[发明专利]一种离轴三反无焦光学系统

说明书

本发明公开了一种离轴三反无焦光学系统，本发明沿光线入射方向依次设置第一凹面反射主镜1、第一凸面反射次镜2、第二凹面反射三镜3、第一平面反射镜4和第二平面反射镜5；所述的第一凹面反射主镜1、所述第一凸面反射次镜2、所述第二凹面反射三镜3由上到下依次设置，且所述的第一凹面反射主镜1、所述第一凸面反射次镜2、所述第二凹面反射三镜3形成三角结构布局，所述第二平面反射镜5设置在该三角结构布局内，通过设置使得所述第一平面反射镜4将所述第二凹面反射三镜3反射出的光束，经所述第二平面反射镜5反射后，出射光线与所述第一凹面反射主镜1的入射光线相平行；通过多次折转后入射光线和出射光线的方向平行，所以本发明的离轴三反系统结构紧凑、体积小，更加适合搜索、跟踪光电系统的应用。

技术领域

本发明涉及红外探测技术领域，特别是涉及一种离轴三反无焦光学系统。

背景技术

近年来，随着科技的不断发展，对于机载和舰载的搜索跟踪系统，空间遥感系统的要求也越来越高。长焦距、大口径、多波段、共孔径光学系统在上述领域的应用越来越广泛。传统透射式光学系统受材料和镀膜技术所限，多波段、共孔径透射式光学系统的设计难度大、系统复杂且尺寸较大。同轴反射式光学系统虽然能够解决多波段、共孔径的设计难点，但存在系统不够紧凑。离轴三反光学系统结构简单，所有光学元件均为反射元件，不仅能够满足多波段、共孔径的要求，并且体积紧凑，是目前同时实现长焦距、大口径、多波段、共孔径更为合理的方案。

但是，在诸如机载光电等领域，对系统的空间尺寸要求更加严格，因此要求在共孔径的基础上，离轴三反系统在保证性能的前提下体积再进一步压缩。

发明内容

本发明提供了一种离轴三反无焦光学系统，以解决现有技术中离轴三反系统体积大的问题。

本发明提供了一种离轴三反无焦光学系统，包括：沿光线入射方向依次设置第一凹面反射主镜1、第一凸面反射次镜2、第二凹面反射三镜3、第一平面反射镜4和第二平面反射镜5；

所述的第一凹面反射主镜1、所述第一凸面反射次镜2、所述第二凹面反射三镜3由上到下依次设置，且所述的第一凹面反射主镜1、所述第一凸面反射次镜2、所述第二凹面反射三镜3形成三角结构布局，所述第二平面反射镜5设置在该三角结构布局内，通过设置使得所述第一平面反射镜4将所述第二凹面反射三镜3反射出的光束，经所述第二平面反射镜5反射后，出射光线与所述第一凹面反射主镜1的入射光线相平行；

其中，所述的第一凹面反射主镜1、所述第一凸面反射次镜2、所述第二凹面反射三镜3的面型均为二次曲面或带有非球面系数的二次曲面。

优选地，所述离轴三反无焦光学系统的系统倍率Γ满足0.2≤Γ≤1。

优选地，有效口径D₀满足20mm≤D₀≤200mm。

优选地，所述的第一凹面反射主镜1和所述第二凹面反射三镜3，采用抛物面或者带有非球面系数的抛物面；

所述第一凸面反射次镜2采用双曲面或带有非球面系数的双曲面。

优选地，所述离轴三反无焦光学系统的中间像面设置在所述第一凸面反射次镜2和所述第二凹面反射三镜3之间。

优选地，所述系统的入瞳设置在第一凹面反射主镜1的位置或其左侧。

优选地，所述系统的出瞳设置在第二平面反射镜5的位置或其右侧。

本发明有益效果如下：

本发明的离轴三反系统，通过多次折转后入射光线和出射光线的方向平行，所以本发明的离轴三反系统结构紧凑、体积小，更加适合搜索、跟踪光电系统的应用。