一種共形光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種共形光學(xué)系統(tǒng)，包括依次設(shè)置的固定鏡組和掃描鏡組，固定鏡組包括同光軸依次設(shè)置的整流罩、物鏡組，物鏡組包括至少兩個(gè)物鏡，固定鏡組用于形成球心為固定點(diǎn)的一次像面，一次像面在固定鏡組與掃描鏡組之間；掃描鏡組包括至少一個(gè)同光軸設(shè)置的透鏡，掃描鏡組用于以固定點(diǎn)為球心對一次像面進(jìn)行掃描；光學(xué)系統(tǒng)還包括一個(gè)用于接收掃描鏡組透射出的光信號(hào)的探測器。本發(fā)明采用共形整流罩，省去了校正板補(bǔ)償，結(jié)構(gòu)變得簡單，而且實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的小型化；并且固定點(diǎn)位于探測器焦平面上，掃描鏡組以此點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)掃描點(diǎn)，有效的實(shí)現(xiàn)方位和俯仰的掃描。
【專利說明】一種共形光學(xué)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種共形光學(xué)系統(tǒng)，屬于應(yīng)用光學(xué)領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)飛行器的光學(xué)整流罩一般為球形，它的光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)很成熟，但 是由于沒有考慮空氣動(dòng)力學(xué)性能，在高速飛行時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很大的阻力。共形光學(xué)整流罩重點(diǎn) 考慮了其空氣動(dòng)力學(xué)性能，可以大大減小空氣阻力，與飛行器結(jié)構(gòu)平滑地連接還能提高其 隱身性能，因此，共形化是飛行器的一個(gè)發(fā)展方向。
[0003] 共形整流罩采用的是流線型的非球面，可以是拋物面、橢球面以及二次圓錐面等。 由于共形整流罩的特殊面型，在設(shè)計(jì)、加工與檢測方面都給設(shè)計(jì)者帶來了極大的挑戰(zhàn)。另一 方面，由于共形導(dǎo)引頭的旋轉(zhuǎn)非對稱性，光學(xué)系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)掃描時(shí)，在非零度視場會(huì)帶來非對稱 像差。常用的解決方法是在共形頭罩后加校正板補(bǔ)償，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，而且不能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的小 型化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種共形光學(xué)系統(tǒng)，用以解決傳統(tǒng)共形光學(xué)系統(tǒng)在旋轉(zhuǎn)掃描 時(shí)，在非零度視場會(huì)帶來非對稱像差而且不能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)小型化的問題。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括一種共形光學(xué)系統(tǒng)，該光學(xué)系統(tǒng)包括依次設(shè) 置的固定鏡組和掃描鏡組，固定鏡組包括同光軸依次設(shè)置的整流罩、物鏡組，物鏡組包括至 少兩個(gè)物鏡，固定鏡組用于形成一個(gè)球心為固定點(diǎn)的一次像面，該一次像面在固定鏡組與 掃描鏡組之間。
[0006] 掃描鏡組包括一個(gè)透鏡或者至少兩個(gè)同光軸設(shè)置的透鏡，掃描鏡組用于以固定點(diǎn) 為球心對一次像面進(jìn)行掃描；該光學(xué)系統(tǒng)還包括一個(gè)用于接收掃描鏡組透射出的光信號(hào)的 探測器。
[0007] -次像面彎向掃面鏡組。
[0008] 整流罩的材料為MgF2 ;物鏡組包括5片物鏡，材料分別為：硅、硫化鋅、硅、鍺、硅； 掃描鏡組包括3片透鏡，材料分別為：鍺、硅、硫化鋅。
[0009] 本發(fā)明采用共形整流罩，省去了校正板補(bǔ)償，結(jié)構(gòu)變得簡單，而且實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的小型 化；并且固定點(diǎn)位于探測器焦平面上，掃描鏡組以此點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)掃描點(diǎn)，有效的實(shí)現(xiàn)方位和俯 仰的掃描。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖1是本發(fā)明簡易結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011] 圖2是【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖一；
[0012] 圖3是【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖二；
