【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种大视场长焦距小f#类仿生复眼光学系统，主要用于空间目标探索与广域探测，也可应用于民用机器视觉和安防探索设备等需要大视场光学系统的领域。
技术介绍
1、随着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，对于空间目标探索与广域探测的需求越来越迫切，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，对于空间目标探索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。
2、应用于这些方面的光学系统对所成像的视场要求较大。另外，为适应不同照明环境下的任务，需要光学系统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。
3、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
1、本专利技术提供了一种大视场长焦距小f#类仿生复眼光学系统，采用类仿生复眼的结构形式，具有成像视场大、焦距长、系统f#小的特点，解决传统光学系统不能兼顾焦距、视场和入瞳直径的技术问题。满足航空航天领域对光学系统的要求，该专利技术也可应用在机器视觉和安防探索设备等需要大视场光学系统的领域。
2、本专利技术的技术解决方案：
3、一种大视场长焦距小f#类仿生复眼光学系统，其特殊之处在于：包括子眼镜头阵列和中继镜头；
4、上述子眼镜头阵列由n组子眼镜头紧密分布在设定
5、上述中继镜头位于子眼镜头阵列的出射光路中，用于对n组子眼镜头所成像面成像于最终的平面像面，实现全视场像差校正。
6、进一步地，n等于19；将19组子眼镜头分为4类，分别定义为第一类子眼镜头、第二类子眼镜头、第三类子眼镜头和第四类子眼镜头；
7、其中第一类子眼镜头包括1组子眼镜头，其光轴与中继镜头光轴重合；
8、其中第二类子眼镜头包括6组子眼镜头，6组子眼镜头以第一类子眼镜头为中心，沿圆周紧密排布在球面的同一纬度，其光轴与中继镜头光轴之间的夹角为α；
9、其中第三类子眼镜头包括6组子眼镜头，第四类子眼镜头包括6组子眼镜头，第三类子眼镜头和第四类子眼镜头中的6组子眼镜头以第一类子眼镜头为中心，沿第二类子眼镜头的外围周向依次交替紧密排布在球面的不同纬度；第三类子眼镜头中6组子眼镜头光轴与中继镜头光轴之间的夹角为β；第四类子眼镜头中6组子眼镜头光轴与中继镜头光轴之间的夹角为γ；
10、其中0＜α＜γ＜β。
11、进一步地，每组子眼镜头均由沿光轴从物方到像方依次排布的子眼第一镜、子眼第二镜、子眼第三镜、子眼第四镜、子眼第五镜、子眼第六镜组成；中继镜头由沿光轴从物方到像方依次排布的中继第一镜、中继第二镜、中继第三镜、中继第四镜、中继第五镜、中继第六镜、中继第七镜、中继第八镜、中继第九镜、中继第十镜、中继第十一镜组成；每组子眼镜头均和中继镜头构成一个成像通道；
12、上述子眼第一镜的焦距f’1满足：f’<f’1<2f’；
13、上述子眼第二镜的焦距f’2满足：-0.5f’<f’2<-f’；
14、上述子眼第三镜的焦距f’3满足：-2f’<f’3<-f’；
15、上述子眼第四镜的焦距f’4满足：f’<f’4<2f’；
16、上述子眼第五镜的焦距f’5满足：5f’<f’5<6f’；
17、上述子眼第六镜的焦距f’6满足：4f’<f’6<5f’；
18、上述中继第一镜的焦距f’7满足：-6f’<f’7<-5f’；
19、上述中继第二镜的焦距f’8满足：-5f’<f’8<-4f’；
20、上述中继第三镜的焦距f’9满足：-18f’<f’9<-17f’；
21、上述中继第四镜的焦距f’10满足：5f’<f’10<6f’；
22、上述中继第五镜的焦距f’11满足：-10f’<f’11<-9f’；
23、上述中继第六镜的焦距f’12满足：3f’<f’12<4f’；
24、上述中继第七镜的焦距f’13满足：3f’<f’13<4f’；
25、上述中继第八镜的焦距f’14满足：-4f’<f’14<-3f’；
26、上述中继第九镜的焦距f’15满足：6f’<f’15<7f’；
27、上述中继第十镜的焦距f’16满足：6f’<f’16<7f’；
