[发明专利]半球空间可见光十五倍连续大变焦光学系统

说明书

本发明涉及一种半球空间可见光十五倍连续大变焦光学系统，属于航天可见光探测领域。本发明实现了在大视场短焦距情况下搜索目标和小视场长焦距情况下识别目标的军事目的。该系统分别由在同一光轴上的前固定组、变倍组、补偿组和后固定组共11片透镜构成，该系统工作波段为0.48～0.70μm；连续变焦范围为：60～900mm；F数为2.0～5.0；探测器规模为：4k×4k；系统单像元尺寸为：6.5μm×6.5μm。可在半球空间，周视角度达到360°的范围内对目标进行探测与识别。系统成像质量良好，结构紧凑，在奈奎斯特频率为45lp/mm时MTF值均大于0.4，系统总长小于800mm。

技术领域

本发明涉及一种半球空间可见光十五倍连续大变焦光学系统，属于航天可见光探测领域。

背景技术

在空间光学探测领域，应用先进光学仪器进行相关目标探测与识别已成为现代光学领域的前沿科技。目前，都是采用两个定焦距探测系统独立工作，分别完成宽视场搜索和小视场详查的任务，即需要研制两个系统协调工作，使得总系统整体重量和体积都非常大，同时还难以协调工作。因此，为了提高对空间目标探测与识别的效率，不可避免地需要采用变焦系统的结构形式来实现对重要目标更好的观察，以对不同视场不同距离的目标成像。

目前在空间可见光探测的应用中，国际上通用做法是采用两个定焦距探测系统独立工作，分别完成宽视场搜索和小视场详查的任务，即需要研制两个系统协调工作，使得总系统整体重量和体积都非常大，同时还难以协调工作。采用可见光变焦距光学系统通过变焦可以完成宽视场搜索和小视场详查的任务，同时，由于采用的是单套的光学系统，因此整体重量和体积都比较小，工作方便快捷。

发明内容

本发明的目的是提供一种半球空间可见光十五倍连续大变焦光学系统，该系统能够实现在大视场短焦距情况下搜索目标和小视场长焦距情况下识别目标的目的。同一个系统，在变焦的情况下，同时实现搜索和识别。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

半球空间可见光十五倍连续大变焦光学系统，包括同轴排布的第一片透镜、第二片透镜、第三片透镜、第四片透镜(双胶合)、第五片透镜、第六片透镜、第七片透镜、第八片透镜(双胶合)、第九片透镜、第十片透镜、第十一片透镜；第一片透镜、第二片透镜、第三片透镜组成的前固定组；第四片透镜(双胶合)、第五片透镜、第六片透镜组成的变倍组；第七片透镜、第八片透镜(双胶合)组成的补偿组；第九片透镜、第十片透镜、第十一片透镜组成的后固定组。

所述的第一片透镜厚度为36.87mm～37.31mm，前表面曲率半径为324.26mm～324.94mm，后表面曲率半径为-288.12mm～-288.81mm，材料为H-ZK7；优选第一片透镜厚度为37.14mm，前表面曲率半径为324.81mm,后表面曲率半径为-288.73mm,材料为H-ZK7；

所述的第二片透镜厚度为19.32mm～20.20mm，前表面曲率半径为-288.332mm～-289.10mm，后表面曲率半径为841.96mm～842.843mm，材料为ZF2；优选第二片透镜厚度为20mm，前表面曲率半径为-288.865mm,后表面曲率半径为842.350mm,材料为ZF2；

所述的第三片透镜厚度为19.52mm～20.20mm，前表面曲率半径为966.48mm～967.00mm，后表面曲率半径为-7930.63mm～-7931.12mm，材料为H-LAK3；优选第三片透镜厚度为20.00mm，前表面曲率半径为966.82mm,后表面曲率半径为-7931.14mm,材料为H-LAK3；