〈2.0，f’ <f10，〈1.5f，，2f10，<R21〈3f10，，R22〈l.5f10，；
[0098]第五負(fù)透鏡11:1.4〈nn〈L6，-2f，<fn，〈_3f，，fn，<R23〈1.5fn，，R24〈0.5fn，；
[0099]第六負(fù)透鏡12:L6〈n12〈1.8，-5f’ <f12，<_8f，，0.lf12，<R25〈0.5f12，，R26〈0.2f12，；
[0100]第四正透鏡13:1.6〈n13〈l.8，2f，<f13，<3f，，2f13，<R27〈3f13，，R28〈l.5f13，。
[0101]多光譜分光系統(tǒng)等效平板14采用多光譜分光棱鏡組實現(xiàn)。
[0102]相鄰?fù)哥R的中心間距依次為23mm, 13.2mm, 1.lmm, 5.lmm, 13.5mm, 0.4mm, 18.8mm,54.1mm, 0.4mm, 63.7mm, 1 2mm 和 5mm,光學(xué)系統(tǒng)像面直徑達(dá) 200.6mm。
[0103]本實用新型提出的三線陣立體航測相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)為像方遠(yuǎn)心光路結(jié)構(gòu)，根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)邊緣視場相對照度為出射角度余弦的四次方關(guān)系，整個像面照度極佳。鑒于像方遠(yuǎn)心光路，嚴(yán)重的失對稱性，光學(xué)系統(tǒng)畸變不可能做到很小，本實用新型光學(xué)系統(tǒng)均有較小的畸變，相對畸變≤ 3%，這可在三線陣立體航測相機(jī)幾何校正階段，建立模型消除，以滿足航空攝影測量對成圖精度的要求。
[0104]表1給出了本實用新型與國外典型三線陣立體航測相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)指標(biāo)的對照。
[0105]表1國外典型三線陣立體航測相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)主要指標(biāo)
【權(quán)利要求】
1.寬視場像方遠(yuǎn)心三線陣立體航測相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:所述光學(xué)系統(tǒng)包括沿同一光軸依次設(shè)置的第一負(fù)透鏡(1)，第二負(fù)透鏡(2)，第一正透鏡(3)，第三負(fù)透鏡(4)，第一三膠合透鏡組(5)，光闌(6)，第二正透鏡(7)，第四負(fù)透鏡(8)，第二三膠合透鏡(9)，第三正透鏡(10)，第五負(fù)透鏡(11)，第六負(fù)透鏡(12)，第四正透鏡(13)，多光譜分光系統(tǒng)等效平板(14);其中，第二正透鏡(7)，第四負(fù)透鏡(8)，第三正透鏡(10)，第五負(fù)透鏡(11)，第六負(fù)透鏡(12)，第四正透鏡(13)，多光譜分光系統(tǒng)等效平板(14)共同構(gòu)成后透鏡組，光闌(6)位于所述的后透鏡組前焦面處；所述的第一三膠合透鏡(5)采用負(fù)透鏡-正透鏡-負(fù)透鏡的結(jié)構(gòu)型式，所述的第二三膠合透鏡(9)采用負(fù)透鏡-正透鏡-負(fù)透鏡的結(jié)構(gòu)型式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬視場像方遠(yuǎn)心三線陣立體航測相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:其中各透鏡的參數(shù)依次如下: 第一負(fù)透鏡:1.7^^1.8，-f，<f/〈-1.5f，，f/ <^<1.5f/, R2〈0.5f/ ；
第二負(fù)透鏡:1.4〈n2〈l.6,-1.5f’ <f2，<-2f，，2f2，<R3<2.5f2，，R4〈0.5f2，；
第一正透鏡:1.8〈n3〈2.0，1.5f，<f3，<2f，，2f3，<R5〈3f3，，R6〈l.5f3，；
第三負(fù)透鏡:1.4〈n4〈1.6，-f’ <f4，〈-1.5f’，2f4’ <R7<2.5f4，，R8〈f4，； 構(gòu)成第一三膠合透鏡的三個透鏡分別為:
1.8〈n51〈1.9，-3f’ <f51’ <-4f’，0.lf51’ <R9<0.2f51’，R1(l〈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，；
第二正透鏡:1.6〈n7〈l.8，0.5f，<f/ <f，，f/ <R13<1.5f/，R14〈l.5f/ ；
第四負(fù)透鏡:1.4〈n8〈L6，-3f’ <f8’ <-4f，，0.lf8，<R15<0.5f8，，R16〈0.4f8，； 構(gòu)成第二三膠合透鏡的三個透鏡分別為:
1.6〈n91〈1.8，-0.5f，<f91，<-f，，2f91，<R17〈3f91，，R18〈f91，；
1.4〈n92〈l.6，0.2f，<f92，<0.5f，，f92，<R18<1.5f92，，R19〈f92，；
1.6〈n93〈l.7，-0.5f，<f93，<-f，，0.1f9/ <R19<0.5f93，，R20〈l.2f93，；
第三正透鏡:1.8〈n1(l〈2.0，f’ <f10，〈1.5f，，2f10，<R21〈3f10，，R22〈l.5f10，；
第五負(fù)透鏡:1.4<nn<l.6，-2f，<fn，<_3f，，fn，<R23<1.5fn，，R24〈0.5fn，；
第六負(fù)透鏡:1.6〈n12〈1.8，-5f’ <f12，<-8f，，0.lf12，<R25<0.5f12’，R26〈0.2f12，；
第四正透鏡:1.6<n13<1.8, 2f，<f13，<3f，，2f13，<R27〈3f13’，R28〈l.5f13’。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬視場像方遠(yuǎn)心三線陣立體航測相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:第一負(fù)透鏡為鑭火石玻璃LAF3，第二負(fù)透鏡為特冕玻璃FK2，第一正透鏡為ZLAF75A，第三負(fù)透鏡為FK2，構(gòu)成第一三膠合透鏡的三個透鏡分別為ZF52、ZBAF20和TF3，第二正透鏡為ZBAF3，第四負(fù)透鏡為QK3，構(gòu)成第二三膠合透鏡的三個透鏡分別為F13、FK2和TF3，第三正透鏡為ZLAF75A，第五負(fù)透鏡為K9，第六負(fù)透鏡為ZF6，第四正透鏡為ZF88，多光譜分光系統(tǒng)等效平板為光學(xué)石英玻璃JGSl。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬視場像方遠(yuǎn)心三線陣立體航測相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:所述的多光譜分光系統(tǒng)等效平板(14)為多光譜分光棱鏡組。
【文檔編號】G02B13/18GK203502657SQ201320622387
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】閆阿奇, 張建, 周祚峰, 武登山, 冷寒冰, 曹劍中, 張凱勝 申請人:中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所