28、上述中继第十一镜的焦距f’17满足：5f’<f’17<6f’；
29、其中f’为光学系统的焦距。
30、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；
31、上述子眼第一镜前表面的曲率半径r1为f’<r1<2f’，子眼第一镜后表面的曲率半径r2为-9f’<r2<-8f’；
32、上述子眼第二镜前表面的曲率半径r3为-3f’<r3<-2f’，子眼第二镜后表面的曲率半径r4为f’<r4<2f’；
33、上述子眼第三镜前表面的曲率半径r5为-6f’<r5<-5f’，子眼第三镜后表面的曲率半径r6为f’<r6<2f’；
34、上述子眼第四镜前表面的曲率半径r7为3f’<r7<4f’，子眼第四镜后表面的曲率半径r8为-2f’<r8<-f’；
35、上述子眼第五镜前表面的曲率半径r9为-3f’<r9<-2f’，子眼第五镜后表面的曲率半径r10为-2f’<r10<-f’；
36、上述子眼第六镜前表面的曲率半径r11为3f’<r11<4f’，子眼第六镜后表面的曲率半径r12为10f’<r12<11f’；
37、上述中继第一镜前表面的曲率半径r13为4f’<r13<5f’，中继第一镜后表面的曲率半径r14为2f’<r14<3f’；
38、上述中继第二镜前表面的曲率半径r15为4f’<r15<5f’，中继第二镜后表面的曲率半径r16为f’<r16<2f’；
39、上述中继第三镜前表面的曲率半径r17为-4f’<r17<-3f’，中继第三镜后表面的曲率半径r18为-5f’<r18<-4f’；
40、上述中继第四镜前表面的曲率半径r19为5f’<r1本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种大视场长焦距小F#类仿生复眼光学系统，其特征在于：包括子眼镜头阵列和中继镜头；
2.根据权利要求1所述的大视场长焦距小F#类仿生复眼光学系统，其特征在于：n等于19；将19组子眼镜头分为4类，分别定义为第一类子眼镜头(01)、第二类子眼镜头(02)、第三类子眼镜头(03)和第四类子眼镜头(04)；
3.根据权利要求2所述的大视场长焦距小F#类仿生复眼光学系统，其特征在于：每组子眼镜头均由沿光轴从物方到像方依次排布的子眼第一镜(1)、子眼第二镜(2)、子眼第三镜(3)、子眼第四镜(4)、子眼第五镜(5)、子眼第六镜(6)组成；中继镜头由沿光轴从物方到像方依次排布的中继第一镜(7)、中继第二镜(8)、中继第三镜(9)、中继第四镜(10)、中继第五镜(11)、中继第六镜(12)、中继第七镜(13)、中继第八镜(14)、中继第九镜(15)、中继第十镜(16)、中继第十一镜(17)组成；每组子眼镜头均和中继镜头构成一个成像通道；
4.根据权利要求3所述的大视场长焦距小F#类仿生复眼光学系统，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
5.根据权利要求4所述的大视场长焦距小F#类仿生复眼光学系统，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种大视场长焦距小f#类仿生复眼光学系统，其特征在于：包括子眼镜头阵列和中继镜头；
2.根据权利要求1所述的大视场长焦距小f#类仿生复眼光学系统，其特征在于：n等于19；将19组子眼镜头分为4类，分别定义为第一类子眼镜头(01)、第二类子眼镜头(02)、第三类子眼镜头(03)和第四类子眼镜头(04)；
3.根据权利要求2所述的大视场长焦距小f#类仿生复眼光学系统，其特征在于：每组子眼镜头均由沿光轴从物方到像方依次排布的子眼第一镜(1)、子眼第二镜(2)、子眼第三镜(3)、子眼第四镜(4)、子眼第五镜(5)、子眼第六镜(6)组...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈阳，薛要克，王龙，林上民，钟俊，王虎，刘美莹，周藏龙，刘杰，潘越，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：发明
国别省市：
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