一種用于空間環(huán)境窄帶成像觀測的鏡頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及成像技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于空間環(huán)境窄帶成像觀測的鏡頭。
【背景技術(shù)】
[0002] 在空間科學(xué)探索及應(yīng)用領(lǐng)域，在空間環(huán)境中對帶寬幾個納米的微弱光源開展 TDI (時間延遲積分）成像觀測時，需要能適應(yīng)空間環(huán)境耐輻照、能對幾個納米的光進(jìn)行過 濾成像的低畸變鏡頭。目前，現(xiàn)有技術(shù)中尚未存在可直接應(yīng)用于該場合的鏡頭設(shè)計。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于，為解決現(xiàn)有的成像鏡頭無法直接用于空間環(huán)境中對帶寬幾個 納米的微弱光源開展TDI成像的問題，本發(fā)明提供一種用于空間環(huán)境窄帶成像觀測的鏡 頭。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于空間環(huán)境窄帶成像觀測的鏡頭，包括：鏡 筒、第一鏡片組、第二鏡片組、窄帶濾光片和光闌；所述的第一鏡片組、窄帶濾光片、光闌、第 二鏡片組沿光路入射方向依次平行排列于鏡筒內(nèi)；所述的第一鏡片組用于對空間環(huán)境中入 射的光線角度進(jìn)行調(diào)整，使該光線入射至窄帶濾光片時適應(yīng)其入射角度要求，并與所述的 窄帶濾光片配合實現(xiàn)窄帶濾光；所述的第二鏡片組用于對所述的窄帶濾光片出射的光線進(jìn) 行再成像處理，以修正鏡頭像差后獲得低畸變成像效果。
[0005] 作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的第一鏡片組包括沿光路入射方向依次平 行排列的第一負(fù)透鏡、第一正透鏡、第二負(fù)透鏡和第二正透鏡。
[0006] 作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的第二鏡片組包括沿光路入射方向依次平 行排列的第三正透鏡、第四正透鏡、第三負(fù)透鏡、第四負(fù)透鏡、第五正透鏡和第六正透鏡。
[0007] 作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的第一鏡片組和第二鏡片組均采用耐輻照 玻璃制成。
[0008] 本發(fā)明的一種用于空間環(huán)境窄帶成像觀測的鏡頭優(yōu)點在于：
[0009] 利用所述第一鏡片組，基于擴(kuò)束原理，簡單采用四個球面鏡片組合的方式，即實現(xiàn) 了光線角度調(diào)整功能，且消除了球差等像差；同時與所述窄帶濾光片配合實現(xiàn)窄帶濾光。所 述第二鏡片組可采用類似雙高斯對稱結(jié)構(gòu)，方便調(diào)整第一鏡片組引入的場曲及光路整體的 球差、象散、場曲等像差，使得最終畸變非常小。進(jìn)一步的利用耐輻照玻璃，使得該鏡頭適用 于在空間環(huán)境中對帶寬為幾個納米的微弱光源開展TDI成像。
【附圖說明】
[0010] 圖1是本發(fā)明實施例中的一種用于空間環(huán)境窄帶成像觀測的鏡頭結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0011] 附圖標(biāo)記
[0012] 1、第一鏡片組 2、第二鏡片組 3、窄帶濾光片
[0013] 4、光闌 5、平面光學(xué)窗口 6、鏡筒
[0014] 7、焦平面 101、第一負(fù)透鏡102、第一正透鏡
[0015] 103、第二負(fù)透鏡104、第二正透鏡201、第三正透鏡
[0016] 202、第四正透鏡203、第三負(fù)透鏡204、第四負(fù)透鏡
[0017] 205、第五正透鏡206、第六正透鏡
【具體實施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明所述的一種用于空間環(huán)境窄帶成像觀測的鏡頭 進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0019] 如圖1所示，本發(fā)明的一種用于空間環(huán)境窄帶成像觀測的鏡頭，包括：第一鏡片組 1、窄帶濾光片3、光闌4、第二鏡片組2以及鏡筒6。所述的第一鏡片組1、窄帶濾光片3、光 闌4、第二鏡片組2沿光路入射方向依次平行排列于鏡筒6內(nèi)。所述的第一鏡片組1用于對 空間環(huán)境中入射的光線角度進(jìn)行調(diào)整，使該光線入射至窄帶濾光片3時適應(yīng)其入射角度要 求，并與所述的窄帶濾光片3配合實現(xiàn)窄帶濾光；所述的第二鏡片組2用于對所述的窄帶濾 光片3出射的光線進(jìn)行再成像處理，以修正鏡頭像差后獲得低畸變成像效果。
