CN118068564A - 双视场双分辨率融合型广角光学系统及设计方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双视场双分辨率融合型广角光学系统及设计方法和装置，包括成像接收器、广角镜头，所述成像接收器用于接收广角镜头光线并成像，首先确定设计目标，划分视场区域；根据视场区域建立光学系统随视场变化的局部焦距分布函数和局部F数分布函数；追迹计算采样视场的局部焦距和局部F数；优化控制局部焦距和局部F数，一并控制渐变视场区域优化控制系统像差；优化迭代，确定广角镜头的局部焦距与局部F数，直至满足双视场双分辨率广角光学系统的设计目标。本发明不仅具有成像调控灵活、直接和精准，而且能够适应不同场景的观测需求。
Description
技术领域
本发明涉及光学设计领域，具体涉及一种双视场双分辨率融合型广角光学系统及设计方法和装置。
背景技术
成像光学系统的目标是将待观测景物清晰地成像至像面，并满足观测场景所需的物像投影映射需求。在物像相似的要求下，一般采用针孔模型，即等线投影，满足f-tanθ投影关系。随着视场角的增大，tanθ数值迅速变大，但探测器的尺寸有限，所以产生了等距投影，满足f-θ映射关系，并衍生出了体视投影映射、等立体角投影映射、正交投影映射等多种投影映射关系。还有一些更为复杂的观测场景，产生了更具个性的物像投影需求。例如，车载前视摄像头，提出了兼具大视场和高分辨的需求。大视场和高分辨看似一对矛盾，但解析车载前视摄像头的应用场景，其观测需求为超大视场，中央视场分辨率高，边缘视场分辨率可降低。上述由中央视场到边缘视场逐渐降低的观测分辨率需求则产生了更为复杂的物像映射关系。
物像映射关系可以由焦距和畸变这两个参数共同表征，在光学设计时通过优化控制这两个参数则可以实现f-tanθ等线投影或f-θ等距投影的映射目标。当物像映射关系趋于复杂时，常规的方式则是追迹计算并控制各采样视场的像高，但该方法所需的采样追迹计算量大。
发明内容
发明目的：本发明提供一种双视场双分辨率融合型广角光学系统及设计方法和装置，对于成像特性的调控具有灵活、直接和精准的特性，可以满足更具个性的观测场景需求。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种双视场双分辨率融合型广角光学系统的设计方法，充分发挥局部参数在调控光学系统随视场变化的局部光学特性方面的优势，采用视场相关的局部参数作为优化控制目标，实现多类型观测场景下，复杂物像映射关系和不同分辨率调控的广角光学系统及设计方法。本发明的设计方法为：分析双视场双分辨率融合型广角光学系统设计指标的要求，进行视场区域的划分，设置渐变视场，保证中央视场和边缘视场的局部焦距不发生跳变，并计算中央视场和边缘视场局部焦距和局部F数的目标分布；优化控制双视场局部参数，一并控制渐变视场的像差，重复优化迭代，直至核心参数局部焦距和局部F数的设计值和计算分布值的结果偏差不大于±5%，各采样视场达到衍射极限，同时，全视场相对照度不低于90%。具体包括以下步骤：
步骤1、确定设计目标，划分视场区域。
步骤2、根据视场区域建立光学系统随视场变化的局部焦距分布函数和局部F数分布函数。
步骤3、根据局部焦距分布函数追迹计算采样视场的局部焦距。
步骤4、根据局部F数分布函数追迹计算采样视场的局部F数。
步骤5、优化控制局部焦距和局部F数，一并控制渐变视场区域优化控制系统像差。
步骤6、优化迭代，直至满足双视场双分辨率广角光学系统的设计目标。
优选的：步骤2中根据视场区域建立光学系统随视场变化的局部焦距分布函数和局部F数分布函数的方法：
对于中央视场和边缘视场内的视场，追迹相对该视场角下极小视场角增量的主光
线，在焦面上获得对应的像高增量，对该像高与视场角的映射关系求偏导，推导得出光学系
统随视场变化的局部焦距分布函数。得出随视场变化的入瞳得到局部入瞳分布函数。
根据局部焦距和局部入瞳得出光学系统随视场变化的局部F数分布函数：
。
其中，表示局部F数分布函数，表示局部焦距分布函数，表
示局部入瞳分布函数。
优选的：步骤5中优化控制局部焦距和局部F数，一并控制渐变视场区域优化控制系统像差的方法：
