专利名称：：一种超低畸变大视场像方远心光学系统的制作方法
技术领域：
：本实用新型属于光电
技术领域：
，涉及一种超低畸变大视场像方远心光学系统，尤其涉及一种适合空间环境的用于航天空间交会对接等高精度定位系统中的光学系统。
背景技术：
：航天空间交会对接等高精度定位系统中需要有一种超低畸变大视场像方远心光学系统，其使用要求很高，设计的技术难度很大，国内尚无此类光学系统的出现。
实用新型内容为了解决
背景技术：
中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种可满足定位系统高精度以及不同视场照度均匀性的要求、各视场弥散较均匀并且能够使得镜头无渐晕的超低畸变大视场像方远心光学系统。本实用新型的技术解决方案是本实用新型提供了一种超低畸变大视场像方远心光学系统，其特殊之处在于所述超低畸变大视场像方远心光学系统包括第一负透镜、第一正透镜、第二负透镜、光阑、第三负透镜、第二正透镜以及第三正透镜；所述第一负透镜、第一正透镜、第二负透镜、光阑、第三负透镜、第二正透镜以及第三正透镜依次设置于同一光路上。上述超低畸变大视场像方远心光学系统还包括带通滤光片，所述带通滤光片置于第一负透镜之前，并和第一负透镜、第一正透镜、第二负透镜、光阑、第三负透镜、第二正透镜以及第三正透镜处于同一光路上。上述超低畸变大视场像方远心光学系统还包括保护玻璃，所述保护玻璃置于带通滤光片之前，并和带通滤光片处于同一光路上。上述超低畸变大视场像方远心光学系统还包括带通滤光片，所述带通滤光片置于第三正透镜之后，并和第一负透镜、第一正透镜、第二负透镜、光阑、第三负透镜、第二正透镜以及第三正透镜处于同一光路上。上述超低畸变大视场像方远心光学系统还包括保护玻璃，所述保护玻璃置于第一负透镜之前，并和第一负透镜处于同一光路上。上述第一负透镜、第一正透镜、第二负透镜、第三负透镜、第二正透镜以及第三正透镜是采用普通光学玻璃或耐辐照光学玻璃。上述带通滤光片选用颜色滤光玻璃。上述保护玻璃和第一负透镜采用JGS1光学石英玻璃。上述第一正透镜、第二正透镜以及第三正透镜是镧冕光学玻璃。上述第二负透镜以及第三负透镜是重火石光学玻璃。本实用新型的优点是1、满足定位系统高精度以及不同视场照度均匀性的要求。本实用新型采用多组元反远距的结构形式设计像方远心光路，通过特殊布局，使之满足在2m①清晰成像，对使3用谱段范围可通过带通滤光片实现。为了能使不同物距的物在像面所成的像的中心位置基本不变，设计成像方远心光路才能满足定位系统高精度以及不同视场照度均匀性的要求。[0016]2、各视场弥散较均匀。本实用新型选用高折射率材料来减少轴外像差，使整个视场角范围内像面较平整，做到各视场弥散较均匀。而且使入射角很大的面弯向光阑，以使主光线的偏角尽量小，以减少轴外像差。为了改变球差和彗差，用整体弯曲的方法改变光阑位置附近的透镜。而对像散、畸变和倍率色差的校正通过改变远离光阑位置的透镜或透镜组减小。3、镜头无渐晕且环境适应性强。本实用新型采用波长范围900nm-1000nm，因而带通滤光片玻璃选用HB850红外滤光玻璃，考虑到航天环境中粒子辐射等对光学系统的影响，保护玻璃和透镜材料采用JGS1光学石英玻璃，其余正透镜采用镧冕光学玻璃，所有负透镜采用重火石光学玻璃，按上述结构和数据进行制作要求其光学系统的焦距26mm，视场角大于30.4°，后工作距离大于8.5mm，在2m150m物距范围内，0.8视场内最大绝对畸变小于等于0.589iim，出瞳距29614.8mm且镜头无渐晕。