[0020] 基于上述結(jié)構(gòu)的鏡頭，在本實施例中，所述的第一鏡片組1可采用擴(kuò)束改變光線 角度的原理，使較大角度入射的光線以較小角度出射至所述窄帶濾光片3 ;如圖1所示，該 第一鏡片組1可包括：第一負(fù)透鏡101、第一正透鏡102、第二負(fù)透鏡103、第二正透鏡104， 其中，所述第一負(fù)透鏡101和第一正透鏡102組合焦距為負(fù)，所述第二負(fù)透鏡103和第二正 透鏡104組合焦距為正，第一負(fù)透鏡101和第二正透鏡104用于實現(xiàn)擴(kuò)束功能，第一正透鏡 102和第二負(fù)透鏡103協(xié)助調(diào)整球差等像差。濾光片為窄帶干涉濾光片，帶寬可為幾個納 米。
[0021] 所述的第二鏡片組2可采用類似雙高斯對稱結(jié)構(gòu)，完成再成像功能的同時，消除 所述第一鏡片組1引入的場曲、及光路整體的球差、象散、場曲等像差。由于鏡頭用于窄帶 光源，對色散不作過多調(diào)整。所述的第二鏡片組2可包括：第三正透鏡201、第四正透鏡202、 第三負(fù)透鏡203、第四負(fù)透鏡204、第五正透鏡205和第六正透鏡206,用于為窄帶濾光片3 出射的光線再成像，以修正鏡頭像差后獲得低畸變成像效果?？臻g環(huán)境中觀測到的光信號 從平面光學(xué)窗口 5入射至鏡筒6內(nèi)，經(jīng)過光學(xué)處理后從鏡頭后端輸出，鏡片組1和鏡片組2 中多個鏡片聯(lián)合修正鏡頭像差，組合使用，可在焦平面7上實現(xiàn)低畸變成像效果。
[0022] 另外，所述的第一鏡片組1和第二鏡片組2均采用耐輻照玻璃制成，可用于空間環(huán) 境。
[0023] 基于上述結(jié)構(gòu)的用于空間環(huán)境窄帶成像觀測的鏡頭，以下表格中列出了本發(fā)明一 個實施例中的各透鏡的具體參數(shù)，其中鏡頭焦長為55mm，鏡頭F#2. 2,窄帶濾光片中心波長 為745nm，帶寬5nm，成像后得到的畸變〈0· 01 %。
[0024]
【主權(quán)項】
1. 一種用于空間環(huán)境窄帶成像觀測的鏡頭，包括鏡筒（6);其特征在于，還包括：第一 鏡片組（1)、第二鏡片組（2)、窄帶濾光片（3)和光闌（4);所述的第一鏡片組（1)、窄帶濾光 片（3)、光闌（4)、第二鏡片組（2)沿光路入射方向依次平行排列于鏡筒（6)內(nèi)；所述的第一 鏡片組（1)用于對空間環(huán)境中入射的光線角度進(jìn)行調(diào)整，使該光線入射至窄帶濾光片（3) 時適應(yīng)其入射角度要求，并與所述的窄帶濾光片（3)配合實現(xiàn)窄帶濾光；所述的第二鏡片 組（2)用于對所述的窄帶濾光片（3)出射的光線進(jìn)行再成像處理，以修正鏡頭像差后獲得 低畸變成像效果。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于空間環(huán)境窄帶成像觀測的鏡頭，其特征在于，所述的第 一鏡片組（1)包括沿光路入射方向依次平行排列的第一負(fù)透鏡（101)、第一正透鏡（102)、 第二負(fù)透鏡（103)和第二正透鏡（104)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于空間環(huán)境窄帶成像觀測的鏡頭，其特征在于，所述的第 二鏡片組（2)包括沿光路入射方向依次平行排列的第三正透鏡（201)、第四正透鏡（202)、 第三負(fù)透鏡（203)、第四負(fù)透鏡（204)、第五正透鏡（205)和第六正透鏡（206)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于空間環(huán)境窄帶成像觀測的鏡頭，其特征在于，所述的第 一鏡片組（1)和第二鏡片組（2)均采用耐輻照玻璃制成。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于空間環(huán)境窄帶成像觀測的鏡頭，包括：鏡筒(6)、第一鏡片組(1)、第二鏡片組(2)、窄帶濾光片(3)和光闌(4)；所述的第一鏡片組(1)、窄帶濾光片(3)、光闌(4)、第二鏡片組(2)沿光路入射方向依次平行排列于鏡筒(6)內(nèi)；所述的第一鏡片組(1)用于對空間環(huán)境中入射的光線角度進(jìn)行調(diào)整，使該光線入射至窄帶濾光片(3)時適應(yīng)其入射角度要求，并與所述的窄帶濾光片(3)配合實現(xiàn)窄帶濾光；所述的第二鏡片組(2)用于對所述的窄帶濾光片(3)出射的光線進(jìn)行再成像處理，以修正鏡頭像差后獲得低畸變成像效果。本發(fā)明的鏡頭適用于在空間環(huán)境中對帶寬為幾個納米的微弱光源開展TDI成像。
【IPC分類】G02B13-00, G02B1-00
【公開號】CN104635321
【申請?zhí)枴緾N201510080284
【發(fā)明人】涂翠, 胡雄
【申請人】中國科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年2月13日