[發明專利]一種寬譜、寬視場光學系統

有效

• 申請號: 201410464981.5
• 申請日: 2014-09-12
• 公開（公告）號: CN104297924B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 何軍;程衛強;汪少林;田華;崔偉;楊勇;馬文佳
• 申請（專利權）人: 上海衛星工程研究所
• 主分類號: G02B27/00
• 分類號: G02B27/00;G02B27/10
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司31236
• 代理人: 郭國中,樊昕

技術領域

本發明涉及光學技術領域，更具體的說，涉及一種寬譜、寬視場的光學系統。

背景技術

根據衛星任務的需求，寬幅(寬視場)、寬譜段、高分辨率的光學系統已成為主要趨勢。隨著視場角的增大，放大率不再是常數，畸變值也隨之增大，雖然不影響成像的清晰度，卻使像對物產生失真，降低了成像的幾何質量；寬工作譜段可獲得目標更多的特征信息，但因不同頻率的光在同一介質的折射率不同，給光學系統帶來嚴重的色差；高分辨率可探測目標更為微小的細節，為目標的辨識、任務的策劃等提供了極大的優勢和保障，在工作譜段一定的情況下，提高分辨率需要增大光學系統的相對口徑，從而導致了光學系統各像差較嚴重、校正難的現象。

以上三個指標對光學系統提出了多個、嚴苛的限制條件，使得光學系統成本高、難度大、設計復雜。因此，有必要提供一種結構緊湊、設計簡單的寬譜、寬視場的成像透鏡。

發明內容

針對上述現有技術中存在的技術問題，本發明提供一種寬譜、寬視場光學系統，解決了衛星光學載荷光學系統(寬譜、寬視場)場曲、色差等像差校正難度較大、加工成本高等問題。

為了達到上述發明目的，本發明為解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種寬譜、寬視場光學系統，包括：放置在物體側的第一透鏡組，放置在比第一透鏡組更靠近像面的第二透鏡組，以及放置在比第二透鏡組更靠近像面的分光棱鏡。

所述第一透鏡組包括總體具有負放大倍率的多個透鏡組成，所述第二透鏡組包括總體具有正放大倍率的多個透鏡組成。

所述第一透鏡組由物體側到像面側依次包括第一透鏡、雙膠合透鏡、第二透鏡，所述第一透鏡是具有負放大率的凹凸透鏡，其在物體側具有凸面，在像面側具有凹面；所述雙膠合透鏡是具有正放大率的凹凸透鏡，其在物體側具有凹面，在像面側具有凸面；第二透鏡是具有負放大率凹凸透鏡，其在物體側具有凸面，在像面側具有凹面。

所述雙膠合透鏡中的兩片透鏡的折射率采用高低錯落設計。

所述雙膠合透鏡與所述第一透鏡和第二透鏡的阿貝數采用高低錯落設計。

所述第二透鏡組從物體側到像面側依次包括第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡及第七透鏡，所述第三透鏡、第四透鏡、第六透鏡是具有正放大率的雙凸透鏡，所述第五透鏡是具有負放大率的雙凹透鏡，所述第七透鏡是具有正放大率的凹凸透鏡，其在物體側具有凸面，在像面側具有凹面，所述第四透鏡和第五透鏡透鏡間及第五透鏡和第六透鏡間采用小間隙分離形式，用來改善高級像差，間隙小于1mm；所述第四透鏡、第五透鏡及第六透鏡采用柯克三片式結構，有效改善寬視場帶來的場曲像差。

所述第三透鏡的物體側前鏡框處設置有光闌，用來減小或消除光學系統中的漸暈。

所述第一透鏡組和第二透鏡組中所有的透鏡均采用球面透鏡。

所述第一透鏡組中的透鏡鏡片采用彎月厚透鏡，用來改善寬視場帶來的場曲像差。

所述分光棱鏡利用半透半反或比例可調的透反膜將光路一分為二。

本發明技術方案，結構緊湊、設計簡單，能夠實現寬譜、寬視場的成像效果。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：

圖1是本發明所提供的光學系統的橫截面示意圖；

圖2是本發明所提供的光學系統的成像光路示意圖；

圖3是本發明所提供的光學系統的像差曲線(場曲)示意圖；

圖4是本發明所提供的光學系統的像差曲線(畸變)示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發明的保護范圍。

如圖1所示，本發明的寬譜、寬視場光學系統包括：被放置在物體側的第一透鏡組1；被放置在比第一透鏡組1更靠近像面的第二透鏡組2；以及被放置在第一透鏡組1和第二透鏡組2都靠近像面的分光棱鏡3。