專利名稱：相機光學系統(tǒng)及用于該系統(tǒng)的復合棱鏡的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種光學系統(tǒng)，尤其涉及一種相機光學系統(tǒng)，另外，本實用新型還涉及 該相機光學系統(tǒng)的復合棱鏡。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有相機光學系統(tǒng)所采用的棱鏡分光方式通常如圖1、圖2所示。圖1中，分光面5'位 于棱鏡截面40'中。光束從左至右傳播，'從空氣介質(zhì)進入棱鏡，在分光面5'處以反射和透 射方式分束。反射光束向下傳出；透射光束直接傳出。圖2為五角棱鏡分三束光的情形，分 別為右路、上路及下路；右路光束僅經(jīng)五角棱鏡的右側(cè)面401折射后傳出，上路光束經(jīng)右側(cè) 面401反射后傳出，下路光束經(jīng)過兩次反射(右側(cè)面401、上側(cè)面402)再經(jīng)下側(cè)面403折射 出。
上述兩種分光方式的主要缺點在于利用反射面的次數(shù)少，光路壓縮效果不明顯。圖1 中的水平光路沒有發(fā)生反射，探測器必須放在右端；圖2中的右路光束未經(jīng)反射，上路光束 也僅僅反射了一次，而且三束光線光程差別明顯，不利于像差控制和光路設計，光路壓縮效 果不明顯。
實用新型內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種可以有效壓縮光路效果的相機光學系統(tǒng)。 另外，本實用新型還提供了一種用于上述相機光學系統(tǒng)的復合棱鏡。 為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案
一種相機光學系統(tǒng)，包括主反射鏡、次反射鏡、像差校正透鏡組、復合棱鏡、分束面、 第一探測器、第二探測器，所述分束面設置于所述復合棱鏡內(nèi)；所述分束面把復合棱鏡分為 棱鏡的第一部分及第二部分，光束經(jīng)所述第一部分的一面反射、再經(jīng)所述分束面折射后，經(jīng) 所述第二部分的一面反射后射出。
作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述第一部分垂直于所述分束面的截面呈五邊形，所 述第二部分垂直于所述分束面的截面呈三角形。
作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述第一部分為五角棱鏡，所述第二部分為三角等腰 棱鏡。 作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述三角等腰棱鏡為頂角為45。的三角等腰棱鏡。 作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述光束經(jīng)所述第一部分的一面反射后，經(jīng)所述分束
面分為兩束；其中一束經(jīng)所述分束面反射后射出，另外一束經(jīng)所述分束面折射后，經(jīng)第二部
分的一面反射后射出。
作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述第一探測器為波段為0.65 0.9//附的探測器，第
二探測器為波段0.4 0.65/^的揮測器。
作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述主反射鏡、次反射鏡、像差校正透鏡組、復合棱 鏡的材料為石英光學玻璃。
作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述相機光學系統(tǒng)的工作波長為0.27-2.8微米。
一種復合棱鏡，用于相機光學系統(tǒng)中，該相機光學系統(tǒng)包括一分束面，所述分束面設置 于所述復合棱鏡內(nèi)；所述分束面把復合棱鏡分為棱鏡的第一部分及第二部分，光束經(jīng)所述第 一部分的一面反射、再經(jīng)所述分束面折射后，經(jīng)所述第二部分的一面反射。
作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述第一部分垂直于所述分束面的截面呈三角形，所
述第二部分垂直于所述分束面的截面呈五邊形。
作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述第一部分為頂角為45°的三角等腰棱鏡，所述第
二部分為五角棱鏡。
作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述光束經(jīng)所述第一部分的一面反射后，經(jīng)所述分束 面反射。
本實用新型的有益效果在于本實用新型通過兩次反射壓縮光路，與通常的分光方式相 比，有效瑙加反射次數(shù)；兩個光路的光程相等，可以互換；探測器可以放在入射光束的兩側(cè)， 有利于壓縮系統(tǒng)筒長，充分利用主鏡體后的空間。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)復合棱鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為現(xiàn)有技術(shù)復合棱鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本實用新型相機光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本實用新型復合棱鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖詳細說明本實用新型的優(yōu)選實施例。
請參閱圖3、圖4，本實用新型揭示了一種相機光學系統(tǒng)，包括主反射鏡2、次反射鏡l、 像差校正透鏡組3、復合棱鏡4、分束面5、第一探測器6、第二探測器7，所述分束面5設置 于所述復合棱鏡4內(nèi)；所述分束面5把復合棱鏡4分為棱鏡的第一部分41及第二部分42。
