专利名称：激光夜摄航空数码相机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种夜间进行航空摄影的空中照相装置，尤其是能在微光或无光的摄影 环境下，进行航空摄影。
背景技术：
航空摄影的任务之一是综合发现各种地物、地貌目标和它的位置，并使这些目标符合 辨认(识别、判读)要求。现在的航空数码相机虽然克服了胶片相机的弱点，但仍受气象条 件、光线强弱和飞行速度的影响，而且图像质量难以提高。特别是在微光或无光的夜间进行 航空摄影的空中照相装置还是一个空白。
发明内容
为了克服现有的航空摄影不能在微光或无光的夜间照相的困难，本实用新型提供了一种 用大功率半导体激光器主动对目标照明的激光夜摄航空数码相机，该激光夜摄航空数码相机
不仅适用于无月光，甚至有薄雾的夜间，还能在阴暗的白天进行航空摄影。也就是说，激光 夜摄航空数码相机能使航空摄影从等天气转变为选时机，从被动变主动，不仅能节省大量等 候时间，还能抓拍到目标特性表现得最充分的时间。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是在激光夜摄航空数码相机中，采用了 独特设计的高清晰度、高分辨率、大孔径、近红外光学镜头；具有阶梯式电子前移补偿功能 的低噪声、小象元数码后背；5ns大功率脉冲半导体激光器的驱动技术和激光照明器照明光 束的干涉条纹去除技术。以达到能够满足夜间摄影的光照要求的目的。
本实用新型的有益效果是可以方便地在微光或无光的摄影环境进行航空数码摄影。现 在的航空摄影机只能在天气良好、光照充足的白天进行，同时还要选择一定的太阳高度角， 才能获得满意的地面影像。因此，在许多地区， 一年中能进行航空摄影的天气还到不了全年 总天数的1/3，而作业人员，大部分时间都消耗在漫长的等待天气过程中。有了激光夜摄航 空数码相机，只要是适合飞机飞行的天气，就都能进行航空摄影。也就是，可以不管是白天 还是黑夜，不管太阳高度角是高还是低，都可以抓紧时间，在变天以前，把航空摄影任务完 成。
激光夜摄航空数码相机可以完成从空中进行对地观测和遥感任务。激光夜摄航空数码相 机适用于在不同航高下的航拍，以便获得黑白、黑白红外航空遥感影像、鸟瞰景观影像及用 于测绘制图的航空影像。并可根据用户要求提供产品成果。这些产品可以是原始影像、晒印 照片、放大照片、沙盘等。
用原始影像可进行数字影像制图、数字测图、编制影像平面、地形图、各种专题地图。 用于GIS地理信息系统及数字城市工程及数字城市工程建设中的软件开发，图像数据处理、 建立数据库等。
可为大、中、小城市的城镇规划、房地产开发、城乡土地利用动态监测、数字化开发、
3信息综合利用、大比例尺地图测绘、大型工程场地建设评价、能源交通工程勘察研究、森林 动态监测、水利工程前期规划设计、地质矿产勘测定位、环境监测保护、考古与文物保护、 旅游风景区建设及保护、突发性应急反应、农业估产及空间信息建设等提供基础信息服务， 为实现空间数据信息更新，为政府决策提供科学依据服务。
在军事上，可以完成夜间对敌方进行航空摄影侦察的任务。
以下结合附图和实施方式对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的整机结构布局图。 图中1 一保温层
2 —相机结构件、控制器和外壳
3 —阶梯式电子前移补偿
4 一大面阵CCD器件
5 --摄影物镜(摄影光学系统)
6 --带温度补偿镜筒
7 --消烟雾滤光镜，含阻断热交换层
8 —摄影光轴指向校正系统
9 一大功率半导体激光器
图2-l是本实用新型的光学系统结构形式
图2-2是本实用新型的光学系统畸变曲线
图2-3是本实用新型的光学系统MTF曲线。 图3是本实用新型的整机控制流程原理图。 图4是本实用新型的激光照明原理图。
具体实施方式
在图1中，由阶梯式电子前移补偿机构、摄影物镜(摄影光学系统)、大功率半导体激光 器(4个)、相机结构件、控制器和外壳等构成了本实用新型的激光夜摄航空数码相机。激 光夜摄航空数码相机能按分幅成像方式对地面景物照相。相机的安装使镜身的光轴处在飞机 飞行方向的垂直平面中。地物的反射光经物镜光学系统进入镜筒，在位于焦平面上的CCD 器件光敏面成像，转换成电信号后进行处理后，将信号储存并输出。
图2是本实用新型的激光夜摄航空数码相机的光学系统简图。这是个高质量的成像系统， 宽的光谱带和宽的视场角、大的相对孔径是本实用新型必须的，同时也都直接影响着光学系 统的选型和光学设计。微光夜摄航空数码相机使用了非对称的广角的物镜型式，从而自动地 消除了横向像差，如彗差、畸变等，即如果目标物在无限远时，会使完全对称的物镜型式 失去对称性，同样也可以消除或减少横向像差。但是，对称性的物镜型式的角放大率接近为1 左右，即物方视场角与像方视场角几乎相同。
在图3中，给出了本实用新型的整机控制流程原理。从图可以看出，相机控制系统由像 移补偿指令电路和相机控制管理电路等组成，还有相应的配套的接插组件、电缆网和分线盒 等。本实用新型的整机控制的主要功能是按照技术要求的规定，准确地实现并控制相机及其 有关部件的各个动作；接收并执行各项指令和发送相机的各种信号等。对光机结构的控制系 统包括调焦控制电路、像移控制电路、遥测�？氐缏�、供配电控制电路等，实现调焦机构的 动作和锁定控制；像移补偿的控制；接收并执行飞机操作员的各项指令和发送相机的各种信 号等。
图4是大功率半导体激光器主动对目标照明的适用于夜间进行战术摄影侦察的航空数码相机。它有4个激光照明器和1台大孔径航空数码相机组成。其激光照明器性能指标为波
长850nm (近红外，不可见)，功率4X10W，同时，把激光照明反差降低到不易被发觉的 程度，并用超高频电流驱动激光器，使激光易于实现光调制。
权利要求1、激光夜摄航空数码相机，是一种夜间进行航空摄影的空中照相装置，其特征是它是由高清晰度、高分辨率、大孔径、近红外光学镜头所组成的相机光学系统，以及4个激光照明器组成；该装置还具有阶梯式电子前移补偿功能的低噪声、小象元数码后背。
2、 根据权利要求1所述的微光夜摄航空数码相机，其特征是相机光学系统采用了非对 称的广角物镜型式。
3、 根据权利要求1所述的微光夜摄航空数码相机，其特征是选择0.85um单色谱段大功率半导体激光照明器来用作主动照明，激光照明反差降低，并用超高频电流驱动激光器。
专利摘要一种夜间摄影用的航空数码相机，它采用大功率半导体激光器主动对地面目标进行照明的和大相对孔径的镜头，适用于无月光、有薄雾的夜间以及阴暗的白天进行空中照相的航空数码相机。使航空摄影节省大量的等候天气时间、能抓拍到最有利于表现目标特性的摄影时间。
文档编号G01C11/00GK201298131SQ20082011121
公开日2009年8月26日 申请日期2008年4月24日 优先权日2008年4月24日
发明者琪 余, 姚毅刚, 张国瑞, 张声荣, 徐淮南, 熊立民, 程培坤, 鑫 郝, 郭振江 申请人:北京广元时代科技发展有限公司
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