[發明專利]一種引入非球面的大視場凝視型成像系統及其成像方法

在審

• 申請號: 202010839428.0
• 申請日: 2020-08-19
• 公開（公告）號: CN111880294A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 季軼群;曾晨欣;李加慧;譚奮利
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: G02B13/18
• 分類號: G02B13/18;G02B13/00;G03B37/04
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒

1.一種引入非球面的大視場凝視型成像系統，其特征在于: 采用多孔徑分視場結構，沿光線入射方向，依次為前置物鏡（1），中間像面（2），中繼轉像陣列（3）和CCD傳感器（4）；前置物鏡（1）為四片膠合的球面透鏡結構，以各球面透鏡的球心為中心，呈全對稱分布，沿光線入射方向，依次為第一片球面負透鏡（11），第二片球面正透鏡（12），第二片球面負透鏡（13），第二片球面正透鏡（14），各透鏡的材料折射率依次對應為n₁₁，n₁₂，n₁₃和n₁₄，它們分別滿足條件1.75n₁₁1.85,1.45n₁₂1.55,1.45n₁₃1.55,1.75n₁₄1.85；中繼轉像排列（3）中的一個單元，其結構為：沿光線入射方向，依次為中繼系統第一片球面正透鏡（31），中繼系統第二片球面正透鏡（32），第一片非球面負透鏡（33），第二片非球面負透鏡（34），孔徑光闌（35），非球面正透鏡（36），中繼系統第三片球面正透鏡（37），各透鏡的材料折射率依次對應為n₃₁，n₃₂，n₃₃，n₃₄，n₃₆和n₃₇，它們分別滿足條件1.60n₃₁1.70,

1.45n₃₂1.55,1.55n₃₃1.65,1.55n₃₄1.65,1.45n₃₆1.55，1.85n₃₇1.95；所述中繼系統第二片球面正透鏡（32）的后表面與第一片非球面負透鏡（33）的前表面膠合，第一片非球面負透鏡（33）的后表面為偶次非球面，其圓錐系數k₁滿足條件0k₁1；第二片非球面負透鏡（34）的后表面與非球面正透鏡（36）的前表面膠合，為偶次非球面，其圓錐系數k₂滿足條件-10k₂0；系統的孔徑光闌（35）位于第二片非球面負透鏡（34）與非球面正透鏡（36）的膠合面處。

2.根據權利要求1所述的一種引入非球面的大視場凝視型成像系統，其特征在于：系統的焦距f為50mm≤f≤60mm。

3.根據權利要求1所述的一種引入非球面的大視場凝視型成像系統，其特征在于：系統的全視場ω為0°≤ω≤100°。

4.根據權利要求1所述的一種引入非球面的大視場凝視型成像系統，其特征在于：系統的總長L為230mm≤L≤250mm。

5.權利要求1所述的一種引入非球面的大視場凝視型成像系統的成像方法，其特征在于：前置同心對稱物鏡獲取一個大視場目標物的帶有均勻像差的中間像；經多孔徑分視場的中繼轉像排列系統，對含有剩余像差的中間像面通過設置在各中繼轉像排列單元中的非球面負透鏡、非球面正透鏡、孔徑光闌，進行幾何像差補償，經像差校正后進行二次成像，在探測器上獲得高分辨率的子圖像；再通過對相鄰孔徑小視場的子圖像進行拼接處理，得到大視場范圍的高分辨率圖像。