[实用新型]一种基于非球面的航空相机光学系统

说明书

本实用新型属于光学技术领域，涉及航空相机光学系统，尤其涉及一种基于非球面的航空相机光学系统。该光学系统的特征如下：主要由五片球面透镜（100）和一片非球面透镜（200）组成。本实用新型的优点在于：采用折射系统，没有任何中心遮拦，可获得较高光效率；采用双高斯镜头结构，垂轴像差易于校正；利用非球面透镜代替球面透镜，将光学系统原有的七块镜片减至六块镜片，提高成像质量，减少了系统的体积和重量。

技术领域

本实用新型属于光学技术领域,涉及航空相机光学系统，尤其涉及非球面成像的光学系统。

背景技术

伴随着计算机、通信和网络技术的进步、光电技术的发展与信息处理技术的提高，航空相机经历了从无到有、从弱到强的发展过程，现在日新月异的航空相机技术已经成为航空技术的一个重要领域，是国防民生中的重要力量。

航空相机光学系统很大程度上决定了航空相机的性能。随着社会的不断进步,人们对航空相机镜头的光学性能及成像质量的要求也越来越高。为了满足社会的需要,设计人员采用各种方法来提高相机的光学性能及成像质量。

非球面透镜具有更佳的曲率半径，可以维持良好的像差修正，以获得所需要的性能。非球面透镜的应用，带来出色的锐度和更高的分辨率，同时镜头的小型化设计成为了可能。非球面透镜用以替换球面透镜，最显著的优势在于可以修正球面透镜在准直和聚焦系统中所带来的球差。采用三片球面透镜，增大有效焦距，用于消除球差。但是，一片非球面透镜就可以实现。

随着非球面加工、检测技术的不断进步，非球面透镜的制造成本下降，精度提高，在航空相机光学系统中的应用越来越广泛。在光学塑料折射非球面在双高斯照相物镜设计中的应用中，耿瑞辰等人将最后一个透镜的材料变为光学塑料并将此透镜的后表面变为非球面；在照相镜头设计中非球面的应用中，张前平等人利用非球面透镜优化双高斯镜头。

实用新型内容

本实用新型为解决航空相机小型轻量化，本实用新型提出了一种利用非球面透镜代替减少球面透镜来提高相机的光学性能及成像质量，减少镜片数量,简化镜头结构。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种用于航空相机中的光学系统，包括六片透镜，其中：

所述六片透镜由五片球面透镜和一片非球面透镜组成。

本实用新型的光学系统采用折射系统，系统直接起作用，没有任何中心遮拦，可获得较高的光效率，不存在与中心遮拦相关的像质较差的问题。所采用双高斯镜头是一种中等视场、大孔径物镜的近似对称系统，垂轴像差容易校正，依靠厚透镜的结构变化来校正场曲,利用薄透镜的弯

曲校正球差,改变两块厚透镜之间的距离可以校正像散,在厚透镜中引入胶合面可以校正色差。利用非球面镜代替球面镜减少镜片数量，从而达到缩小体积的要求。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

（1）采用折射系统，没有任何中心遮拦，可获得较高光效率；

（2）采用双高斯镜头结构，易于校正垂轴像差、色差、像散；

（3）利用非球面透镜代替球面透镜，将光学系统原有的七块镜片减至六块镜片，提高成像质量，减少了系统的体积和重量。

附图说明

图1为本实用新型的航空相机光学系统的结构示意图；

图2为本实用新型的航空相机光学系统结构的调制传递函数（MTF）示意图；

图3为本实用新型的航空相机光学系统含有非球面透镜的结构示意图：

图4为本实用新型的航空相机光学系统含有非球面透镜的传递函数(MTF)示意图。

具体实施方式