一种折反式离轴大视场成像光学系统，属于光学应用技术领域。本发明专利技术解决了现有现有技术中由于畸变对宽幅相机视场变化较为敏感，导致光学系统成像质量易受影响的问题。同轴折射镜组包括沿光线入射方向同光轴依次排列的若干透镜，所述离轴反射镜组包括离轴使用的第一反射镜及第二反射镜，且所述第一反射镜为偶次非球面，所述第二反射镜为球面。同轴折射镜组承担主要的光焦度，对轴上像差、部分初级轴外像差及色差等像差进行校正，使离轴反射镜组的敏感度得到了一定程度的降低，第一反射镜能够对系统的畸变及轴外像差残差进行校正，第二反射镜能够对系统各视场主光线的出射角进行校准，实现像方远心的聚焦成像。
【技术实现步骤摘要】
一种折反式离轴大视场成像光学系统
本专利技术涉及一种折反式离轴大视场成像光学系统，属于光学应用
技术介绍
空间对地观测光学系统经历了从折射式到反射式，从同轴光学系统到离轴光学系统的发展阶段，折射式光学系统由于受光学材料的限制很难做到大口径和轻量化设计，反射系统受材料限制较小，便于轻量化设计，完全没有色差，系统透过率高。与传统折射光学系统相比，离轴反射光学系统具有小体积、轻量化和无色差等特点，因此被广泛应用于望远镜系统和空间观测系统等领域。空间遥感光学系统多采用折反混合式和全反射式光学系统。折反系统采用反射镜和透镜相结合的方式，反射镜不会引起色差，透镜组能够对整个系统的像差进行校正并增大整个光学系统的视场。在整个折反光学系统中，像面的位移不会受到反射镜的影响，当反射镜和支架选择的材料膨胀系数相近时，可以降低整个系统对环境温度的敏感度。折反式离轴大视场成像光学系统提高光学系统视场大小的同时极大的改善了系统成像质量。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有技术中由于畸变对宽幅相机视场变化较为敏感，导致光学系统成像质量易受影响的问题，进而提供了一种折反式离轴大视场成像光学系统。本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种折反式离轴大视场成像光学系统，它包括同轴折射镜组和离轴反射镜组，其中同轴折射镜组包括沿光线入射方向同光轴依次排列的若干透镜，所述离轴反射镜组包括离轴使用的第一反射镜及第二反射镜，且所述第一反射镜为偶次非球面，其相对于同轴折射镜组光轴的离轴角度为8°，所述第二反射镜为球面，其相对于同轴折射镜组光轴的离轴角度为10.4°。进一步地，若干透镜分别为第一至第七透镜，且第一至第七透镜均为球面，其中第五透镜与第六透镜之间同光轴设置有孔径光阑。进一步地，第一透镜、第三透镜、第五透镜及第七透镜的光焦度均为正，第二透镜、第四透镜及第六透镜的光焦度均为负。进一步地，光学系统满足如下条件：2.509<f/f1<2.589-2.401<f/f2<-2.3011.185<f/f3<1.245-1.810<f/f4<-1.7100.0103<f/f5<0.070-2.488<f/f6<-2.4483.546<f/f7<3.6261.187<f/f8<1.2271.561<f/f9<1.601其中f为整个光学系统的焦距，f1为第一透镜的焦距，f2为第二透镜的焦距，f3为第三透镜的焦距，f4为第四透镜的焦距，f5为第五透镜的焦距，f6为第六透镜的焦距，f7为第七透镜的焦距，f8为第一反射镜的焦距，f9为第二反射镜的焦距。进一步地，第一透镜与第二透镜之间的距离为0.137mm，第二透镜与第三透镜之间的距离为2.548mm，第三透镜与第四透镜之间的距离为2.556mm，第四透镜与第五透镜之间的距离为0.122mm，第五透镜与孔径光阑之间的距离为4.217mm，孔径光阑与第六透镜之间的距离为0.120mm，第六透镜与第七透镜之间的距离为0.467mm，第七透镜与第一反射镜之间的距离为207.903mm，第一反射镜与第二反射镜之间的距离为-192.903mm，第二反射镜与像平面之间的距离为279.345mm。进一步地，第一透镜的材质为H-ZBAF3，第二透镜的材质为TF3,第三透镜的材质为H-ZBAF5,第四透镜的材质为TF3,第五透镜的材质为H-ZK5，第六透镜的材质为TF3，第七透镜的材质为H-ZBAF3。进一步地，第一透镜前表面的曲率半径为257.733mm，后表面的曲率半径为-290.252mm，中心厚度为11.988mm，通光口径为Φ49.148mm；第二透镜前表面的曲率半径为-354.572mm，后表面的曲率半径为230.771mm，中心厚度为6.397mm，通光口径为Φ47.796mm；第三透镜前表面的曲率半径为548.294mm，后表面的曲率半径为-634.927mm，中心厚度为9.602mm，通光口径为Φ44.006mm；第四透镜前表面的曲率半径为-233.882mm，后表面的曲率半径为916.451mm，中心厚度为6.774mm，通光口径为Φ42.557mm；第五透镜前表面的曲率半径为164.689mm，后表面的曲率半径为163.761mm，中心厚度为11.230mm，通光口径为Φ39.421mm；第六透镜前表面的曲率半径为1194.286mm，后表面的曲率半径为7.978mm，中心厚度为7.978mm，通光口径为Φ36.889mm；第七透镜前表面的曲率半径为121.142mm，后表面的曲率半径为-483.2mm，中心厚度为16.001mm，通光口径为Φ39.657mm；第一反射镜表面的曲率半径为885.416mm，通光口径为Φ86.848mm；第二反射镜表面的曲率半径为676.010mm，通光口径为Φ165.357mm。