其中，表示系统像差，表示视场一成像分辨率，表示视场二成像分辨
率，表示全视场中的观测点，表示视场一中的观测点，表示视场二中的观测
点，表示局部焦距分布函数，表示局部F数分布函数，表示趋近，表示局
部焦距目标值，表示局部F数目标值，表示全视场，表示全视场中的中央视场，
表示全视场中的边缘视场，表示全视场中的渐变视场。
优选的：步骤1中根据双视场双分辨率设计指标要求，选择成像接收器。分析场景观测的目标，确定融合型双视场双分辨率光学系统的设计目标，同时对视场区域进行划分，分为中央视场、边缘视场和渐变视场。
优选的：步骤3中根据局部焦距分布函数追迹计算采样视场的局部焦距的方法：在中央视场和边缘视场的各采样视场上，以该视场的主光线作为局部光轴，追迹旁轴光线获得像高增量，从而根据局部焦距分布函数计算得到局部焦距。
优选的：步骤4中根据局部F数分布函数追迹计算采样视场的局部F数的方法，根据前序光学元件的折反射特性，逆向追迹获得视场角分别为θ和θ+Δθ的各3根特征入射光线，特征入射光线经过前序光学元件偏折后分别过孔径光阑边缘和中央，视场角分别为θ和θ+Δθ的各3根特征入射光线的延长线的交汇处即为局部入瞳。将局部入瞳和步骤3得的局部焦距代入局部F数分布函数中得到局部F数。
优选的：步骤6中优化迭代直至满足双视场双分辨率广角光学系统的设计目标的方法：判断核心参数局部焦距和局部F数的设计值和计算分布值的结果偏差不大于±5%，各采样视场的衍射斑大小在艾里斑范围之内，同时，全视场相对照度不低于90%，优化迭代，直至实现满足融合型双视场双分辨率的光学系统的设计。
一种双视场双分辨率融合型广角光学系统的设计装置，采用上述双视场双分辨率融合型广角光学系统的设计方法，包括目标确定视场区域划分单元、局部焦距局F数分布函数建立单元、追迹计算单元、优化控制单元、迭代优化单元，其中：
所述目标确定视场区域划分单元用于确定设计目标，划分视场区域。
所述局部焦距局F数分布函数建立单元用于根据视场区域建立光学系统随视场变化的局部焦距分布函数和局部F数分布函数。
所述追迹计算单元用于根据局部焦距分布函数追迹计算采样视场的局部焦距，根据局部F数分布函数追迹计算采样视场的局部F数。
所述优化控制单元用于优化控制局部焦距和局部F数，一并控制渐变视场区域优化控制系统像差。
所述迭代优化单元用于优化迭代，直至满足双视场双分辨率广角光学系统的设计目标。
一种双视场双分辨率融合型广角光学系统，包括成像接收器、广角镜头，所述成像接收器用于接收广角镜头光线并成像，所述广角镜头的局部焦距与局部F数由上述双视场双分辨率融合型广角光学系统的设计方法得到。
优选的：所述广角镜头包括按光路设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜，其中，第一透镜、第二透镜为非球面的凸凹透镜，第七透镜为非球面的凸透镜。
本发明相比现有技术，具有以下有益效果：
采用视场相关的局部参数作为优化控制目标，实现多类型物像映射关系和分辨率的精准调控，对于成像特性的调控具有灵活、直接和精准的特性，可以适应不同场景的观测需求。
附图说明
图1为本发明一种双视场双分辨率融合型广角光学系统的设计方法的流程示意图。
图2为本发明具体实施方式中局部焦距相关参数的表征与定义原理示意图。
图3为本发明具体实施方式中局部入瞳的追迹计算方法原理示意图。
图4为本发明实施例中双视场等角分辨率120°广角光学系统的结构示意图。其中，图4 中图(a) 为案例1结构示意图；图4 中图(b) 为案例2结构示意图。
图5为本发明实施例中案例1的双视场等角分辨率120°广角光学系统的像质评价结果图。其中，图5 中图(a) 为案例1点列图分布；图5 中图(b)为案例1相对照度曲线，OBJ表示物，IMA表示像。
图6为本发明实施例中案例2的双视场等角分辨率120°广角光学系统的像质评价结果图。其中，图6 中图(a) 为案例2点列图分布；图6 中图(b)为案例2相对照度曲线。
图7为本发明实施例中双视场等角分辨率120°广角光学系统的局部焦距值曲线图。其中，图7 中图(a) 为案例1的局部焦距值曲线图；图7 中图(b) 为案例2的局部焦距值曲线图。
