[发明专利]多光谱相机光学系统

说明书

技术领域

本发明涉及光学技术领域，特别地，涉及一种多光谱相机光学系统。

背景技术

多光谱相机是利用不同光谱谱段获取同一地物目标的不同谱段图像，通过不同谱段图像的融合，能够同时获取地表景物的几何和光谱属性，具有广泛的应用前景.多光谱相机目前已广泛应用于航空航天侦查、国地资源调查与监测、防灾减灾、农林水利、生态环境、城市规划与建设等领域。

一般多光谱相机光学系统多采用反射式或折射式结构，反射式结构不引入任何色差，且光学透过率高，但是反射式结构存在较严重的中心遮拦，系统相对孔径损失较为严重，对于相对孔径要求特别高的非制冷探测器来说不太合适，且反射式结构视场角通常较小。折射式结构就不会存在这类问题，但现有的折射式多光谱相机一般都是定焦系统，无法实现变焦。

发明内容

基于此，有必要提供一种可实现变焦的多光谱相机光学系统。

本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种多光谱相机光学系统，包括从物侧面依次设置的窗口玻璃、固定镜组、光阑、调焦镜组、滤光片和像面，所述固定镜组包括第一凹凸透镜、第一双凸透镜和第一双凹透镜，所述光阑设置于所述固定镜组内，所述调焦镜组包括第二凹凸透镜、第三凹凸透镜和第四凹凸透镜，所述调焦镜组可整体沿光轴方向移动。

进一步的，所述第一凹凸透镜的凸面朝向物侧面。

进一步的，所述光阑设置于所述第一双凸透镜和第一双凹透镜之间。

进一步的，所述光阑距离所述第一双凸透镜的凸面顶点距离为0.2mm。

进一步的，所述第二凹凸透镜、所述第三凹凸透镜和所述第四凹凸透镜的凸面均朝向像侧面。

进一步的，所述窗口玻璃为蓝宝石材质，厚度为3mm。

进一步的，所述调焦镜组的移动距离为1.397mm，焦距调整范围为43.4845mm～44.4344mm，对应2m到无穷远物距。

所述多光谱相机光学系统的设计光谱范围是470nm～1025nm，对角线视场角为24°，工作F数为5。

所述像面采用的探测器分辨率为2048X2048，单个像素大小6.5μm×6.5μm，即探测器成像尺寸为13.312mm×13.312mm，对角线长度18.826mm。

本发明的有益效果是：本发明的调焦镜组可整体沿光轴方向移动，调焦镜组相对于固定镜组的距离可根据不同的物距进行调节，实现变焦，本发明能够满足大视场、高分辨率、高像质照相画面需求，同时光学系统具有调焦功能，能够实现不同物距条件下的清晰成像。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明的多光谱相机光学系统结构示意图；

图2为本发明的多光谱相机光学系统光路示意图；

图3为本发明的多光谱相机光学系统像面的调制传递函数(MTF)图；

图4为本发明的多光谱相机光学系统的场曲畸变图图。

图中零部件名称及其编号分别为：

01、窗口玻璃；02、光阑；03、滤光片；04、像面；G1、固定镜组；L1、第一凹凸透镜；L2、第一双凸透镜；L3、第一双凹透镜；G2、调焦镜组；L4、第二凹凸透镜；L5、第三凹凸透镜；L6、第四凹凸透镜。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，本发明提供了一种多光谱相机光学系统，包括从物侧面依次设置的窗口玻璃01、固定镜组G1、光阑02、调焦镜组G2、滤光片03和像面04。

窗口玻璃01为蓝宝石材质，厚度为3mm，用于保护内部镜头结构。

固定镜组G1包括第一凹凸透镜L1、第一双凸透镜L2和第一双凹透镜L3，第一凹凸透镜L1的凸面朝向物侧面。光阑02设置于第一双凸透镜L2和第一双凹透镜L3之间，光阑02距第一双凸透镜L2的凸面R4顶点距离约为0.2mm。

调焦镜组G2包括第二凹凸透镜L4、第三凹凸透镜L5和第四凹凸透镜L6，第二凹凸透镜L4、第三凹凸透镜L5和第四凹凸透镜L6的凸面均朝向像侧面。