本专利技术与现有技术相比具有以下效果：本申请采用不同的透镜相互组合及合理分配光焦度，同轴折射镜组承担主要的光焦度，对轴上像差、部分初级轴外像差及色差等像差进行校正，使离轴反射镜组的敏感度得到了一定程度的降低，并且第一反射镜能够对系统的畸变及轴外像差残差进行校正，第二反射镜主要起到场镜的作用，能够对系统各视场主光线的出射角进行校准，实现像方远心的聚焦成像。本申请使用较少的非球面，在很大的视场范围内获得很好的成像质量，光学系统体积小，且同时使系统的加工、检测和装调难度降低。附图说明图1为本申请成像光学系统结构示意图；图2为本申请成像光学系统的光学调制传递函数(MTF)示意图。具体实施方式具体实施方式一：结合图1～2说明本实施方式，一种折反式离轴大视场成像光学系统，它包括同轴折射镜组、离轴反射镜组和像平面11，其中同轴折射镜组包括沿光线入射方向同光轴依次排列的若干透镜，所述离轴反射镜组包括离轴使用的第一反射镜9及第二反射镜10，且所述第一反射镜9为偶次非球面，其相对于同轴折射镜组光轴的离轴角度为8°，所述第二反射镜10为球面，其相对于同轴折射镜组光轴的离轴角度为10.4°。本申请采用不同的透镜相互组合及合理分配光焦度，同轴折射镜组承担主要的光焦度，对轴上像差、部分初级轴外像差及色差等像差进行校正，使离轴反射镜组的敏感度得到了一定程度的降低，并且第一反射镜9能够对系统的畸变及轴外像差残差进行校正，第二反射镜10主要起到场镜的作用，能够对系统各视场主光线的出射角进行校准，实现像方远心的聚焦成像。本申请用于可见光波段的所述入射光束成像。本申请是一种包含自由曲面的离轴折反射式成像光学系统，使用较少的非球面，在很大的视场范围内获得很好的成像质量，光学系统体积小，且同时使系统的加工、检测和装调难度降低。本成像光学系统的具体参数本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种折反式离轴大视场成像光学系统，其特征在于：它包括同轴折射镜组、离轴反射镜组和像平面(11)，其中同轴折射镜组包括沿光线入射方向同光轴依次排列的若干透镜，所述离轴反射镜组包括离轴使用的第一反射镜(9)及第二反射镜(10)，且所述第一反射镜(9)为偶次非球面，其相对于同轴折射镜组光轴的离轴角度为8°，所述第二反射镜(10)为球面，其相对于同轴折射镜组光轴的离轴角度为10.4°。/n
【技术特征摘要】
1.一种折反式离轴大视场成像光学系统，其特征在于：它包括同轴折射镜组、离轴反射镜组和像平面(11)，其中同轴折射镜组包括沿光线入射方向同光轴依次排列的若干透镜，所述离轴反射镜组包括离轴使用的第一反射镜(9)及第二反射镜(10)，且所述第一反射镜(9)为偶次非球面，其相对于同轴折射镜组光轴的离轴角度为8°，所述第二反射镜(10)为球面，其相对于同轴折射镜组光轴的离轴角度为10.4°。
2.根据权利要求1所述的一种折反式离轴大视场成像光学系统，其特征在于：若干透镜分别为第一至第七透镜，且第一至第七透镜均为球面，其中第五透镜(5)与第六透镜(6)之间同光轴设置有孔径光阑(8)。
3.根据权利要求1或2所述的一种折反式离轴大视场成像光学系统，其特征在于：第一透镜(1)、第三透镜(3)、第五透镜(5)及第七透镜(7)的光焦度均为正，第二透镜(2)、第四透镜(4)及第六透镜(6)的光焦度均为负。
4.根据权利要求3所述的一种折反式离轴大视场成像光学系统，其特征在于：光学系统满足如下条件：
2.509<f/f1<2.589
-2.401<f/f2<-2.301
1.185<f/f3<1.245
-1.810<f/f4<-1.710
0.0103<f/f5<0.070
-2.488<f/f6<-2.448
3.546<f/f7<3.626
1.187<f/f8<1.227
1.561<f/f9<1.601
其中f为整个光学系统的焦距，f1为第一透镜(1)的焦距，f2为第二透镜(2)的焦距，f3为第三透镜(3)的焦距，f4为第四透镜(4)的焦距，f5为第五透镜(5)的焦距，f6为第六透镜(6)的焦距，f7为第七透镜(7)的焦距，f8为第一反射镜(9)的焦距，f9为第二反射镜(10)的焦距。
5.根据权利要求1、2或4所述的一种折反式离轴大视场成像光学系统，其特征在于：第一透镜(1)与第二透镜(2)之间的距离为0.137mm，第二透镜(2)与第三透镜(3)之间的距离为2.548mm，第三透镜(3)与第四透镜(4)之间的距离为2.556mm，第四透镜(4)与第五透镜(5)之间的距离为0.122mm，第五透...
【专利技术属性】
技术研发人员：钟兴，刘润山，孟遥，张坤，王远航，
申请(专利权)人：长光卫星技术有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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