[0013] 圖4是【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖三。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0015] 一種共形光學(xué)系統(tǒng)，該光學(xué)系統(tǒng)包括依次設(shè)置的固定鏡組和掃描鏡組，固定鏡組 包括同光軸依次設(shè)置的整流罩、物鏡組，物鏡組包括至少兩個(gè)物鏡。固定鏡組用于形成一個(gè) 球心為固定點(diǎn)的一次像面，一次像面在固定鏡組與掃描鏡組之間。
[0016] 掃描鏡組包括一個(gè)透鏡或者至少兩個(gè)同光軸設(shè)置的透鏡，掃描鏡組用于以固定點(diǎn) 為球心對一次像面進(jìn)行掃描；該光學(xué)系統(tǒng)還包括一個(gè)用于接收掃描鏡組透射出的光信號(hào)的 探測器。
[0017] 基于以上技術(shù)方案，結(jié)合附圖，給出以下一個(gè)【具體實(shí)施方式】。
[0018] 如圖1所示，為本發(fā)明的簡易結(jié)構(gòu)示意圖，該共形光學(xué)系統(tǒng)包括依次設(shè)置的固定 鏡組和掃描鏡組，固定鏡組包括同光軸依次設(shè)置的整流罩01、物鏡組，物鏡組包括至少兩個(gè) 物鏡，物鏡02和物鏡03,固定鏡組用于形成球心為固定點(diǎn)06的一次像面04, 一次像面04 在固定鏡組與掃描鏡組05之間；掃描鏡組05包括一個(gè)或者至少兩個(gè)同光軸設(shè)置的透鏡，掃 描鏡組05用于以固定點(diǎn)06為球心對一次像面04進(jìn)行掃描；該光學(xué)系統(tǒng)還包括一個(gè)用于接 收掃描鏡組05透射出的光信號(hào)的探測器07。一次像面04彎向掃描鏡組。
[0019] 探測器的位置不確定，但是要滿足：掃描鏡組能夠?qū)呙璩龅墓庑盘?hào)反映到探測 器的焦平面上。為了說明方便，以一種特殊情況為例：固定點(diǎn)06在探測器07的焦平面上。
[0020] 本共形光學(xué)系統(tǒng)允許固定鏡組具有一定像差，把固定鏡組和掃描鏡組組合在一 起，通過控制固定鏡組在一次像面的殘余像差與掃描鏡組的殘余像差相互消除，從而在焦 平面獲得良好的像質(zhì)。因此，固定鏡組所成的一次像往往允許保留一定的像差以匹配后面 掃描鏡組系統(tǒng)的像差，進(jìn)而達(dá)到降低系統(tǒng)復(fù)雜度，減少鏡片數(shù)的目的。
[0021] 顯然，為使掃描空間尺寸最小，固定點(diǎn)應(yīng)盡量選在中心位置，即一次像面到固定點(diǎn) 的距離（即一次像面的曲率半徑）約等于固定點(diǎn)到探測器尾端的距離。固定鏡組和掃描鏡 組焦距分配應(yīng)遵循這個(gè)原則。另一方面，為了減小掃描鏡組的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，應(yīng)在滿足設(shè)計(jì)要求 的條件下使其尺寸盡可能地小。圖1、2、3、4所示的固定點(diǎn)位于探測器焦平面的中心。掃描 鏡組以此點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)固定點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)方位和俯仰的掃描。
[0022] 具體的，如圖2、3、4所示，該共形光學(xué)系統(tǒng)包括整流罩1，該整流罩的徑長比為1， 材料為MgF2 ;物鏡組，包括5片透鏡，為物鏡2-6 ;掃描鏡組包括3片透鏡，為中繼鏡7-9 ;圖 中10-12為探測器，一次像面的球心在探測器焦平面上。
[0023] 具體的光學(xué)參數(shù)見表1。
[0024]表1
[0025]

【權(quán)利要求】
1. 一種共形光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)系統(tǒng)包括依次設(shè)置的固定鏡組和掃描鏡 組，所述固定鏡組包括同光軸依次設(shè)置的整流罩、物鏡組，所述物鏡組包括至少兩個(gè)物鏡， 所述固定鏡組用于形成一個(gè)球也為固定點(diǎn)的一次像面，所述一次像面在固定鏡組與掃描鏡 組之間； 掃描鏡組包括一個(gè)透鏡或者至少兩個(gè)同光軸設(shè)置的透鏡，掃描鏡組用于W固定點(diǎn)為球 也對一次像面進(jìn)行掃描；所述光學(xué)系統(tǒng)還包括一個(gè)用于接收掃描鏡組透射出的光信號(hào)的探 測器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的共形光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述一次像面彎向掃面鏡組。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的共形光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述整流罩的材料為M評2 ; 所述物鏡組包括5片物鏡，材料分別為：娃、硫化鋒、娃、錯(cuò)、娃；掃描鏡組包括3片透鏡，材 料分別為：錯(cuò)、娃、硫化鋒。
【文檔編號(hào)】G02B27/00GK104345452SQ201410657215
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】孫露露, 張鵬, 陳建發(fā), 羅金平 申請人:中國航空工業(yè)集團(tuán)公司洛陽電光設(shè)備研究所