图8为本发明实施例中双视场等角分辨率120°广角光学系统的角分辨率分布曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
物像映射关系的本质是描述随视场变化的像高增量变化情况。如果将全视场划分为多个子视场，在每个子视场内找到各自的中心基准，则每个视场均有各自的焦距。对于复杂的物像映射关系，各个视场的焦距不同。物像映射关系的本质是描述随视场变化的像高增量变化情况。如果将全视场划分为多个子视场，在每个子视场内找到各自的中心基准，则每个视场均有各自的焦距。对于复杂的物像映射关系，各个视场的焦距不同。本实施例一种双视场双分辨率融合型广角光学系统的设计方法发掘局部参数在调控光学系统随视场变化的局部光学特性方面的优势，采用视场相关的局部参数作为优化控制目标，实现复杂物像映射关系和分辨率调控的光学设计，结合图1~图3，包括以下步骤：
步骤1、确定设计目标，划分视场区域。
在本发明的另一实施例中，根据双视场双分辨率设计指标要求，选择合适的成像接收器。分析场景观测的目标，确定融合型双视场双分辨率光学系统的设计目标，主要包括物像映射关系、工作波长和F数等，同时根据选择的成像探测器的像元尺寸和靶面尺寸参数对视场区域进行划分，分为中央视场、边缘视场和渐变视场。渐变视场是为了保证中央视场和边缘视场的局部焦距不发生跳变，渐变视场的范围建议不超过总视场的10%。
步骤2、根据视场区域建立光学系统随视场变化的局部焦距分布函数和局部F数分布函数。
在本发明的另一实施例中，根据视场区域建立光学系统随视场变化的局部焦距分布函数和局部F数分布函数的方法如下：
对于中央视场和边缘视场内的任意视场，追迹相对该视场角下极小视场角增量的
主光线，在焦面上获得对应的像高增量，对该像高与视场角的映射关系求偏导，推导得出光
学系统随视场变化的局部焦距分布函数。与局部焦距一样，得出随视场变化的入瞳
得到局部入瞳分布函数。局部入瞳口径的变化使得各视场的光通量存在差异，进而
引起像面上相对照度的变化。
在本发明的另一实施例中，如图2所示，采用“小像高法”的定义方式全面覆盖了从轴上零视场到轴外边缘视场所有各视场角对应的焦距值。局部焦距可以表示为像高y′对视场角θ的偏导：
；
式中，视场角θ的主光线在焦面上的像高为y′，追迹相对该视场角θ有极小视场角增量Δθ的主光线，获得对应的像高增量Δy′，则可以计算该视场角θ处的局部焦距LFL(θ) 。
继而，在探测器上的完整像高H，则可以表示为对局部焦距的积分形式，积分范围为正负边缘视场θmax和θmin：
；
根据局部焦距和局部入瞳得出光学系统随视场变化的局部F数分布函数：
；
其中，表示局部F数分布函数，表示局部焦距分布函数，表
示局部入瞳分布函数。
局部焦距同步影响着光学系统的角分辨率，具体如下：
角分辨率表征了光学系统分辨两个物点的极限能力，角分辨率受限于成像探测器
单个像素的大小d，角分辨率的数学表达式可以描述:
；
其中，θ为采样视场角，该视场主光线在焦面上的像高为y′，追迹相对该视场角的极小视场角增量Δθ的主光线，对应的像高增量为Δy′。显然，如果局部焦距是变化的，光学系统的角分辨率也不是恒定值。
光学系统的极限分辨率除受限于探测器单个像素的大小以外，还与光学系统的F数密切相关。光学系统成像艾里斑的尺寸随着视场增大而变大，即便在设计时将像质校正到衍射极限，其成像分辨率仍将随着视场增大而降低。因此，需要针对多类型的观测场景，面向各视场统一的或是变化的观测分辨率要求，在光学设计时按需调控局部F数的分布。
步骤3、根据局部焦距分布函数追迹计算采样视场的局部焦距。
在本发明的另一实施例中，根据局部焦距分布函数追迹计算采样视场的局部焦距的方法：在中央视场和边缘视场的各采样视场上，以该视场的主光线作为局部光轴，追迹旁轴光线获得像高增量，从而根据局部焦距分布函数计算得到局部焦距。
步骤4、根据局部F数分布函数追迹计算采样视场的局部F数。
