【技术实现步骤摘要】
本公开涉及光学成像的，具体地，本公开涉及一种长焦光学系统。
技术介绍
1、用于空间成像的星载红外探测器基本都是大口径的长焦光学系统，由于是搭配在卫星或者火箭上，因此对于光学系统的整体体积和重量则有着很高的要求。现有技术中有采用同轴反射式的光学结构用在长焦系统中，以很好地降低大口径的长焦系统的体积和重量，减轻系统的负担。
2、对于同轴反射的大口径长焦系统来说，主要包括主次镜和校正镜组。由于主次镜的结构为常规的卡塞格林式结构，其视场角通常不超过1°，想要增大视场角势必会产生像差，因此需要校正系统来保证增大视场角的情况下还能消除像差，以提高成像质量。现有技术中大多通过不断减少主次镜的重量和体积来减轻光学系统的重量和体积，而当主次镜的重量和体积减轻至极致后，能够在体积和重量上有所突破的就是校正系统。
3、因此，如何在保持成像质量的前提下尽可能的降低校正系统的体积和重量，使得整个光学系统的重量和体积减小是目前亟需研究的问题。
技术实现思路
1、为了解决现有技术的问题，本公开第一方面提供了一种长焦光学系统。该系统包括：
2、从长焦光学系统的物侧至长焦光学系统的像侧依次设置的反射镜组、第一透镜、第二透镜、第三透镜以及第四透镜；其中，
3、第一透镜、第三透镜以及第四透镜均具有正光焦度；
4、第三透镜为超透镜，其余透镜为折射透镜；
5、反射镜组射出的光束能够在经过第一透镜后进行第一次成像且成像于第一次成像面，并且第二透镜配置为：
6、可选地，第一次成像面、第二透镜、第三透镜以及第四透镜之间满足：
7、
8、其中，l2为从第一次成像面与光轴的交点到第二透镜靠近交点一侧面的中心的距离，f34为由第三透镜和第四透镜构成的镜组的有效焦距，l3为第三透镜的物侧面与第四透镜的像侧面之间的中心点与交点的距离。
9、可选地，第二透镜具有正光焦度时，第一次成像面、第二透镜、第三透镜以及第四透镜之间满足：
10、
11、其中，l2为从第一次成像面与光轴的交点到第二透镜靠近交点一侧面的中心的距离，f34为由第三透镜和第四透镜构成的镜组的有效焦距，l3为第三透镜的物侧面与第四透镜的像侧面之间的中心点位置与交点的距离。
12、可选地，第二透镜具有负光焦度时，第一次成像面、第二透镜、第三透镜以及第四透镜之间满足：
13、
14、其中，l2为从第一次成像面与光轴的交点到第二透镜靠近交点一侧面的中心的距离，f34为由第三透镜和第四透镜构成的镜组的有效焦距，l3为第三透镜的物侧面与第四透镜的像侧面之间的中心点与交点的距离。
15、可选地，反射镜组射出的光束在经过第一透镜进行第一次成像后，经过第三透镜和第四透镜进行第二次成像且成像于第二次成像面。
16、可选地，从第一次成像面的中心到第二次成像面的中心的距离与光束入射至第二次成像面上的最大主光线入射角之间满足：
17、17.5mm＜litanθcra＜22.5mm
18、其中，li为第一次成像面的中心到第二次成像面的中心的距离，tanθcra为光束入射至第二次成像面上的最大主光线入射角的正切值。
19、可选地，第一透镜的焦距与第一次成像面的最大半高度满足：
20、
21、其中，f1为第一透镜的焦距，h1为第一次成像面的最大半高度。
22、可选地，反射镜组至少包括沿光路依次设置的主反射镜和次反射镜，并且主反射镜和次反射镜均凸向像侧。
23、可选地，第一次成像面位于第一透镜和第二透镜之间时，超透镜与第四透镜之间的空气间隔d34满足1.0mm≤d34≤2.5mm，或
24、第一次成像面位于第二透镜和第三透镜之间时，超透镜与第四透镜之间的空气间隔d34满足8.2mm≤d34≤11mm。
25、可选地，长焦光学系统的工作波段为8～12μm；长焦光学系统还包括设置在第四透镜与第二次成像面之间的窗口玻璃，窗口玻璃可透过8～12μm波长的光。
26、本公开中的技术方案能够达到的有益效果：
