[發明專利]空間目標成像光學系統

有效

• 申請號: 201410182050.6
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN103969795B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發明（設計）人: 孟慶宇;紀振華;董吉洪;王維
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G02B13/00
• 分類號: G02B13/00;G02B13/06;G02B13/04;G02B13/18;G02B1/00;G02B27/00
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所(普通合伙)22210
• 代理人: 王丹陽

技術領域

本發明提供一種空間目標成像光學系統，屬于空間成像技術領域。

背景技術

小視場空間目標成像光學系統存在成像范圍小的問題，所以需要擴大其目標成像范圍。現有技術中，通常以加前置掃描鏡的方式擴大目標成像范圍，該系統雖然起到了擴大目標成像范圍的作用，但由于增加了前置掃描鏡，導致系統運動部件多，可靠性差。

此外，空間目標成像光學系統的工作環境惡劣，容易受到沖擊和振動，造成光學系統內部光學元件發熱，進而導致成像質量差。現有技術中，通常采用在光學系統前額外設置保護窗口進行被動熱控來解決這一問題，但這種光學系統質量大、體積大，為工程應用帶來不便。

發明內容

本發明的目的是解決現有技術中空間目標成像光學系統運動部件多、可靠性差、質量大、體積大的技術問題，提供一種空間目標成像光學系統。

本發明的空間目標成像光學系統包括從左至右沿同一光軸依次設置的第一透鏡、第一透鏡組、光闌和第二透鏡組；

所述第一透鏡的左表面為球面，右表面為高次非球面，第一透鏡的材料為熔融石英；

所述高次非球面的非球面系數滿足下列公式：

z=cy21+[1-(1+k)c2y2]1/2+Dy4+Ey6+Fy8+Gy10]]>

其中：z是透鏡在光軸方向上的矢高，c是頂點曲率，k是二次曲線常數，y是軸向距離，非球面系數D，E，F，G至少一個不為零；

所述第一透鏡組降低入射光線的出射角；

所述第二透鏡組對第一透鏡組的像差進行校正。

進一步的，所述第一透鏡組為反攝遠物鏡結構。

進一步的，所述第一透鏡組包括從左至右沿同一光軸設置的第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡和第六透鏡；所述第二透鏡為平凹透鏡，第二透鏡的右表面為凹面；所述第三透鏡和第四透鏡均為彎月透鏡，第三透鏡和第四透鏡的左表面為凹面；所述第五透鏡和第六透鏡均為正透鏡。

進一步的，所述第二透鏡組為倒置的顯微物鏡結構。

進一步的，所述第二透鏡組包括從左至右沿同一光軸設置的第七透鏡、第八透鏡、第九透鏡、第十透鏡和第十一透鏡；所述第七透鏡和第八透鏡為雙膠合透鏡，第七透鏡為負透鏡，第八透鏡為正透鏡；所述第九透鏡具有濾光片作用；所述第十透鏡與第十一透鏡為雙膠合透鏡，第十透鏡為正透鏡，第十一透鏡為負透鏡。

進一步的，所述第七透鏡的材料為TF₃，第八透鏡的材料為CAF₂。

進一步的，所述第十透鏡的材料為CAF₂，第十一透鏡的材料為TF₃。

進一步的，所述第九透鏡的材料為熔融石英。

本發明的有益效果：

(1)本發明的空間目標成像光學系統采用的窗口透鏡既起到保護窗口的作用，又具備像差校正的作用；

(2)本發明光學系統在保證大視場的前提下，無需外加前置掃描鏡，減少了系統運動部件，提高了系統可靠性，且無需外加保護窗口，保證系統體積小、質量輕；

(3)本發明的系統具有大相對孔徑，有效保障了系統的探測概率與信噪比，且系統畸變值小，有利于圖像判讀。

附圖說明