图1为本实用新型所提供的较佳的光学系统结构示意图；[0019]图2为本实用新型所提供的光学系统的场曲和相对畸变曲线；[0020]图3为本实用新型所提供的光学系统的MTF曲线；[0021]图4为本实用新型所提供的光学系统的弥散斑。具体实施方式参见图l，本实用新型提供了一种超低畸变大视场像方远心光学系统，该光学系统包括第一负透镜1、第一正透镜2、第二负透镜3、光阑7、第三负透镜4、第二正透镜5以及第三正透镜6;第一负透镜1、第一正透镜2、第二负透镜3、光阑7、第三负透镜4、第二正透镜5以及第三正透镜6依次设置于同一光路10上。为了使得本实用新型所提供的光学系统能够得到精度高的成像质量，在该光学系统中还包括带通滤光片9，带通滤光片9可以置于第一负透镜1之前或第三正透镜6之后，并和第一负透镜1、第一正透镜2、第二负透镜3、光阑7、第三负透镜4、第二正透镜5以及第三正透镜6处于同一光路10上。考虑到航天环境中粒子辐射等对光学系统系统的影响，本实用新型所提供的上述系统在包括以上部件外，还包括保护玻璃8，该保护玻璃8置于第一负透镜1之前，如果带通滤光片9处于第一负透镜1之前，那么保护玻璃8则置于带通滤光片9之前，并和带通滤光片9处于同一光路10上。本实用新型所提及的光学系统是采用普通光学玻璃或耐辐照光学玻璃。耐辐照光学玻璃可以在高能辐射(如Y射线、x射线及宇宙射线)作用下，具有一定抗辐射稳定性，主要表现在不易着色或变暗。该实用新型也可用在反应堆、热室及各种强放射性辐射的场合下。带通滤光片9选用HB850红外或者其它颜色滤光玻璃；保护玻璃7和第一负透镜1采用JGS1光学石英玻璃；第一正透镜2、第二正透镜5以及第三正透镜6是镧冕光学玻璃；第二负透镜3以及第三负透镜4是重火石光学玻璃本实用新型中各个透镜的技术参数是对于第一负透镜-2f'<f'i<-1.5f'0.5f'i〈R^f'i对于第一正透镜0.5f'<f'2<f'0.5f'2<R3<f'2对于第二负透镜-1.5f'<f'3<-f'0.2f'3<R5<0.5f'对于第三负透镜-1.5f'<f'4<-f'f'4<R7<1.5f'4对于第二正透镜0.5f'<f'5<f'4f'5<R9<5f'5对于第三正透镜1.5f'<f'6<2f'1.5f'fi<R,,<2f'fi1、第一1.4<n丄<1.6R2<0.5f'i1.6<n2<1.850f'2<R4<60f'21.6<n3<1.8R6<0.2f'31.6<n4<1.8R8<2.5f'41.6<n5<1.80.5f'5<R10<f'51.6<n6<1.8^u^f'6<R12<1.5f'6对于以上各参数，其中，fl'、f2'、f3'、f4'、f5'以及f6'分别为第一负透镜正透镜2、第二负透镜3、第三负透镜4、第二正透镜5以及第三正透镜6的焦距；R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、RIO、Rll以及R12分别为第一负透镜1、第一正透镜2、第二负透镜3、第三负透镜4、第二正透镜5以及第三正透镜6的十二个面的曲率半径；nl、n2、n3、n4、n5以及n6分别为第一负透镜1、第一正透镜2、第二负透镜3、第三负透镜4、第二正透镜5以及第三正透镜6的折射率。本实用新型所提供的光学系统的焦距约26mm，视场角大于30.4°，出瞳距大于29000mm，在物距为2m①时其光学系统在0.8视场内的绝对畸变小于等于±1Pm，倍率色差在全视场内小于1.5iim，MTF>65(33.31p/mm);下面用实例来说明一些具体情况。