27、本公开提供的长焦光学系统能够通过采用折反超混合的形式来缩短整体系统的尺寸，同时利用超透镜代替了传统的衍射透镜，并对校正系统增大视场时带来的像差的效果大大增强。
28、此外，采用二次成像的方式并通过对第一次成像的位置与各透镜之间的约束能够在保证成像质量的前提下压缩了系统整体的体积，并由于超透镜具有轻薄简廉的优势，使得系统整体重量减轻。
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1.一种长焦光学系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的长焦光学系统，其特征在于，所述第一次成像面(6)、所述第二透镜(3)、所述第三透镜(4)以及所述第四透镜(5)之间满足：
3.根据权利要求2所述的长焦光学系统，其特征在于，所述第二透镜具有正光焦度时，所述第一次成像面(6)、所述第二透镜(3)、所述第三透镜(4)以及所述第四透镜(5)之间满足：
4.根据权利要求2所述的长焦光学系统，其特征在于，所述第二透镜具有负光焦度时，所述第一次成像面(6)、所述第二透镜(3)、所述第三透镜(4)以及所述第四透镜(5)之间满足：
5.根据权利要求1所述的长焦光学系统，其特征在于，所述反射镜组(1)射出的光束在经过所述第一透镜(2)进行第一次成像后，经过所述第三透镜(4)和第四透镜(5)进行第二次成像且成像于第二次成像面(7)。
6.根据权利要求5所述的长焦光学系统，其特征在于，从所述第一次成像面(6)的中心到第二次成像面(7)的中心的距离与光束入射至所述第二次成像面(7)上的最大主光线入射角之间满足：
7.根
8.根据权利要求1所述的长焦光学系统，其特征在于，所述反射镜组(1)至少包括沿光路依次设置的主反射镜(101)和次反射镜(102)，并且所述主反射镜(101)和次反射镜(102)均凸向所述像侧。
9.根据权利要求1所述的长焦光学系统，其特征在于，所述第一次成像面(6)位于所述第一透镜(2)和所述第二透镜(3)之间时，所述超透镜与所述第四透镜(5)之间的空气间隔D34满足1.0mm≤D34≤2.5mm，或
10.根据权利要求1至9任一项所述的长焦光学系统，其特征在于，所述长焦光学系统的工作波段为8～12μm；所述长焦光学系统还包括设置在所述第四透镜(5)与所述第二次成像面(7)之间的窗口玻璃(8)，所述窗口玻璃(8)可透过的光的波段为8～12μm。
...【技术特征摘要】
1.一种长焦光学系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的长焦光学系统，其特征在于，所述第一次成像面(6)、所述第二透镜(3)、所述第三透镜(4)以及所述第四透镜(5)之间满足：
3.根据权利要求2所述的长焦光学系统，其特征在于，所述第二透镜具有正光焦度时，所述第一次成像面(6)、所述第二透镜(3)、所述第三透镜(4)以及所述第四透镜(5)之间满足：
4.根据权利要求2所述的长焦光学系统，其特征在于，所述第二透镜具有负光焦度时，所述第一次成像面(6)、所述第二透镜(3)、所述第三透镜(4)以及所述第四透镜(5)之间满足：
5.根据权利要求1所述的长焦光学系统，其特征在于，所述反射镜组(1)射出的光束在经过所述第一透镜(2)进行第一次成像后，经过所述第三透镜(4)和第四透镜(5)进行第二次成像且成像于第二次成像面(7)。
6.根据权利要求5所述的长焦光学系统，其特征在于，从所述第一次成像面(6)的中心到第二次成像面(7)...
【专利技术属性】
技术研发人员：王春宇，林合山，郝成龙，谭凤泽，朱健，
申请(专利权)人：深圳迈塔兰斯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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