[发明专利]基于多尺度成像系统的分孔径像差校正方法及其光学系统

权利要求书

1.一种基于多尺度成像系统的分孔径像差校正方法，其特征在于，包括：

选取一定结构的主物镜和小相机进行优化，得到优化后的主物镜和优化后的小相机；

将所述优化后的主物镜与所述优化后的小相机结合以对中心视场进行优化设计，得到像质满足要求的中心视场子系统；

当得到像质满足要求的中心视场子系统时，根据小相机阵列对不同角度的非中心视场子系统进行优化，得到像质满足要求的非中心视场子系统以完成分孔径像差校正。

2.根据权利要求1所述的分孔径像差校正光学系统，其特征在于，所述选取一定结构的主物镜和小相机进行优化，得到优化后的主物镜和优化后的小相机，包括：

选取结构完全对称的双高斯物镜作为主物镜，并对其进行优化设计，得到优化后的主物镜；

选取合适的小相机初始结构并对其进行优化得到优化后的小相机。

3.根据权利要求1所述的分孔径像差校正光学系统，其特征在于，将所述优化后的主物镜与所述优化后的小相机结合以对中心视场进行优化设计，得到像质满足要求的中心视场子系统，包括：

调整所述优化后的主物镜与所述优化后的小相机之间的距离以确定最优的光阑位置；

保持所述优化后的主物镜结构参数不变，对所述优化后的小相机结构进行优化设计直至所述中心视场的MTF像质评价结果、场曲值以及畸变满足成像要求，得到像质满足要求的中心视场子系统。

4.根据权利要求1所述的分孔径像差校正光学系统，其特征在于，当得到像质满足要求的中心视场子系统时，根据小相机阵列对不同角度的非中心视场子系统进行优化，得到像质满足要求的非中心视场子系统以完成分孔径像差校正，包括：

在所述中心视场子系统的基础上，采用相对坐标转换的方式将所述优化后的主物镜进行旋转偏移处理，得到小相机阵列与所述优化后的主物镜之间多个不同角度的非中心视场子系统；

保持所述优化后的主物镜结构参数不变，通过对所述小相机阵列中的每一个小相机进行优化设计直至所述非中心视场子系统的MTF像质评价结果、场曲值以及畸变满足成像要求，得到像质满足要求的非中心视场子系统，以完成分孔径像差校正。

5.根据权利要求4所述的分孔径像差校正光学系统，其特征在于，在所述中心视场子系统的基础上，采用相对坐标转换的方式将所述优化后的主物镜进行旋转偏移处理，得到小相机阵列与所述优化后的主物镜之间多个不同角度的非中心视场子系统，包括：

在所述中心视场子系统的基础上，以所述优化后的小相机为参考，将所述优化后的主物镜以物镜第一面的面顶点为轴旋转不同的角度；

将旋转后的所述优化后的主物镜在Y方向进行偏移，得到所述小相机阵列与所述优化后的主物镜之间多个不同角度的非中心视场子系统。

6.根据权利要求5所述的分孔径像差校正光学系统，其特征在于，所述小相机阵列为圆环式排布的相机阵列，相邻两个小相机之间的距离为h＝2Lsin(θ/2)，其中，L表示小相机第一个面距球心的距离，θ表示相邻两个小相机之间的夹角。

7.根据权利要求5所述的分孔径像差校正光学系统，其特征在于，所述优化后的主物镜在Y方向的偏移量为：

Y＝Msinθ；

其中，M为主物镜第一面到小相机包络面球心的距离。

8.一种基于多尺度成像系统的分孔径像差校正光学系统，其特征在于，包括：主物镜(1)和小相机阵列(2)，其中，所述小相机阵列(2)中所有小相机的轴线相交于一点，且使相邻两个小相机封装后不发生碰撞。

9.根据权利要求8所述的分孔径像差校正光学系统，其特征在于，所述小相机阵列(2)中的所有小相机的轴线相交于所述主物镜(1)的中心位置。

10.根据权利要求8所述的分孔径像差校正光学系统，其特征在于，所述主物镜(1)为结构完全对称的双高斯物镜。