[发明专利]具有宽视场的反射式望远镜

说明书

公开了为望远镜系统提供更宽的FOV的系统和方法。在一个实施例中，望远镜包括具有孔的主反射镜，其中光路源自位于主反射镜前方的物体并且从主反射镜反射出来。次反射镜邻近主反射镜布置，其中光路从次反射镜反射并穿过主反射镜中的孔。望远镜包括沿着光路布置的扩展光学像场校正器组，该扩展光学像场校正器被定位为反射从次反射镜入射的光，其中该扩展光学像场校正器组包括两个校正器反射镜。沿着光路并且与扩展光学像场校正器相邻布置的第三反射镜，该第三反射镜被定位为反射从扩展光学像场校正器入射的光。

相关申请的相互参考

本申请要求2015年3月27日提交的名称为“具有宽视场的反射望远镜”的第62/139484号美国临时专利申请的优先权，其公开的内容通过引用的方式全部并入本文。

背景技术

天基望远镜应用于国防工业和商业航天工业等各种行业。当天基望远镜观察和/或测量地球表面时，其绕地球轨道运行。

尽管在天基望远镜领域取得了进展，但是本领域中与宽视场望远镜相关的方法和系统仍需改进。

发明内容

本发明涉及天基成像系统，特别涉及具有宽视场(FOV)的天基望远镜系统。本发明具有更广泛的适用性，并且也适用于陆基成像系统和望远镜。

本发明的实施例涉及为望远镜系统提供更宽的FOV的系统和方法。在一个实施例中，该系统包括具有多个反射镜的无焦望远镜。多个反射镜包括一组光学像场校正器，其目的是将光学像差减小到允许实现宽视场的必要程度，其被定位为反射从次反射镜入射的光。入射光在被一组扩展的光学像场校正器反射之前，可能穿过主反射镜中的孔。本发明可同时广泛适用于天基和陆基的商业航天系统和军事侦查系统。

根据本发明的实施例，望远镜包括具有孔的主反射镜，其中光路源自位于主反射镜前方的物体，并从主反射镜反射。次反射镜可以邻近主反射镜布置，其中光路从次反射镜反射并穿过主反射镜中的孔。望远镜包括沿着光路布置的扩展光学像场校正器组，这些扩展光学像场校正器被定位为反射从次反射镜入射的光，其中扩展光学像场校正器组包括两个校正器反射镜。望远镜还包括沿着光路布置并与扩展光学像场校正器相邻的第三反射镜。

在一个实施例中，第三反射镜的特征在于光强度适于校准从扩展光学像场校正器组接收的光。可选择地，在一个实施例中，第三反射镜的特征在于光强度足以将从扩展光学像场校正器组入射的光聚焦到检测器上。在某些实施例中，第三反射镜被定位为接收向主反射镜传播的从扩展光学像场校正器组入射的光。第三反射镜可以被定位于邻近主反射镜。在一些实施例中，望远镜还包括沿着光路布置并且与扩展光学像场校正器相邻的折叠反射镜，该折叠反射镜可以被定位为反射来自第三反射镜的光路。在一些实施例中，扩展光学像场校正器包括凸面镜和凹面镜。扩展光学像场校正器可以基本上不具有净光强度。在一个实施例中，凸面镜和凹面镜被布置在中间图像的相对两侧。中间图像可能布置与凸面镜和凹面镜等间距。在实施例中，中间图像是可接近的中间图像。

在一些实施例中，两个校正器反射镜都是非球面的。凸面镜可以比凹面镜更加非球面。在一个实施例中，凸面镜从球体偏离多达25个波(waves)，并且凹面镜从球体背离多达15个波。在一些实施例中，每个校正器反射镜都是旋转对称的。在一些实施例中，折叠反射镜和第三反射镜位于扩展光学像场校正器组的相对两侧。在实施例中，主反射镜具有中心，并且孔从中心偏移。

根据本发明的另一实施例，一种校正光场的方法包括：通过主反射镜将源自物体的光反射至次反射镜，并且通过副反射镜将来自主反射镜的光反射到扩展光学像场校正器组，其中光通过主反射镜中的孔。该方法包括，通过扩展光学像场校正器组将来自次反射镜的光反射到第三反射镜，并且通过第三反射镜将来自扩展光学像场校正器的光反射到折叠反射镜。

在实施例中，扩展光学像场校正器组对光进行两次反射。在一些实施例中，在第一反射之后创建中间图像。