在本发明的另一实施例中，根据局部F数分布函数追迹计算采样视场的局部F数的方法，根据前序光学元件的折反射特性，逆向追迹获得视场角分别为θ和θ+Δθ的各3根特征入射光线，这些特征入射光线经过前序光学元件偏折后分别过孔径光阑边缘和中央，视场角分别为θ和θ+Δθ的各3根特征入射光线的延长线的交汇处即为局部入瞳。将局部入瞳和步骤3得的局部焦距代入局部F数分布函数中得到局部F数。
在本发明的另一实施例中，如图3所示，当孔径光阑位于光学系统内部的时候，受光瞳像差的影响，各个视场对应的入瞳位置和大小均不一致。当光学系统视场较大时，上述现象尤为明显。各视场的入瞳位置和口径差异较大。
与局部焦距一样，随视场变化的入瞳被定义为局部入瞳。局部入瞳口径的变化使得各视场的光通量存在差异，引起像面上相对照度的变化。孔径光阑发出的光线逆向追迹至其前序光学元件，可以获取局部入瞳。为求解视场角θ对应的局部入瞳，根据前序光学元件的折反射特性，逆向追迹获得视场角分别为θ和θ+Δθ的各3根特征入射光线，这些光线经过前序光学元件偏折后分别过孔径光阑边缘和中央。视场角分别为θ和θ+Δθ的各3根特征入射光线的延长线的交汇处即为局部入瞳。
步骤5、优化控制局部焦距和局部F数，一并控制渐变视场区域优化控制系统像差。
在本发明的另一实施例中，优化控制局部焦距和局部F数，一并控制渐变视场区域优化控制系统像差的方法：
；
其中，表示系统像差，表示视场一成像分辨率，表示视场二成像分辨
率，表示全视场中的观测点，表示视场一中的观测点，表示视场二中的观测
点，表示局部焦距分布函数，表示局部F数分布函数，表示趋近，表示局
部焦距目标值，表示局部F数目标值，表示全视场，表示全视场中的中央视场，
表示全视场中的边缘视场，表示全视场中的渐变视场。
在全视场范围内，双视场成像分辨率不同，其各自视场范围内相同，通过光学设计软件，在评价函数中设置局部焦距和局部F数的追迹计算结果逼近目标分布结果，除了几何分辨率外，保证艾里斑大小一致（艾里斑的大小在设计的阈值范围内）。增加渐变视场区域一并优化控制系统像差，实现双视场双分辨率场景的目标物像映射投影关系。
步骤6、优化迭代，直至满足双视场双分辨率广角光学系统的设计目标。
在本发明的另一实施例中，优化迭代直至满足双视场双分辨率广角光学系统的设计目标的方法：判断核心参数局部焦距和局部F数的设计值和计算分布值的结果偏差不大于±5%，各采样视场的衍射斑大小在艾里斑范围之内，同时，全视场相对照度不低于90%，优化迭代，直至实现满足融合型双视场双分辨率的光学系统的设计。
一种双视场双分辨率融合型广角光学系统的设计装置，采用上述双视场双分辨率融合型广角光学系统的设计方法，包括目标确定视场区域划分单元、局部焦距局F数分布函数建立单元、追迹计算单元、优化控制单元、迭代优化单元，其中：
所述目标确定视场区域划分单元用于确定设计目标，划分视场区域。
所述局部焦距局F数分布函数建立单元用于根据视场区域建立光学系统随视场变化的局部焦距分布函数和局部F数分布函数。
所述追迹计算单元用于根据局部焦距分布函数追迹计算采样视场的局部焦距，根据局部F数分布函数追迹计算采样视场的局部F数。
所述优化控制单元用于优化控制局部焦距和局部F数，一并控制渐变视场区域优化控制系统像差。
所述迭代优化单元用于优化迭代，直至满足双视场双分辨率广角光学系统的设计目标。
一种双视场双分辨率融合型广角光学系统，包括成像接收器、广角镜头，所述成像接收器用于接收广角镜头光线并成像，所述广角镜头的局部焦距与局部F数由上述双视场双分辨率融合型广角光学系统的设计方法得到。
优选的：所述广角镜头包括按光路设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜，其中，第一透镜、第二透镜为非球面的凸凹透镜，第七透镜为非球面的凸透镜。
仿真
具体提供了两个仿真案例，分别为案例1和案例2，如图4~图8所示。
案例1和案例2中，双视场双分辨率融合型广角光学系统的中央视场和边缘视场均为f-θ等距投影，但两个视场对应的局部焦距不同，所以在两个视场内各自的角分辨率恒定。两个实施例，既可以实现长焦看远，短焦看近的目标，还可以选择用中央看近，或是边缘看近的方式。