参见图2-图4，以及表l，航天空间交会对接等高精度定位系统中的超低畸变大视场像方远心光学镜头，本实用新型所提供的光学系统的像差校正十分理想、轴外孔径降低很少、成像质量很高，达到了设计的目的。这种超低畸变大视场像方远心光学镜头，通过更换带通滤光片，还适宜于不同谱段的交会测量系统中，同时可以在强光直接照射和恶劣的环境中使用。表1为0.8视场内不同物距所对应的最大绝对畸变值<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>权利要求一种超低畸变大视场像方远心光学系统，其特征在于所述超低畸变大视场像方远心光学系统包括第一负透镜、第一正透镜、第二负透镜、光阑、第三负透镜、第二正透镜以及第三正透镜；所述第一负透镜、第一正透镜、第二负透镜、光阑、第三负透镜、第二正透镜以及第三正透镜依次设置于同一光路上。2.根据权利要求1所述的超低畸变大视场像方远心光学系统，其特征在于所述超低畸变大视场像方远心光学系统还包括带通滤光片，所述带通滤光片置于第一负透镜之前，并和第一负透镜、第一正透镜、第二负透镜、光阑、第三负透镜、第二正透镜以及第三正透镜处于同一光路上。3.根据权利要求2所述的超低畸变大视场像方远心光学系统，其特征在于所述超低畸变大视场像方远心光学系统还包括保护玻璃，所述保护玻璃置于带通滤光片之前，并和带通滤光片处于同一光路上。4.根据权利要求1所述的超低畸变大视场像方远心光学系统，其特征在于所述超低畸变大视场像方远心光学系统还包括带通滤光片，所述带通滤光片置于第三正透镜之后，并和第一负透镜、第一正透镜、第二负透镜、第三负透镜、第二正透镜以及第三正透镜处于同一光路上。5.根据权利要求4所述的超低畸变大视场像方远心光学系统，其特征在于所述超低畸变大视场像方远心光学系统还包括保护玻璃，所述保护玻璃置于第一负透镜之前，并和第一负透镜处于同一光路上。6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的超低畸变大视场像方远心光学系统，其特征在于所述第一负透镜、第一正透镜、第二负透镜、第三负透镜、第二正透镜以及第三正透镜是采用普通光学玻璃或耐辐照光学玻璃。7.根据权利要求6所述的超低畸变大视场像方远心光学系统，其特征在于所述带通滤光片选用颜色滤光玻璃。8.根据权利要求6所述的超低畸变大视场像方远心光学系统，其特征在于所述保护玻璃和第一负透镜采用JGS1光学石英玻璃。9.根据权利要求6所述的超低畸变大视场像方远心光学系统，其特征在于所述第一正透镜、第二正透镜以及第三正透镜是镧冕光学玻璃。10.根据权利要求6所述的超低畸变大视场像方远心光学系统，其特征在于所述第二负透镜以及第三负透镜是重火石光学玻璃。专利摘要本实用新型涉及一种超低畸变大视场像方远心光学系统，该超低畸变大视场像方远心光学系统包括第一负透镜、第一正透镜、第二负透镜、光阑、第三负透镜、第二正透镜以及第三正透镜；第一负透镜、第一正透镜、第二负透镜、光阑、第三负透镜、第二正透镜以及第三正透镜依次设置于同一光路上；本实用新型提供了一种可满足定位系统高精度以及不同视场照度均匀性的要求、各视场弥散较均匀并且能够使得镜头无渐晕的超低畸变大视场像方远心光学系统。文档编号G02B1/00GK201514512SQ200920034608公开日2010年6月23日申请日期2009年9月17日优先权日2009年9月17日发明者丰善,刘杰,初昶波,汶德胜,王虎,王锋,苗兴华,解永杰申请人:中国科学院西安光学精密机械研究所