[發(fā)明專利]一種棱鏡光學系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510901125.6
• 申請日: 2015-12-05
• 公開（公告）號: CN105334608B
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發(fā)明（設計）人: 王合龍;陳建發(fā)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團公司洛陽電光設備研究所
• 主分類號: G02B17/08
• 分類號: G02B17/08;G02B27/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 胡泳棋

1.一種棱鏡光學系統(tǒng)，其特征在于，包括一個棱鏡，該棱鏡包括三個光學表面，分別為第一表面、第二表面和第三表面，所述第一表面為球面，第二表面為自由曲面，第三表面為衍射面；物方產(chǎn)生的入射光線先在所述第一表面透射，然后依次在所述第二表面反射，在所述第一表面反射，最后由第三表面透射出該棱鏡；

所述棱鏡光學系統(tǒng)包括設置在所述入射光線的光路上的孔徑光闌，所述入射光線經(jīng)過所述孔徑光闌后在所述第一表面透射；由所述第三表面透射出該棱鏡后的出射光線射到一個像面上；

所述第一表面的曲率半徑為-96.2971mm，所述第二表面的曲率半徑為-62.8811mm，所述第三表面的曲率半徑為-58.4499mm；所述孔徑光闌和第一表面的間隔為20mm，所述第一表面和第二表面的間隔為13mm，所述第一表面和第三表面的間隔為16mm，所述第三表面和所述像面的間隔為14.856mm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的棱鏡光學系統(tǒng)，其特征在于，該棱鏡光學系統(tǒng)的光學參數(shù)是：入瞳直徑：8mm，視場角：24°，工作波段為480nm～644nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的棱鏡光學系統(tǒng)，其特征在于，所述自由曲面滿足下面的表達式：

其中，z是光學表面矢高；k為圓錐系數(shù)；c為曲率半徑；r為光軸方向的半徑高度，有r²＝x²+y²；A_i是zernike多項式系數(shù)；

其中，

所述衍射面的衍射面位相分布表達式為：

φ(t)＝2π(B₁t²+B₂t⁴+B₃t⁶...)，

其中，B₁、B₂、B₃……為衍射元件的位相系數(shù)，t為徑向坐標。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的棱鏡光學系統(tǒng)，其特征在于，所述自由曲面中，A₂＝6.6634e-007，A₃＝-0.27571，A₄＝2.3526e-004；所述衍射面中，衍射級次：1，中心波長：546nm，B₁＝2.0949e-005，B₂＝-5.2945e-007。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的棱鏡光學系統(tǒng)，其特征在于，所述孔徑光闌的偏心類型：Decenter&Return，偏心量：y＝-5mm；所述第一表面的偏心類型：Decenter&Return，偏心量：alf＝10°；所述第二表面的偏心類型：Decenter&Return，偏心量：alf＝25°；所述第三表面的偏心類型：Basic，偏心量：alf＝38.7°；所述像面的偏心類型：Decenter&Return，偏心量：alf＝-2.17°，y＝6.46mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的棱鏡光學系統(tǒng)，其特征在于，在所述物方與所述孔徑光闌之間的光路上設置有一個望遠光學系統(tǒng)，該望遠光學系統(tǒng)與所述棱鏡光學系統(tǒng)組成一個中繼成像系統(tǒng)；所述望遠光學系統(tǒng)包括沿光路依次設置的第一膠合鏡組、第二膠合鏡組、第五透鏡和第六透鏡，所述第一膠合鏡組由依次設置的第一透鏡和第二透鏡膠合構(gòu)成，所述第二膠合鏡組由依次設置的第三透鏡和第四透鏡膠合構(gòu)成。