[实用新型]用于大规模高分辨率遥感相机的光学成像系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于大规模高分辨率遥感相机的光学成像系统，特别涉及一种采用多尺度结构的、折射式的、工作于整个可见光波段的、大视场、高分辨率的光学成像系统。 

背景技术

随着空间探索和对地观测的不断发展，对成像系统的视场和分辨率要求越来越高。为实现在大视场范围内实时获取高分辨率光学图像，大规模高分辨率相机一直是研究的难点和重点。 

采用传统的成像方法和系统，大视场和高分辨率相互制约，工作波长一定时，要提高系统的分辨率，只能通过增大系统口径。而大视场、大口径光学系统，采用传统方法设计，要引入更多光学面来校正几何像差，系统会变得非常复杂，要以系统重量、体积、复杂性和巨额成本增加为巨大代价。另外，这种大口径和高复杂性的光学系统，还受光学材料、加工、检测、制造成本和遥感器运载能力等多方面条件的制约。采用当前的制造技术，10米级的地基系统和2.4米的天基系统已被认为达到了系统设计和经济承受的极限。因此，采用传统的设计方法，很难同时满足现代遥感器成像系统对大视场和高分辨率的要求。 

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种结构简单紧凑、分辨率高、视场大、适用波段宽的用于大规模高分辨率遥感相机的光学成像系统。 

实现本实用新型目的的技术方案是提供一种用于大规模高分辨率遥感相机的光学成像系统，沿光线入射方向，依次为前置物镜光学系统、微小透镜阵列和探测器焦平面；所述的前置物镜光学系统为一组四片透镜胶合的同心球面结构，四片透镜为球心对称，安装于一个镜筒内，四片透镜依次为弯月形球面负透镜、平凸球面正透镜、平凸球面正透镜、弯月形球面负透镜；前置物镜光学系统的焦距f₁为67mm≤f₁≤72mm；所述的微小透镜阵列包括若干个单通道光学成像系统，所述的单通道光学成像系统为安装于一个镜筒内的两组双胶合透镜结构，两组双胶合透镜的光学元件依次为球面负透镜和球面正透镜组成的第一双胶合组，球面正透镜和球面负透镜组成的第二双胶合组，单通道光学成像系统的焦距f₂为17mm≤f₂≤22mm；各单通道光学成像系统安装于一个与前置物镜光学系统的球形像面同心的曲面上，形成微小透镜阵列。 

本实用新型的技术方案中，前置物镜光学系统中所述的弯月形球面负透镜、平凸球面正透镜、平凸球面正透镜和弯月形球面负透镜，它们相对于前置物镜光学系统的焦距f₁的归一化值依次为f’₁₁、f’ ₁₂、f’₁₃和f’₁₄，满足条件-1.48≤f’₁₁≤-1.45，0.53≤f’₁₂≤0.56，0.54≤f’₁₃≤0.57，-1.30≤f’₁₄≤-1.25；单通道光学成像系统中所述的球面负透镜、球面正透镜、球面正透镜和球面负透镜的焦距，它们相对于单通道光学成像系统的焦距f₂的归一化值依次为f’₂₁、f’₂₂、f’₂₃和f’₂₄，满足条件-0.96≤f’₂₁≤-0.94，0.45≤f’₂₂≤0.50，0.22≤f’₂₃≤0.27，-0.35≤f’₂₄≤-0.30。 

本实用新型技术方案提供的一种用于大规模高分辨率遥感相机的光学成像系统，它的光学筒长L为135mm≤L≤150mm。