设计两种全视场120°，工作波长为可见光的双视场双分辨率融合型广角光学系统。根据观测场景的要求，两种光学系统的中央视场角分辨率分别是边缘视场角分辨率的2/3和3/2，两个实施例在各自的中央视场和边缘视场角分辨率恒定。实施例1中央视场的局部焦距是边缘视场的1.5倍，实施例2中央视场的局部焦距是边缘视场的0.667倍。由于局部焦距随视场的分布不能存在跃变，因此，两个实施例均选择中央视场-16°~16°的局部焦距为恒定值fc1，边缘视场-60°~-28°以及28°~60°的局部焦距为恒定值fc2，视场-28°~-16°以及16°~28°为局部焦距渐变区。以靶面1/4英寸的OV9281型探测器作为成像接收器，其像素数为1296×816，单个像素尺寸3 μm×3 μm。按照探测器靶面对角线长度并留有一定余量，设置像面为±2.25 mm。实施例1中的fc1和fc2的取值分别为1.5 mm和1 mm，实施例2中的fc1和fc2的取值分别为0.88 mm和1.32 mm。两个实施例在中央视场采样0°、6°、11°和16°，在边缘视场采样28°、34°、40°、45°、50°、55°和60°共11个视场，再增加过渡区中的24°和28°。通过光线追迹计算得到，实施例1各采样视场的局部焦距分别为1.5278 mm，1.5334 mm，1.5379 mm，1.4429 mm，1.2926 mm，1.1471 mm，1.0425 mm，0.9646 mm，0.9660 mm，1.0021mm，1.0382 mm，1.0394 mm，0.9846 mm；实施例1各采样视场的局部F数分别为3.3785，3.3774，3.3733，3.3683，3.3646，3.3628，3.3635，3.3705，3.3856，3.4050，3.4289，3.4492，3.4492。实施例2各采样视场的局部焦距分别为0.8685 mm，0.8618 mm，0.8617 mm，0.8930mm，0.9599 mm，1.0873 mm，1.2695 mm，1.3787 mm，1.2751 mm，1.2912 mm，1.3650 mm，1.3671 mm，1.2636 mm；实施例2各采样视场的局部F数分别为4.2376，4.2391，4.2445，4.2521，4.2607，4.2725，4.2893，4.3249，4.3648，4.4011，4.4400，4.4090，4.4090。通过局部焦距和局部F数的控制，优化系统像差。两个实施例的系统光路设计结果如图4所示，均为8片透镜，其中3个面为非球面，像质设计结果如图5和6所示，特征频率处的全视场MTF大于0.3，各采样视场的点列图均达到衍射极限，全视场范围内相对照度优于90%。优化设计控制后的局部焦距分布如图7所示，在中央视场和边缘视场处的局部焦距分布围绕fc1和fc2存在震荡，但局部焦距与目标局部焦距的相对偏差不超过±5%。图8为两个实施例在120°视场范围内的角分辨率变化曲线，既可以实现长焦看远，短焦看近的目标，还可以选择用中央看近，或是边缘看近。
本实施例的2个仿真案例均覆盖120°全视场，通过对中央和边缘两段视场赋予不同的局部参数目标，实现各视场的艾里斑大小一致，该现象得益于设计过程中对局部F数的控制，且达到了较高的相对照度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种双视场双分辨率融合型广角光学系统的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、确定设计目标，划分视场区域；
步骤2、根据视场区域建立光学系统随视场变化的局部焦距分布函数和局部F数分布函数；
步骤3、根据局部焦距分布函数追迹计算采样视场的局部焦距；
步骤4、根据局部F数分布函数追迹计算采样视场的局部F数；
步骤5、优化控制局部焦距和局部F数，一并控制渐变视场区域优化控制系统像差；
步骤6、优化迭代，直至满足双视场双分辨率广角光学系统的设计目标。
2.根据权利要求1所述双视场双分辨率融合型广角光学系统的设计方法，其特征在于：步骤2中根据视场区域建立光学系统随视场变化的局部焦距分布函数和局部F数分布函数的方法：
