[發(fā)明專利]一種無二次遮攔面視場折軸三反望遠物鏡

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110538000.7
• 申請日: 2021-05-18
• 公開（公告）號: CN113238368B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發(fā)明（設計）人: 鄒志勇;劉海慶;王宏北
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥綜合性國家科學中心能源研究院（安徽省能源實驗室）
• 主分類號: G02B17/08
• 分類號: G02B17/08;G02B13/02
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 安麗

本發(fā)明涉及一種無二次遮攔折軸三反望遠物鏡包括：主鏡、次鏡、三鏡、偏折反射鏡和焦平面；主鏡、次鏡和三鏡的回轉(zhuǎn)對稱軸不在同一軸線上，孔徑光闌置于主鏡上。主鏡面形為橢球面，次鏡和三鏡面形均為雙曲面。偏折反射鏡位于三鏡的出射光路上，其相對于三鏡傾斜，以將像面引出光軸便于探測器安裝。主次鏡成中間實像，靠近出瞳，避免偏折反射鏡產(chǎn)生二次遮攔。本發(fā)明通過微小的偏心和傾斜，以實現(xiàn)無二次遮攔折軸三反望遠物鏡的設計。本發(fā)明保持了類似的機械結(jié)構(gòu)，但視場相對有所增大，具有結(jié)構(gòu)緊湊和體積小優(yōu)點，滿足小型化的需要，引入偏心和傾斜量很小，像質(zhì)接近衍射極限，雜散光影響小，適用于面陣相機、成像光譜儀前置系統(tǒng)等光學成像領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可用于面陣相機、成像光譜儀前置物鏡的望遠物鏡，特別涉及一種無二次遮攔折軸三反望遠物鏡，屬于成像光學技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

為了獲取地面高分辨率圖像，通常采用長焦距望遠物鏡。為了降低研制和發(fā)射成本，要求在滿足高分辨率的同時實現(xiàn)小型化，這就對望遠物鏡的設計提出了更高的要求。常見的望遠物鏡一般可分為透射式、折反式和反射式三種。透射式系統(tǒng)易于加工裝調(diào)，但對色差和溫度敏感，難以適用于寬波段。折反式系統(tǒng)在基于兩反結(jié)構(gòu)的基礎上增加透鏡校正組，校正軸外像差，但為了抑制雜光需要很長的遮光罩，難以實現(xiàn)小型化。反射式系統(tǒng)由于無色差、結(jié)構(gòu)簡單、對溫度不敏感，廣泛用于高分辨率星載相機。目前廣泛采用的有同軸三反結(jié)構(gòu)和離軸三反結(jié)構(gòu)。同軸三反結(jié)構(gòu)，通常采用偏折反射鏡為安裝探測器提供空間，同時需要避免二次遮攔。采用偏視場三反結(jié)構(gòu)可以避免二次遮攔，但只能對一維線視場成像，另一維視場很難擴大。另一種同軸三反結(jié)構(gòu)采用環(huán)形視場成像，主次鏡成一次中間實像，通過犧牲中心部分視場，使得三鏡反射的光線無二次遮攔地入射到偏折反射鏡上，損失了部分視場能量。為了擴大視場，采用離軸三反結(jié)構(gòu)，無中心遮攔，易于實現(xiàn)像方遠心，但存在加工裝調(diào)難度大、系統(tǒng)垂直方向尺寸大等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明技術(shù)解決問題：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種長焦距、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、適用于寬波段、能夠?qū)崿F(xiàn)二維面視場成像的無二次遮攔折軸三反望遠物鏡。

本發(fā)明目的的技術(shù)方案是提供一種可行的無二次遮攔折軸三反望遠物鏡，它包括主鏡、次鏡、三鏡、偏折反射鏡和焦平面。所述主鏡為橢球面，次鏡和三鏡均為雙曲面，主鏡和三鏡光焦度為正，次鏡光焦度為負；所述望遠物鏡具有中間實像面，主鏡、次鏡、三鏡的回轉(zhuǎn)對稱軸不同軸。所述光學系統(tǒng)的入瞳位于主鏡處，偏折反射鏡位于出瞳附近；來自地面目標的入射光線依次經(jīng)主鏡、次鏡反射后，在次鏡和三鏡之間成一次實像，再經(jīng)過三鏡反射，反射光線無遮攔地入射到偏折反射鏡，經(jīng)偏折反射鏡反射后，在焦平面處形成目標像。

本發(fā)明提供的望遠物鏡，保留了次鏡的一次遮攔，將主鏡的偏心和傾斜作為自由變量，相比于傳統(tǒng)的同軸三反增加自由度，有利于擴大子午方向視場，避免二次遮攔。其中主鏡偏心量為20mm～40mm，傾斜量0.5°～3°；次鏡偏心量為1mm～20mm，傾斜量0.5°～3°；三鏡偏心量為1mm～20mm，傾斜量2°～7°，上述參數(shù)均是申請人大量研究和試驗得出的。

本發(fā)明提供的望遠物鏡在中間一次實像處放置視場光闌。

本發(fā)明提供的望遠物鏡工作波段適用于較寬的波段范圍，由紫外到紅外。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于：

(1)與同軸三反望遠物鏡相比，本發(fā)明提供的望遠物鏡，具有相似的機械結(jié)構(gòu)形式，保留了次鏡的一次遮攔，子午方向視場相對有所提升，無二次遮攔。

(2)與傳統(tǒng)離軸三反望遠物鏡相比，本發(fā)明提供的望遠物鏡，主鏡無需加工大口徑的母鏡，降低加工研制成本。其次，整體結(jié)構(gòu)尺寸降低，結(jié)構(gòu)更加緊湊，從而降低了加工裝調(diào)難度。

(3)雜光抑制性能良好，無需外遮光罩，進一步降低體積。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例提供的望遠物鏡光路結(jié)構(gòu)示意圖；