專(zhuān)利名稱(chēng)：視場(chǎng)分割型光學(xué)合成孔徑成像系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)成像方法及設(shè)備，
涉及一種視場(chǎng)分割型光學(xué)合成孔徑成像系統(tǒng)。
種高分辨率光學(xué)成像方法及設(shè)備。尤其
背景技術(shù)：
光學(xué)成像系統(tǒng)目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，同時(shí)利用合成孔徑原理也有相應(yīng)的光學(xué)系統(tǒng)
的研發(fā)，傳統(tǒng)的光學(xué)高分辨率成像系統(tǒng)，需要光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成大口徑的單片主鏡和次鏡光
學(xué)系統(tǒng)，由于航天對(duì)地觀測(cè)、天文觀測(cè)所要求的光學(xué)系統(tǒng)的分辨率越來(lái)越高，所以要求光學(xué)
系統(tǒng)的口徑也越來(lái)越大，參見(jiàn)圖1，目前大口徑的光學(xué)系統(tǒng)在材料的均勻性、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、加
工、裝配等一系列的實(shí)施環(huán)節(jié)上都遇到了極大的困難。因此，人們開(kāi)始轉(zhuǎn)而尋求用小口徑的
鏡片拼接合成大口徑的光學(xué)系統(tǒng)主鏡，但目前的技術(shù)要求小口徑的鏡片必須和欲拼接成的
大口徑的鏡片具有相同的曲率和非球面面型，這決定了小口徑的鏡片在不同的位置上具有
不同的面型，因此在加工這些小口徑的鏡片時(shí)同樣也會(huì)遇到一些困難，并且成本很高。 在國(guó)外有一種是由多臺(tái)望遠(yuǎn)鏡組成陣列望遠(yuǎn)鏡來(lái)組成光學(xué)合成孔徑光學(xué)系統(tǒng)，它
在結(jié)構(gòu)上也很龐大，制作成本也是高的驚人。因此提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、方便使用
的利用合成孔徑原理制作的光學(xué)系統(tǒng)非常有必要。

發(fā)明內(nèi)容
為解決背景技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種高分辨率、易于實(shí)現(xiàn) 規(guī)?；a(chǎn)、制作成本低廉、可以使光學(xué)系統(tǒng)盡量的輕量化的視場(chǎng)分割型光學(xué)合成孔徑成 像系統(tǒng)。 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是本發(fā)明提供了一種視場(chǎng)分割型光學(xué)合成孔徑成像系 統(tǒng)，包括主鏡和位于主鏡匯聚光路上的附鏡，其特殊之處在于所述主鏡是由小口徑的平面 鏡組成的平面鏡陣列；所述附鏡包括依次垂直設(shè)置于同一光軸上的成像鏡、準(zhǔn)直微透鏡陣 列以及收集鏡；所述成像鏡的焦點(diǎn)處并與所述成像鏡平行的位置構(gòu)成一次像面，所述收集 鏡的焦點(diǎn)處并與所述收集鏡平行的位置構(gòu)成二次像面，所述一次像面和二次像面均位于光 路的出射一側(cè)。 上述成像鏡與一次像面還包括場(chǎng)鏡，該場(chǎng)鏡用于改變各視場(chǎng)主光線在一次像面上 的入射角度。 上述成像鏡是透射式成像鏡、反射式成像鏡或折反式成像鏡。
上述收集鏡是透射式收集鏡、反射式收集鏡或折反式收集鏡。 上述準(zhǔn)直微透鏡陣列是具有成像功能的各種小透鏡組成的陣列或小反射鏡組成 的陣列。 上述組成的平面鏡陣列的小口徑的平面鏡至少包括2個(gè)。
上述主鏡和附鏡是共軸形式或離軸形式。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明是由主鏡由小口徑的平面反射鏡組成，在成像鏡的視場(chǎng)范圍內(nèi)，可組成大于成像鏡口徑的光學(xué)合成孔徑陣列，該陣列的大小與排列決定了系統(tǒng)的 孔徑。系統(tǒng)焦距由成像鏡、準(zhǔn)直微透鏡陣列、收集鏡之間的關(guān)系確定。采用平面鏡面型的子 鏡，使子鏡易于實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，降低成本，并可使主鏡實(shí)現(xiàn)輕量化。另外，由于主鏡是由小 的平面鏡組成，它的曲率半徑不用再設(shè)計(jì)。從理論上講，系統(tǒng)的孔徑可以無(wú)限延伸，突破了 主鏡口徑受到主次鏡之間關(guān)系的限制。


圖1為目前光學(xué)合成孔徑所采用的方法的示意圖；
圖2為本發(fā)明較佳的實(shí)施結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明第二較佳實(shí)施結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
參見(jiàn)圖2，本發(fā)明提供了一種視場(chǎng)分割型光學(xué)合成孔徑成像系統(tǒng)，包括主鏡2和位
于主鏡2匯聚光路上的附鏡，主鏡2是由小口徑的平面鏡組成的平面鏡陣列；附鏡包括依次
垂直設(shè)置于同一光軸9上的成像鏡4、準(zhǔn)直微透鏡陣列6以及收集鏡7 ;成像鏡4的焦點(diǎn)處
