[发明专利]空间目标成像光学系统

说明书

技术领域

本发明提供一种空间目标成像光学系统，属于空间成像技术领域。

背景技术

小视场空间目标成像光学系统存在成像范围小的问题，所以需要扩大其目标成像范围。现有技术中，通常以加前置扫描镜的方式扩大目标成像范围，该系统虽然起到了扩大目标成像范围的作用，但由于增加了前置扫描镜，导致系统运动部件多，可靠性差。

此外，空间目标成像光学系统的工作环境恶劣，容易受到冲击和振动，造成光学系统内部光学元件发热，进而导致成像质量差。现有技术中，通常采用在光学系统前额外设置保护窗口进行被动热控来解决这一问题，但这种光学系统质量大、体积大，为工程应用带来不便。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中空间目标成像光学系统运动部件多、可靠性差、质量大、体积大的技术问题，提供一种空间目标成像光学系统。

本发明的空间目标成像光学系统包括从左至右沿同一光轴依次设置的第一透镜、第一透镜组、光阑和第二透镜组；

所述第一透镜的左表面为球面，右表面为高次非球面，第一透镜的材料为熔融石英；

所述高次非球面的非球面系数满足下列公式：

z=cy21+[1-(1+k)c2y2]1/2+Dy4+Ey6+Fy8+Gy10]]>

其中：z是透镜在光轴方向上的矢高，c是顶点曲率，k是二次曲线常数，y是轴向距离，非球面系数D，E，F，G至少一个不为零；

所述第一透镜组降低入射光线的出射角；

所述第二透镜组对第一透镜组的像差进行校正。

进一步的，所述第一透镜组为反摄远物镜结构。

进一步的，所述第一透镜组包括从左至右沿同一光轴设置的第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜；所述第二透镜为平凹透镜，第二透镜的右表面为凹面；所述第三透镜和第四透镜均为弯月透镜，第三透镜和第四透镜的左表面为凹面；所述第五透镜和第六透镜均为正透镜。

进一步的，所述第二透镜组为倒置的显微物镜结构。

进一步的，所述第二透镜组包括从左至右沿同一光轴设置的第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜和第十一透镜；所述第七透镜和第八透镜为双胶合透镜，第七透镜为负透镜，第八透镜为正透镜；所述第九透镜具有滤光片作用；所述第十透镜与第十一透镜为双胶合透镜，第十透镜为正透镜，第十一透镜为负透镜。

进一步的，所述第七透镜的材料为TF₃，第八透镜的材料为CAF₂。

进一步的，所述第十透镜的材料为CAF₂，第十一透镜的材料为TF₃。

进一步的，所述第九透镜的材料为熔融石英。

本发明的有益效果：

(1)本发明的空间目标成像光学系统采用的窗口透镜既起到保护窗口的作用，又具备像差校正的作用；

(2)本发明光学系统在保证大视场的前提下，无需外加前置扫描镜，减少了系统运动部件，提高了系统可靠性，且无需外加保护窗口，保证系统体积小、质量轻；

(3)本发明的系统具有大相对孔径，有效保障了系统的探测概率与信噪比，且系统畸变值小，有利于图像判读。

附图说明