[发明专利]尤其用于从飞行器拍摄航空图像的摄像机

说明书

本发明涉及尤其用于从飞行器拍摄航空图像的摄像机，其具有物镜和至少一个固定在支承件上且具有规定像素尺寸的面状数字图像传感器，该图像传感器具有一在规定误差范围内的隆起，该隆起尤其是由于在支承件上的固定而产生的。

从实践中公开了，数字图像传感器尤其是CCD(电荷耦合器件)图像传感器因市场需求或者因成本缘故在所用硅的尺寸或者说数量不变的情况下应该具有越来越精细的像素形状或越来越小的像素尺寸。例如已经制造出具有超过140兆像素的很大的CCD传感器。由此得到小于7.2μm、尤其例如5.6μm的像素尺寸。这些要求也提高了光在规定景深内在像素形状内清晰成像的要求。

现在的问题是，CCD传感器的硅片一般必须大多通过胶被安装在支承件例如壳体等类似部件上。胶在硅片角部施加较高的粘附力，这是因为硅材通过两个力矢量来绷紧。由此，硅片获得可测到的隆起

图1示出了由硅制成的面状数字图像传感器，或者说具有3～35μm隆起的CCD传感器1.1。CCD传感器1.1的不同高度利用不同的阴影线来表示，这些阴影线依照图1中在图像传感器1.1右侧所示的刻度。如果以CCD传感器1.1的角部为零点，则在CCD传感器1.1的中心出现达到35μm的隆起3。这种隆起是在将CCD传感器1.1粘贴到支承件2上时因为力矢量而出现的，所述支承件可由玻璃、陶瓷或塑料构成。

图2示出一个CCD传感器1.2，其也被粘贴到支承件2上。

在制造过程中，只要硅片或者说CCD传感器1.2还未粘贴且因而尚不具有隆起3，则各个像素可以被视为小的至少为长方形甚至正方形的多个光敏区域4，这些光敏区域4以方格5形式安置在硅片表面或者CCD传感器1.2的表面上。在图2中，在使用常见物镜时，景深足以如此“掩盖”整个隆起3，即，光在各个光敏区域4内被清晰成像，结果使得图像品质不受影响。这种情况例如是，当像素尺寸足够大且如图2极其简化所示那样，光斑6作为独立光束在光敏区域4内清晰成像。

图3示出了另一个CCD传感器1.3，其被粘贴到支承件2上并且其光敏区域4′的尺寸小到景深不再足以在整个隆起3内清晰成像。即，若干光斑6′不再被清晰成像且光也处于周围的或邻近的光敏区域4′内，结果图像品质尤其是在分辨率和对比度方面受到不利影响。

但是，当在摄像机中使用这样的CCD传感器1.1－1.3尤其用于拍摄飞行器外的航空图像时，即使像素尺寸较小且CCD传感器1.1－1.3较大时，也应该保证良好的图像品质。

有鉴于此，本发明的任务在于，避免现有技术的缺点，尤其提供上述类型的摄像机，其中，即使像素尺寸较小且图像传感器大，也保证足够高的图像品质。

根据本发明，该任务将通过一种尤其用于从飞行器拍摄航空图像的摄像机来完成，其具有物镜和至少一个固定在支承件上的且具有规定像素尺寸的面状数字图像传感器，该面状数字图像传感器具有尤其由在支承件上的固定决定的、在规定误差范围内的隆起，其中，该物镜至少部分造成了对该面状数字图像传感器的隆起的光学补偿。

通过本发明的措施，有利地光学补偿了隆起和随之而来的变差的图像质量，尤其当像素尺寸较小时。这通过物镜或者光学设计来实现。为此，应该在制造时规定出面状数字图像传感器隆起的误差范围，以便能相应确定光学系统。该误差范围应该在制造过程中尽量保持不变。

据此很有利的是，观测光束或者光通过该补偿至少近似地在面状数字图像传感器的像素尺寸或者像素形状内被清晰成像。

物镜的光学成像特性可事先根据预定的模型来确定，该模型涉及到面状数字图像传感器的隆起的规定误差范围。

为了补偿隆起，该物镜的至少一个光学元件可以造成相应的图像失真。

面状数字图像传感器可被粘结到该支承件上并且最好具有小于或等于7.2μm尤其是5.6μm的像素尺寸。此时在像素尺寸、物镜成像点大小和面状数字图像传感器的弯曲度之间存在有关联。因而无法绝对地确定像素尺寸。

该面状数字图像传感器或者帧传感器（Frame Sensor）能构成为CCD传感器、CMOS传感器等。面状数字图像传感器的像素能以长方形矩阵形式布置。

该支承件可具有玻璃、陶瓷或塑料，或者可以是由玻璃、陶瓷或塑料构成的。

在权利要求9中提出了一种具有多台摄像机的摄影测量用摄像机系统。

由从属权利要求中得到本发明的有利实施方式和改进。

以下，将结合附图从原理上来描述本发明实施例，其中：

图1是粘结在支承件上的根据现有技术的面状数字图像传感器的透视图；