对于中央视场和边缘视场内的视场，追迹相对该视场角下极小视场角增量的主光线，在焦面上获得对应的像高增量，对该像高与视场角的映射关系求偏导，推导得出光学系统随视场变化的局部焦距分布函数；得出随视场变化的入瞳得到局部入瞳分布函数；
根据局部焦距和局部入瞳得出光学系统随视场变化的局部F数分布函数：
；
其中，表示局部F数分布函数，/>表示局部焦距分布函数，/>表示局部入瞳分布函数。
3.根据权利要求2所述双视场双分辨率融合型广角光学系统的设计方法，其特征在于：步骤5中优化控制局部焦距和局部F数，一并控制渐变视场区域优化控制系统像差的方法：
其中，/>表示系统像差，/>表示视场一成像分辨率，/>表示视场二成像分辨率，/>表示全视场中的观测点，/>表示视场一中的观测点，/>表示视场二中的观测点，/>表示局部焦距分布函数，/>表示局部F数分布函数，/>表示趋近，/>表示局部焦距目标值，/>表示局部F数目标值，/>表示全视场，/>表示全视场中的中央视场，/>表示全视场中的边缘视场，/>表示全视场中的渐变视场。
4.根据权利要求3所述双视场双分辨率融合型广角光学系统的设计方法，其特征在于：步骤1中根据双视场双分辨率设计指标要求，选择成像接收器；分析场景观测的目标，确定融合型双视场双分辨率光学系统的设计目标，同时对视场区域进行划分，分为中央视场、边缘视场和渐变视场。
5.根据权利要求4所述双视场双分辨率融合型广角光学系统的设计方法，其特征在于：步骤3中根据局部焦距分布函数追迹计算采样视场的局部焦距的方法：在中央视场和边缘视场的各采样视场上，以该视场的主光线作为局部光轴，追迹旁轴光线获得像高增量，从而根据局部焦距分布函数计算得到局部焦距。
6.根据权利要求5所述双视场双分辨率融合型广角光学系统的设计方法，其特征在于：步骤4中根据局部F数分布函数追迹计算采样视场的局部F数的方法，根据前序光学元件的折反射特性，逆向追迹获得视场角分别为θ和θ+Δθ的各3根特征入射光线，特征入射光线经过前序光学元件偏折后分别过孔径光阑边缘和中央，视场角分别为θ和θ+Δθ的各3根特征入射光线的延长线的交汇处即为局部入瞳；将局部入瞳和步骤3得的局部焦距代入局部F数分布函数中得到局部F数。
7.根据权利要求6所述双视场双分辨率融合型广角光学系统的设计方法，其特征在于：步骤6中优化迭代直至满足双视场双分辨率广角光学系统的设计目标的方法：判断核心参数局部焦距和局部F数的设计值和计算分布值的结果偏差不大于±5%，各采样视场的衍射斑大小在艾里斑范围之内，同时，全视场相对照度不低于90%，优化迭代，直至实现满足融合型双视场双分辨率的光学系统的设计。
8.一种双视场双分辨率融合型广角光学系统的设计装置，其特征在于，采用权利要求1所述双视场双分辨率融合型广角光学系统的设计方法，包括目标确定视场区域划分单元、局部焦距局F数分布函数建立单元、追迹计算单元、优化控制单元、迭代优化单元，其中：
所述目标确定视场区域划分单元用于确定设计目标，划分视场区域；
所述局部焦距局F数分布函数建立单元用于根据视场区域建立光学系统随视场变化的局部焦距分布函数和局部F数分布函数；
所述追迹计算单元用于根据局部焦距分布函数追迹计算采样视场的局部焦距，根据局部F数分布函数追迹计算采样视场的局部F数；
所述优化控制单元用于优化控制局部焦距和局部F数，一并控制渐变视场区域优化控制系统像差；
所述迭代优化单元用于优化迭代，直至满足双视场双分辨率广角光学系统的设计目标。
9.一种双视场双分辨率融合型广角光学系统，其特征在于，包括成像接收器、广角镜头，所述成像接收器用于接收广角镜头光线并成像，所述广角镜头的局部焦距与局部F数由权利要求1所述双视场双分辨率融合型广角光学系统的设计方法得到。
10.根据权利要求9所述双视场双分辨率融合型广角光学系统，其特征在于：所述广角镜头包括按光路设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜，其中，第一透镜、第二透镜为非球面的凸凹透镜，第七透镜为非球面的凸透镜。
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