一种用于空间环境的低畸变鱼眼光学系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种用于空间环境的低畸变鱼眼光学系统，解决传统光学系统不能兼顾视场、焦距和轻小型化的技术问题。包括从物方到像方沿光轴依次设置的第一负透镜，第二负透镜，第一正透镜，光阑，第二正透镜，第三负透镜，第三正透镜及滤光片；第一负透镜的焦距f

【技术实现步骤摘要】
一种用于空间环境的低畸变鱼眼光学系统


[0001]本技术属于光学系统领域，具体涉及一种用于空间环境的低畸变鱼眼光学系统。主要用于空间目标成像与广域成像，也可应用于民用机器视觉和安防成像设备等需要大视场光学系统的领域。

技术介绍

[0002]随着我国国民经济与国防工业技术的迅速发展，对航天器周边态势感知的需求日益增加，对于空间目标成像与广域成像的需求越来越迫切，对超大视场光学系统的成像效果和性能要求越来越高。光学成像系统可以获取目标影像，并通过图像识别技术得到位置参数，对于空间目标成像与广域成像起着非常重要的作用。目前在国际空间站、航天飞机等航天器上，超大视场光学成像系统都有成功的应用。
[0003]应用于这些方面的光学系统对所成像的视场要求较大。为适应不同照明环境下的任务，能够在宽物距范围内良好成像；为了适应航天任务的需要，光学系统要能够实现轻小型化。
[0004]但是现有的光学系统无法兼顾大视场、宽谱段以及轻小型化的要求。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是提供一种用于空间环境的低畸变鱼眼光学系统，旨在解决传统光学系统不能兼顾视场、焦距和轻小型化的技术问题。具有成像质量高、成像视场大、成像范围宽、空间环境适应性好、体积小巧、重量轻的特点。
[0006]本技术的技术方案是：
[0007]一种用于空间环境的低畸变鱼眼光学系统，其特殊之处在于：包括从物方到像方沿光轴依次设置的第一负透镜，第二负透镜，第一正透镜，光阑，第二正透镜，第三负透镜，第三正透镜及滤光片；
[0008]上述第一负透镜的焦距f
’1满足：
‑
4f
’
<f
’1<
‑
3f
’
；
[0009]上述第二负透镜的焦距f
’2满足：
‑
2f
’
<f
’2<
‑
f
’
；
[0010]上述第一正透镜的焦距f
’3满足：f
’
<f
’3<2f
’
；
[0011]上述第二正透镜的焦距f
’4满足：f
’
<f
’4<2f
’
；
[0012]上述第三负透镜的焦距f
’5满足：
‑
3f
’
<f
’5<
‑
2f
’
；
[0013]上述第三正透镜的焦距f
’6满足：9f
’
<f
’6<10f
’
；
[0014]其中，f
’
为光学系统的焦距。
[0015]进一步地，定义光线首先到达的表面为各个透镜的前表面，光线后到达的表面为各个透镜的后表面；
[0016]上述第一负透镜的前表面曲率半径R1及后表面曲率半径R2分别为：8f
’
<R1<10f
’
，f
’
<R2<2f
’
；
[0017]上述第二负透镜的前表面曲率半径R3及后表面曲率半径R4分别为：3f
’
<R3<4f
’
，
0.5f
’
<R4<f
’
；
[0018]上述第一正透镜的前表面曲率半径R5及后表面曲率半径R6分别为：2f
’
<R5<3f
’
，
‑
3f
’
<R6<
‑
2f
’
；
[0019]上述第二正透镜的前表面曲率半径R7及后表面曲率半径R8分别为：2f
’
<R7<3f
’
，
‑
2f
’
<R8<
‑
f
’
；
[0020]上述第三负透镜的前表面曲率半径R9及后表面曲率半径R
10
分别为：
[0021]‑
2f
’
<R9<
‑
f
’
，
‑
3f
’
<R
10
<
‑
2f
’
；
[0022]上述第三正透镜的前表面曲率半径R
11
及后表面曲率半径R
12
分别为：
[0023]‑
5f
’
<R
11
<
‑
3f
’
，
‑
3f
’
<R
12
<
‑
2f
’
。
[0024]进一步地，上述第一负透镜所采用玻璃的折射率n1满足：1.4<n1<1.6；
[0025]上述第二负透镜所采用玻璃的折射率n2满足：1.5<n2<1.7；
[0026]上述第三负透镜所采用玻璃的折射率n3满足：1.5<n3<1.7；
[0027]上述第四负透镜所采用玻璃的折射率n4满足：1.7<n4<1.9；
[0028]上述第五负透镜所采用玻璃的折射率n5满足：1.8<n5<2.0；
[0029]上述第六负透镜所采用玻璃的折射率n6满足：1.5<n6<1.7。
[0030]进一步地，上述用于空间环境的低畸变鱼眼光学系统的后工作距大于4mm，长度为42mm。
[0031]本技术的有益效果是：
[0032]1、光学系统采用
“‑‑
++
‑
+”的镜组合结构，系统的光焦度分配决定了场曲，本技术系统更加有利于场曲的校正。
[0033]2、光学系统选用熔融石英JGSl作为第一负透镜，GJS1极佳的抗辐照性能能有效抵抗空间中复杂的粒子辐照。
[0034]3、采用本技术的光学系统可以达到以下指标:
[0035](1)成像视场范围大，可在170
°
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于空间环境的低畸变鱼眼光学系统，其特征在于：包括从物方到像方沿光轴依次设置的第一负透镜，第二负透镜，第一正透镜，光阑，第二正透镜，第三负透镜，第三正透镜及滤光片；所述第一负透镜的焦距f
’1满足：
‑
4f
’
<f
’1<
‑
3f
’
；所述第二负透镜的焦距f
’2满足：
‑
2f
’
<f
’2<
‑
f
’
；所述第一正透镜的焦距f
’3满足：f
’
<f
’3<2f
’
；所述第二正透镜的焦距f
’4满足：f
’
<f
’4<2f
’
；所述第三负透镜的焦距f
’5满足：
‑
3f
’
<f
’5<
‑
2f
’
；所述第三正透镜的焦距f
’6满足：9f
’
<f
’6<10f
’
；其中，f
’
为光学系统的焦距。2.根据权利要求1所述的用于空间环境的低畸变鱼眼光学系统，其特征在于：定义光线首先到达的表面为各个透镜的前表面，光线后到达的表面为各个透镜的后表面；所述第一负透镜的前表面曲率半径R1及后表面曲率半径R2分别为：8f
’
<R1<10f
’
，f
’
<R2<2f
’
；所述第二负透镜的前表面曲率半径R3及后表面曲率半径R4分别为：3f
’
<R3<4f
’
，0.5f
’
<R4<f
’
；所述第一正透镜的前表面曲率半径R5及后表面曲率半径R6分别为：2f
’
<R5<...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈阳，薛要克，王虎，刘杰，林上民，刘美莹，潘越，周藏龙，解永杰，刘阳，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：新型
国别省市：