并與所述成像鏡4平行的位置構(gòu)成一次像面5，收集鏡7的焦點(diǎn)處并與所述收集鏡7平行的
位置構(gòu)成二次像面8，一次像面5和二次像面8均位于光路的出射一側(cè)。 成像鏡4與一次像面5還包括場(chǎng)鏡，該場(chǎng)鏡用于改變各視場(chǎng)主光線在一次像面5
上的入射角度。 成像鏡4是透射式成像鏡4、反射式成像鏡4或折反式成像鏡4。收集鏡7是透 射式收集鏡、反射式收集鏡或折反式收集鏡。準(zhǔn)直微透鏡陣列6是具有成像功能的各種小 透鏡組成的陣列或小反射鏡組成的陣列。組成的平面鏡陣列的小口徑的平面鏡至少包括2 個(gè)。主鏡2和附鏡是共軸形式或離軸形式。 參見(jiàn)圖3，本發(fā)明提供的另一較佳的具體實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖，與上一實(shí)施例不同的 是，本實(shí)施例的反射鏡陣列2所形成的主鏡是離軸設(shè)置的。 本發(fā)明在工作時(shí)光線1從無(wú)窮遠(yuǎn)入射到平面鏡組成的平面反射鏡陣列2上，經(jīng) 反射鏡陣列2將光線反射進(jìn)入成像鏡3，成像鏡3和場(chǎng)鏡4 一起將光線1成像到一次像面5 上。這時(shí)同一入射視場(chǎng)的光線1經(jīng)不同平面反射鏡的反射，分別成像在一次像面5的不同 位置，但同一入射視場(chǎng)所成的像點(diǎn)在像陣列的各自的區(qū)域像面上的對(duì)應(yīng)位置相同。光線1 再經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直微透鏡陣列6分別對(duì)區(qū)域像面上的成像點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)直，使對(duì)應(yīng)于相同入射視場(chǎng)角 的成像點(diǎn)所發(fā)出的光線1成平行光，收集鏡7將經(jīng)準(zhǔn)直微透鏡陣列6準(zhǔn)直的光線成像到二 次像面8(CCD像平面)上。
權(quán)利要求
一種視場(chǎng)分割型光學(xué)合成孔徑成像系統(tǒng)，包括主鏡和位于主鏡匯聚光路上的附鏡，其特征在于所述主鏡是由小口徑的平面鏡組成的平面鏡陣列；所述附鏡包括依次垂直設(shè)置于同一光軸上的成像鏡、準(zhǔn)直微透鏡陣列以及收集鏡；所述成像鏡的焦點(diǎn)處并與所述成像鏡平行的位置構(gòu)成一次像面，所述收集鏡的焦點(diǎn)處并與所述收集鏡平行的位置構(gòu)成二次像面，所述一次像面和二次像面均位于光路的出射一側(cè)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的視場(chǎng)分割型光學(xué)合成孔徑成像系統(tǒng)，其特征在于所述成像 鏡與一次像面還包括場(chǎng)鏡，該場(chǎng)鏡用于改變各視場(chǎng)主光線在一次像面上的入射角度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的視場(chǎng)分割型光學(xué)合成孔徑成像系統(tǒng)，其特征在于所述 成像鏡是透射式成像鏡、反射式成像鏡或折反式成像鏡。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的視場(chǎng)分割型光學(xué)合成孔徑成像系統(tǒng)，其特征在于所述收集 鏡是透射式收集鏡、反射式收集鏡或折反式收集鏡。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的視場(chǎng)分割型光學(xué)合成孔徑成像系統(tǒng)，其特征在于所述準(zhǔn)直 微透鏡陣列是具有成像功能的各種小透鏡組成的陣列或小反射鏡組成的陣列。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的視場(chǎng)分割型光學(xué)合成孔徑成像系統(tǒng)，其特征在于所述組成 的平面鏡陣列的小口徑的平面鏡至少包括2個(gè)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的視場(chǎng)分割型光學(xué)合成孔徑成像系統(tǒng)，其特征在于所述主鏡 和附鏡是共軸形式或離軸形式。
全文摘要
一種視場(chǎng)分割型光學(xué)合成孔徑成像系統(tǒng)，包括主鏡和位于主鏡匯聚光路上的附鏡，主鏡是由小口徑的平面鏡組成的平面鏡陣列；附鏡包括依次垂直設(shè)置于同一光軸上的成像鏡、準(zhǔn)直微透鏡陣列以及收集鏡；成像鏡的焦點(diǎn)處并與成像鏡平行的位置構(gòu)成一次像面，收集鏡的焦點(diǎn)處并與收集鏡平行的位置構(gòu)成二次像面，一次像面和二次像面均位于光路的出射一側(cè)。本發(fā)明解決了背景技術(shù)中大口徑的光學(xué)系統(tǒng)在材料的均勻性差、加工、裝配不方便等技術(shù)問(wèn)題，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G02B17/08GK101750754SQ20081018855
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月17日
發(fā)明者陳立武 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所