專利名稱：視場分割型光學合成孔徑成像系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種視場分割型光學合成孔徑成像系統(tǒng)。
背景技術：
光學成像系統(tǒng)目前已經被廣泛應用，同時利用合成孔徑原理也有相應的光 學系統(tǒng)的研發(fā)，傳統(tǒng)的光學高分辨率成像系統(tǒng)，需要光學系統(tǒng)設計成大口徑的 單片主鏡和次鏡光學系統(tǒng)，由于航天對地觀測、天文觀測所要求的光學系統(tǒng)的 分辨率越來越高，所以要求光學系統(tǒng)的口徑也越來越大，參見圖l，目前大口徑 的光學系統(tǒng)在材料的均勻性、結構強度、加工、裝配等一系列的實施環(huán)節(jié)上都 遇到了極大的困難。因此，人們開始轉而尋求用小口徑的鏡片拼接合成大口徑 的光學系統(tǒng)主鏡，但目前的技術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同樣也會遇到一些困難，并且 成本很高。
在國外有一種是由多臺望遠鏡組成陣列望遠鏡來組成光學合成孔徑光學系
統(tǒng)，它在結構上也很龐大，制作成本也是高的驚人。因此提供一種結構簡單、 價格低廉、方便使用的利用合成孔徑原理制作的光學系統(tǒng)非常有必要。 發(fā)明內容
為解決背景技術中存在的上述技術問題，本實用新型提供了一種高分辨率、 易于實現規(guī)模化生產、制作成本低廉、可以使光學系統(tǒng)盡量的輕量化的視場分 割型光學合成孔徑成像系統(tǒng)。
本實用新型的技術解決方案是本實用新型提供了一種視場分割型光學合 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置 于同一光軸上的成像鏡、準直微透鏡陣列以及收集鏡；所述成像鏡的焦點處并 與所述成像鏡平行的位置構成一次像面，所述收集鏡的焦點處并與所述收集鏡平行的位置構成二次像面，所述一次像面和二次像面均位于光路的出射一側。
上述成像鏡與一次像面還包括場鏡，該場鏡用于改變各視場主光線在一次
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。 上述主鏡和附鏡是共軸形式或離軸形式。
本實用新型的優(yōu)點是本實用新型是由主鏡由小口徑的平面反射鏡組成， 在成像鏡的視場范圍內，可組成大于成像鏡口徑的光學合成孔徑陣列，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、準直微透鏡陣列、收集 鏡之間的關系確定。采用平面鏡面型的子鏡，使子鏡易于實現規(guī)?；a，降 低成本，并可使主鏡實現輕量化。另外，由于主鏡是由小的平面鏡組成，它的 曲率半徑不用再設計。從理論上講，系統(tǒng)的孔徑可以無限延伸，突破了主鏡口 徑受到主次鏡之間關系的限制。

圖1為目前光學合成孔徑所采用的方法的示意圖， 其中，
(a) 傳統(tǒng)單孔徑結構；
(b) 共用次鏡結構； (C)多望遠鏡結構；
圖2為本實用新型較佳的實施結構示意圖3為本實用新型第二較佳實施結構示意圖。
具體實施方式
參見圖2，本實用新型提供了一種視場分割型光學合成孔徑成像系統(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置于同一光軸9上的成像鏡4、準直微透鏡陣列6以及收集鏡7;成像鏡4的焦點處并與所述成像鏡4平行的位置構成一次像面 5，收集鏡7的焦點處并與所述收集鏡7平行的位置構成二次像面8， 一次像面 5和二次像面8均位于光路的出射一側。
成像鏡4與一次像面5還包括場鏡，該場鏡用于改變各視場主光線在一次 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。主鏡2和附鏡是共軸形式或離軸形式。
參見圖3，本實用新型提供的另一較佳的具體實施例結構示意圖，與上一實 施例不同的是，本實施例的反射鏡陣列2所形成的主鏡是離軸設置的。
本實用新型在工作時光線1從無窮遠入射到平面鏡組成的平面反射鏡陣 列2上，經反射鏡陣列2將光線反射進入成像鏡3，成像鏡3和場鏡4一起將光 線1成像到一次像面5上。這時同一入射視場的光線1經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，但同一入射視場所成的像點在像陣列 的各自的區(qū)域像面上的對應位置相同。光線1再經過準直微透鏡陣列6分別對 區(qū)域像面上的成像點進行準直，使對應于相同入射視場角的成像點所發(fā)出的光 線1成平行光，收集鏡7將經準直微透鏡陣列6準直的光線成像到二次像面8 (CCD像平面)上。
權利要求1、一種視場分割型光學合成孔徑成像系統(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置于同一光軸上的成像鏡、準直微透鏡陣列以及收集鏡；所述成像鏡的焦點處并與所述成像鏡平行的位置構成一次像面，所述收集鏡的焦點處并與所述收集鏡平行的位置構成二次像面，所述一次像面和二次像面均位于光路的出射一側。
2、 根據權利要求1所述的視場分割型光學合成孔徑成像系統(tǒng)，其特征在于 所述成像鏡與一次像面還包括場鏡，該場鏡用于改變各視場主光線在一次像面 上的入射角度。
3、 根據權利要求1或2所述的視場分割型光學合成孔徑成像系統(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、 根據權利要求3所述的視場分割型光學合成孔徑成像系統(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、 根據權利要求4所述的視場分割型光學合成孔徑成像系統(tǒng)，其特征在于 所述準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、 根據權利要求5所述的視場分割型光學合成孔徑成像系統(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。
7、 根據權利要求6所述的視場分割型光學合成孔徑成像系統(tǒng)，其特征在于 所述主鏡和附鏡是共軸形式或離軸形式。
專利摘要一種視場分割型光學合成孔徑成像系統(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置于同一光軸上的成像鏡、準直微透鏡陣列以及收集鏡；成像鏡的焦點處并與成像鏡平行的位置構成一次像面，收集鏡的焦點處并與收集鏡平行的位置構成二次像面，一次像面和二次像面均位于光路的出射一側。本實用新型解決了背景技術中大口徑的光學系統(tǒng)在材料的均勻性差、加工、裝配不方便等技術問題，具有結構簡單、使用方便等優(yōu)點。
文檔編號G02B17/08GK201397420SQ20082022846
公開日2010年2月3日 申請日期2008年12月25日 優(yōu)先權日2008年12月25日
發(fā)明者陳立武 申請人:中國科學院西安光學精密機械研究所