[发明专利]一种宽谱、宽视场光学系统

说明书

技术领域

本发明涉及光学技术领域，更具体的说，涉及一种宽谱、宽视场的光学系统。

背景技术

根据卫星任务的需求，宽幅(宽视场)、宽谱段、高分辨率的光学系统已成为主要趋势。随着视场角的增大，放大率不再是常数，畸变值也随之增大，虽然不影响成像的清晰度，却使像对物产生失真，降低了成像的几何质量；宽工作谱段可获得目标更多的特征信息，但因不同频率的光在同一介质的折射率不同，给光学系统带来严重的色差；高分辨率可探测目标更为微小的细节，为目标的辨识、任务的策划等提供了极大的优势和保障，在工作谱段一定的情况下，提高分辨率需要增大光学系统的相对口径，从而导致了光学系统各像差较严重、校正难的现象。

以上三个指标对光学系统提出了多个、严苛的限制条件，使得光学系统成本高、难度大、设计复杂。因此，有必要提供一种结构紧凑、设计简单的宽谱、宽视场的成像透镜。

发明内容

针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种宽谱、宽视场光学系统，解决了卫星光学载荷光学系统(宽谱、宽视场)场曲、色差等像差校正难度较大、加工成本高等问题。

为了达到上述发明目的，本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种宽谱、宽视场光学系统，包括：放置在物体侧的第一透镜组，放置在比第一透镜组更靠近像面的第二透镜组，以及放置在比第二透镜组更靠近像面的分光棱镜。

所述第一透镜组包括总体具有负放大倍率的多个透镜组成，所述第二透镜组包括总体具有正放大倍率的多个透镜组成。

所述第一透镜组由物体侧到像面侧依次包括第一透镜、双胶合透镜、第二透镜，所述第一透镜是具有负放大率的凹凸透镜，其在物体侧具有凸面，在像面侧具有凹面；所述双胶合透镜是具有正放大率的凹凸透镜，其在物体侧具有凹面，在像面侧具有凸面；第二透镜是具有负放大率凹凸透镜，其在物体侧具有凸面，在像面侧具有凹面。

所述双胶合透镜中的两片透镜的折射率采用高低错落设计。

所述双胶合透镜与所述第一透镜和第二透镜的阿贝数采用高低错落设计。

所述第二透镜组从物体侧到像面侧依次包括第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜及第七透镜，所述第三透镜、第四透镜、第六透镜是具有正放大率的双凸透镜，所述第五透镜是具有负放大率的双凹透镜，所述第七透镜是具有正放大率的凹凸透镜，其在物体侧具有凸面，在像面侧具有凹面，所述第四透镜和第五透镜透镜间及第五透镜和第六透镜间采用小间隙分离形式，用来改善高级像差，间隙小于1mm；所述第四透镜、第五透镜及第六透镜采用柯克三片式结构，有效改善宽视场带来的场曲像差。

所述第三透镜的物体侧前镜框处设置有光阑，用来减小或消除光学系统中的渐晕。

所述第一透镜组和第二透镜组中所有的透镜均采用球面透镜。

所述第一透镜组中的透镜镜片采用弯月厚透镜，用来改善宽视场带来的场曲像差。

所述分光棱镜利用半透半反或比例可调的透反膜将光路一分为二。

本发明技术方案，结构紧凑、设计简单，能够实现宽谱、宽视场的成像效果。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明所提供的光学系统的横截面示意图；

图2是本发明所提供的光学系统的成像光路示意图；

图3是本发明所提供的光学系统的像差曲线(场曲)示意图；

图4是本发明所提供的光学系统的像差曲线(畸变)示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1所示，本发明的宽谱、宽视场光学系统包括：被放置在物体侧的第一透镜组1；被放置在比第一透镜组1更靠近像面的第二透镜组2；以及被放置在第一透镜组1和第二透镜组2都靠近像面的分光棱镜3。