[发明专利]一种紧凑型大相对孔径长焦高清目标探测光学系统

说明书

一种用于目标探测的紧凑型大相对孔径的长焦高清光学系统属于光学技术领域，包括前透镜校正组、卡塞格林系统、后透镜校正组和SCMOS传感器。光束依次经过所述前透镜校正组、卡塞格林系统以及后透镜校正组，最后成像在SCMOS传感器的靶面上。前透镜校正组校正与孔径有关的球差。后透镜校正组对像差进行平衡,扩大光学系统视场。本发明工作波段为486.13nm～656.27nm，可用于机载快速目标搜索系统。本发明充分利用卡式主镜开孔和次镜遮拦的特点，分别在卡式系统的外两侧加上透镜校正组，整个系统结构紧凑，极大的减小了光学系统的体积。同时，该光学系统的成像质量好，衍射斑、传递函数接近衍射极限。

技术领域

本发明属于光学技术领域，特别是涉及到一种用于目标探测的紧凑型大相对孔径的长焦高清光学系统。

背景技术

目标成像探测技术作为一种能够识别目标并对目标的特性进行提取的技术，已经受到越来越多的关注，目前国内外很多科研机构和学校都对此领域进行了深入研究，很多研究成果都已经被应用到各个领域，并发挥了重要的作用，例如军事上伪装目标的识别、地球资源调查、农作物病虫害调查、物证搜索、人员搜救、洪涝灾害监测、海洋资源开发、环境监测、大气探测等。

传统目标探测的方式主要有卫星遥感技术、高光谱遥感技术、可见光探测技术、红外遥感技术和紫外探测技术等。这些方式大多基于强度探测，且通常是对单波段或是波段范围窄的双波段信息进行采集。对于多波段探测，目前大多采用先独立设计多个系统，然后组装成多波段系统的方式，存在视场误差，体积重量大的问题。同时大多数双波段共口径光学系统采用折反式结构，视场小，装调难度大，不利于目标探测。目标探测往往具有范围大、环境复杂的特点，因此使用飞行平台进行搜寻，可以大幅度提升探测效率、节省人力，已经成为主要手段之一。但现有的目标探测系统多采用的是传统强度成像，图像对比度低，易受林地、雾霾和复杂地形等环境条件影响，难以对目标进行精准识别，无法满足搜寻目标小、品种多、环境复杂的特殊需求。综合之下存在识别虚警率高、受环境时段等影响大和目标鉴别能力差等问题，导致对目标搜索及目标高质量成像信息精准获取困难。

因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种紧凑型大相对孔径长焦高清目标探测光学系统用于解决传统目标探测存在识别虚警率高、受环境时段等影响大和目标鉴别能力差，从而导致对目标搜索及目标高质量成像信息精准获取困难的技术问题。

一种紧凑型大相对孔径长焦高清目标探测光学系统，包括前透镜校正组、卡塞格林系统、后透镜校正组和SCMOS传感器，所述卡塞格林系统的前端固定安装有前透镜校正组，卡塞格林系统的后端固定安装有后透镜校正组，卡塞格林系统、前透镜校正组以及后透镜校正组同光轴，光束依次经过所述前透镜校正组、卡塞格林系统以及后透镜校正组，最后成像在SCMOS传感器的靶面上；所述前透镜校正组校正与孔径有关的球差；所述后透镜校正组对像差进行平衡,扩大光学系统视场。

所述像差包括慧差、色差和像散。

所述前透镜校正组包括透镜Ⅰ和透镜Ⅱ；所述透镜Ⅰ和透镜Ⅱ均为凸面与凹面均为球面的标准球面透镜，透镜Ⅰ和透镜Ⅱ的凹面边缘对应接触并固定。

所述透镜Ⅰ和透镜Ⅱ的材料均为H-K9L。

所述卡塞格林系统包括主镜和次镜；所述主镜的表面为凹的抛物反射面；

所述次镜的表面为双曲反射面。

所述光束经过前透镜校正组，到达卡塞格林系统的主镜反射到次镜，之后到达后透镜校正组，最后成像在SCMOS传感器的靶面上。

所述后透镜校正组包括透镜Ⅲ和透镜Ⅳ；所述透镜Ⅲ为双胶合透镜，透镜Ⅲ的胶合面前部透镜Ⅰ材料为ZF6，透镜Ⅲ的胶合面后部透镜Ⅰ材料为H-ZF7；所述透镜Ⅳ为双胶合透镜，透镜Ⅳ的胶合面前部透镜Ⅱ材料为H-ZF7，透镜Ⅳ的胶合面后部透镜Ⅱ材料为ZF6。