[发明专利]一种引入非球面的大视场凝视型成像系统及其成像方法

权利要求书

1.一种引入非球面的大视场凝视型成像系统，其特征在于: 采用多孔径分视场结构，沿光线入射方向，依次为前置物镜（1），中间像面（2），中继转像阵列（3）和CCD传感器（4）；前置物镜（1）为四片胶合的球面透镜结构，以各球面透镜的球心为中心，呈全对称分布，沿光线入射方向，依次为第一片球面负透镜（11），第二片球面正透镜（12），第二片球面负透镜（13），第二片球面正透镜（14），各透镜的材料折射率依次对应为n₁₁，n₁₂，n₁₃和n₁₄，它们分别满足条件1.75n₁₁1.85,1.45n₁₂1.55,1.45n₁₃1.55,1.75n₁₄1.85；中继转像排列（3）中的一个单元，其结构为：沿光线入射方向，依次为中继系统第一片球面正透镜（31），中继系统第二片球面正透镜（32），第一片非球面负透镜（33），第二片非球面负透镜（34），孔径光阑（35），非球面正透镜（36），中继系统第三片球面正透镜（37），各透镜的材料折射率依次对应为n₃₁，n₃₂，n₃₃，n₃₄，n₃₆和n₃₇，它们分别满足条件1.60n₃₁1.70,

1.45n₃₂1.55,1.55n₃₃1.65,1.55n₃₄1.65,1.45n₃₆1.55，1.85n₃₇1.95；所述中继系统第二片球面正透镜（32）的后表面与第一片非球面负透镜（33）的前表面胶合，第一片非球面负透镜（33）的后表面为偶次非球面，其圆锥系数k₁满足条件0k₁1；第二片非球面负透镜（34）的后表面与非球面正透镜（36）的前表面胶合，为偶次非球面，其圆锥系数k₂满足条件-10k₂0；系统的孔径光阑（35）位于第二片非球面负透镜（34）与非球面正透镜（36）的胶合面处。

2.根据权利要求1所述的一种引入非球面的大视场凝视型成像系统，其特征在于：系统的焦距f为50mm≤f≤60mm。

3.根据权利要求1所述的一种引入非球面的大视场凝视型成像系统，其特征在于：系统的全视场ω为0°≤ω≤100°。

4.根据权利要求1所述的一种引入非球面的大视场凝视型成像系统，其特征在于：系统的总长L为230mm≤L≤250mm。

5.权利要求1所述的一种引入非球面的大视场凝视型成像系统的成像方法，其特征在于：前置同心对称物镜获取一个大视场目标物的带有均匀像差的中间像；经多孔径分视场的中继转像排列系统，对含有剩余像差的中间像面通过设置在各中继转像排列单元中的非球面负透镜、非球面正透镜、孔径光阑，进行几何像差补偿，经像差校正后进行二次成像，在探测器上获得高分辨率的子图像；再通过对相邻孔径小视场的子图像进行拼接处理，得到大视场范围的高分辨率图像。