[发明专利]一种无二次遮拦面视场同轴三反望远物镜

说明书

本发明公开了一种无二次遮拦面视场同轴三反望远物镜，它包括主镜、次镜、三镜、偏折反射镜、折叠平面镜和焦平面。主镜、次镜和三镜的回转对称轴重合于主光轴，孔径光阑置于主镜上。主镜和三镜面型均为椭球面，次镜面型为双曲面。偏折反射镜置于三镜的出射光路上，其法线相对于主光轴倾斜，将像面引出光轴。通过合理安排出射光瞳位置，使偏折反射镜不产生二次遮拦。本发明解决了现有的同轴三反系统存在的探测器安装困难、对面视场成像存在二次遮拦的问题，具有长焦距、大口径、遮拦小、体积小、重量轻、结构简单、工作波段宽、成像质量好的优点，适用于凝视相机、视频相机、成像光谱仪前置物镜等光学成像领域。

技术领域

本发明涉及一种可用于凝视相机、视频相机、成像光谱仪前置物镜的望远物镜，特别涉及一种无二次遮拦面视场同轴三反望远物镜，属光学成像技术领域。

背景技术

随着非球面加工装调等技术的不断发展，全反射式结构在光学远距离成像领域应用广泛，典型的有两反射镜和三反射镜结构。两反射镜结构由于校正像差的自由参数少，难以兼顾视场、相对孔径、体积和重量等方面的要求。基于两反射镜的折反结构在同轴两反射镜的物方或像方增加透镜校正组，校正轴外像差，扩大视场。然而通常透镜补偿组无光焦度，且为抑制杂光需要很长的外遮光罩，难以缩短系统长度。相比两镜结构，三反射镜结构增加了自由变量，结构形式更加灵活。现有技术（参见文献：Pleiades:a multi missionand multi co-operative program.Acta Astronautica Vol.51,NO.1-9,pp.317-327,2002）Pleiades相机光学系统采用了折轴三反结构，入射光线经主次镜反射后在主镜附近成一次实像，中间像面附近存在平面反射镜折叠光路以缩短轴向长度，系统可对线视场成像，但难以解决面视场带来的二次遮拦问题。现有技术（参见文献：Price M. TopSat--asmall satellite approach to high resolution optical imaging. InternationalSymposium on Optical Science and Technology. International Society for Opticsand Photonics, 2002: 162-172）Topsat光学载荷采用离轴三反结构，虽然无中心遮拦，但离轴反射镜加工装调难度大，此外系统垂轴方向尺寸大，结构不紧凑。上述光学结构在满足某些要求的同时，仍存在体积较大或二次遮拦等问题。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，在满足成像质量优良的同时，提供一种长焦距、大口径、遮拦小、体积小、重量轻、结构简单、工作波段宽、成像质量好的无二次遮拦面视场同轴三反望远物镜。

实现本发明目的的技术方案是提供一种无二次遮拦面视场同轴三反望远物镜，它包括主镜、次镜、三镜、偏折反射镜、折叠平面镜以及焦平面；主镜、次镜和三镜的回转对称轴分别与主光轴重合，孔径光阑位于主镜上，偏折反射镜置于次镜和三镜之间；来自地面景物的入射光线依次经主镜、次镜反射后，在次镜和三镜之间形成一次实像，反射光线无遮拦地穿过偏折反射镜的中心孔，三镜对得到的一次实像中继成像，反射光线再无遮拦地入射到偏折反射镜的通光孔径，依次经偏折反射镜、折叠平面镜转折反射后，在焦平面处形成景物像；主镜和三镜的光焦度为正，面型为椭球面，次镜的光焦度为负，面型为双曲面。

本发明提供的望远物镜主镜的相对孔径为1:0.5～1:1.5。

本发明提供的望远物镜三镜的放大倍率为1.5~5。

本发明提供的望远物镜由次镜遮拦形成的环形入瞳，依次经次镜和三镜成像形成的环形出瞳位于偏折反射镜上。

本发明提供的望远物镜在中间实像处放置视场光阑和内遮光罩。

本发明提供的望远物镜包括一块、两块或多块折叠平面镜。

本发明提供的望远物镜工作波段为紫外到红外。