[发明专利]用作斜视相机镜头的光学系统

说明书

一种用作斜视相机镜头的光学系统，包括一主反射镜，设置在物方光线的入射光路上，用于将所述物方光线反射，形成一第一反射光；一次反射镜，设置在所述主反射镜的反射光路上，用于将所述第一反射光二次反射，形成一第二反射光；一第三反射镜，设置在所述次反射镜的反射光路上，用于将所述第二反射光再次反射，形成一第三反射光；以及一图像传感器，位于所述第三反射镜的反射光路上，用于接收所述第三反射光，所述主反射镜以及第三反射镜的反射面均为一6次的xy多项式自由曲面，所述用作斜视相机镜头的光学系统在y轴方向的视场角大于等于35°，小于等于65°。

技术领域

本发明涉及一种用作斜视相机镜头的光学系统。

背景技术

通常的成像系统，如相机，都是正视被观测的目标进行拍摄。然而，在一些特殊领域，如高空观察有障碍物的地面，相机在待观测区域的正上方的无法观测到待观测区域，这就需要一种特殊的成像系统，即斜视相机的成像系统。请参见图1，A和B之间的区域为待观测区域，观测点为C点。将A点的视场与经过C点的竖直线的夹角称为倾斜角。对于相机而言，A点为待观测区域的最近端点，B点为待观测区域的最远端点，A点和B点的物距有较大差别，B点物距大于A点，因此通常来说得到的照片中，A分辨率高于B点，照片分辨率不均匀。

发明内容

因此，有必要提供一种用作斜视相机镜头的光学系统，该用作斜视相机镜头的光学系统成像时获得的照片中具有均匀的分辨率。

一种用作斜视相机镜头的光学系统，包括：一主反射镜，该主反射镜设置在物方光线的入射光路上，用于将所述物方光线反射，形成一第一反射光；一次反射镜，该次反射镜设置在所述主反射镜的反射光路上，用于将所述第一反射光二次反射，形成一第二反射光，该次反射镜的反射面为一光阑面；一第三反射镜，该第三反射镜设置在所述次反射镜的反射光路上，用于将所述第二反射光再次反射，形成一第三反射光；以及一图像传感器，该图像传感器位于所述第三反射镜的反射光路上，用于接收所述第三反射光，所述主反射镜以及第三反射镜的反射面均为一6次的xy多项式自由曲面，所述次反射镜为一球面，所述用作斜视相机镜头的光学系统的视场角在y轴方向的角度大于等于35°小于等于65°。

与现有技术相比，本发明提供的用作斜视相机镜头的光学系统具有以下优点：第一，用作斜视相机镜头的光学系统可以使斜视相机获得分辨率均一的图像；第二，本发明提供的用作斜视相机镜头的光学系统次反射镜的反射面为球面，相比三个反射镜均为自由曲面的光学系统，控制因素较少，比较容易设计。

附图说明

图1为斜视相机与待观测区域的位置关系示意图。

图2为本发明实施例提供的用作斜视相机镜头的光学系统的光路及结构示意图。

图3为本发明实施例提供的用作斜视相机镜头的光学系统所成的图像与传统的光学系统所成的图像的分辨率对比图。

图4为本发明实施例提供的用作斜视相机镜头的光学系统的传递函数图。

图5为本发明实施例提供的初始系统的光路及结构示意图。

图6为本发明实施例提供的初始系统示意图。

图7为本发明实施例提供的用作斜视相机镜头的光学系统的地面分辨率与瞬时视场关系图。

图8为本发明实施例提供的用作斜视相机镜头的光学系统的视场焦距与视场的关系图。

图9为本发明提供的求解特征数据点时特征光线起点与终点示意图。

图10为本发明提供的求解特征数据点时切平面示意图。

图11为本发明实施例提供的求解主镜时视场选取示意图。

主要元件符号说明

用作斜视相机镜头的光学系统 100