如圖4所示，所述光束經(jīng)所述第一部分41的一面反射后，經(jīng)所述分束面5分為兩束；其 中一束經(jīng)所述分束面反射后向下射出，另外一束經(jīng)所述分束面折射后，經(jīng)所述第二部分42的 一面反射后射出。上述兩束光均經(jīng)過兩次反射而且光程相等。
本實施例中，所述第一部分為五角棱鏡，所述第二部分為頂角為45°的三角等腰棱鏡。
所述第一探測器6為波段為0.65 0.9//w的探測器，第二探測器7為波段0.4 0.65//附的探測
器。第一探測器6、第二探測器7均為CCD像面。
另外，所述主反射鏡、次反射鏡、像差校正透鏡組、復合棱鏡的材料為石英光學玻璃。 由此，所述相機光學系統(tǒng)的工作波長可以為0.27-2.8微米。
本實用新型通過兩次反射壓縮光路，與通常的分光方式相比，有效增加反射次數(shù)；兩個 光路的光程相等，可以互換；探測器可以放在入射光束的兩側(cè)，有利于壓縮系統(tǒng)筒長，充分 利用主鏡體后的空間。具體效果如下 (一)光學系統(tǒng)的成像質(zhì)量
A. 對于O. 4 0. 65//w波段
球差和像散的像差曲線都在1倍焦深(^"'2 )之內(nèi)，彌散圓3Mm左右，能量集中度在27Mm 的圓內(nèi)集中90.6 %的能量，在301p/咖空間頻率時，MTF (調(diào)制傳遞函數(shù))值為0.72。
B. 對于0.65 0.9/yw波段
球差和像散的像差曲線都在1倍焦深(^"'2 )之內(nèi)，彌散圓小于4陶，能量集中度在27剛 的圓內(nèi)集中84%的能量，在301p/畫空間頻率時，MTF值為0.61。 兩個波段的光學設計結(jié)果都接近于衍射極限。
(三) 調(diào)焦
像差校正透鏡具有負的光焦度，可實現(xiàn)對兩個波段的CCD相機同時調(diào)焦。通過計算分析， 對于O. 4 0. 65um與0. 65 0. 9um兩個波段，負組透鏡移動量AL為土O. 6, (1.2mm)時， 焦面移動量AL'為土O. 5mm (l.Omm)，不存在對成像質(zhì)量的顯著影響。
(四) 抗輻射
主反射鏡采用U-2光學玻璃(用于反射鏡的石英光學玻璃)，次反射鏡、像差校正透鏡 組、復合棱鏡都釆用石英光學玻璃，這樣可以達到抗輻射的目的，并且具有低的熱膨脹形變。 (五)消雜光
在主和次反射鏡之間采用外和內(nèi)消雜光筒，其它部分采用消雜光光欄，復合棱鏡使光線 偏折，這些措施都可以達到消雜光的目的。
以上實施例僅用以說明而非限制本實用新型的技術(shù)方案。不脫離本實用新型精神和范圍 的任何修改或局部替換，均應涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當中。
權(quán)利要求1、一種相機光學系統(tǒng)，包括主反射鏡、次反射鏡、像差校正透鏡組、復合棱鏡、分束面、第一探測器、第二探測器，所述分束面設置于所述復合棱鏡內(nèi)；其特征在于所述分束面把復合棱鏡分為棱鏡的第一部分及第二部分，光束經(jīng)所述第一部分的一面反射、再經(jīng)所述分束面折射后，經(jīng)所述第二部分的一面反射后射出。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的相機光學系統(tǒng)，其特征在于所述第一部分垂直于所述分束面 的截面呈五邊形，所述第二部分垂直于所述分束面的截面呈三角形。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的相機光學系統(tǒng)，其特征在于所述第一部分為五角棱鏡，所述 第二部分為三角等腰棱鏡。
4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的相機光學系統(tǒng)，其特征在于所述三角等腰棱鏡為頂角為45。的三角等腰棱鏡。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的相機光學系統(tǒng)，其特征在于所述光束經(jīng)所述第 一部分的一面反射后，經(jīng)所述分束面分為兩束；其中一束經(jīng)所述分束面反射后射出，另外一 束經(jīng)所述分束面折射后，經(jīng)第二部分的一面反射后射出。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的相機光學系統(tǒng)，其特征在于所述第一探測器為波段為0.65 0.9//w的探測器，第二探測器為波段0.4 0.65//w的探測器。
7、 根據(jù)權(quán)利姜求1或2或3或4所述的相機光學系統(tǒng)，其特征在于所述主反射鏡、次 反射鏡、像差校正透鏡組、復合棱鏡的材料為石英光學玻璃。 (
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的相機光學系統(tǒng)，其特征在于所述相機光學系統(tǒng)的工作波長為 0.27-2.8微米。
9、 一種復合棱鏡，用于相機光學系統(tǒng)中，該相機光學系統(tǒng)包括一分束面，所述分束面設 置于所述復合棱鏡內(nèi)；其特征在于所述分束面把復合棱鏡分為棱鏡的第一部分及第二部分， 光束經(jīng)所述第一部分的一面反射、再經(jīng)所述分束面折射后，經(jīng)所述第二部分的一面反射。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的復合棱鏡，其特征在于所述第一部分為五角棱鏡，所述第 二部分為頂角為45°的三角等腰棱鏡。
專利摘要本實用新型揭示了一種相機光學系統(tǒng)，包括主反射鏡、次反射鏡、像差校正透鏡組、復合棱鏡、分束面、第一探測器、第二探測器，所述分束面設置于所述復合棱鏡內(nèi)；所述分束面把復合棱鏡分為棱鏡的第一部分及第二部分，光束經(jīng)第一部分的一面反射后，經(jīng)分束面分為兩束；其中一束經(jīng)分束面反射后射出，另外一束經(jīng)分束面折射后，經(jīng)第二部分的一面反射后射出。本實用新型通過兩次反射壓縮光路，與通常的分光方式相比，有效增加反射次數(shù)；兩個光路的光程相等，可以互換；探測器可以放在入射光束的兩側(cè)，有利于壓縮系統(tǒng)筒長，充分利用主鏡體后的空間。
文檔編號G02B5/04GK201188147SQ20082005714
公開日2009年1月28日 申請日期2008年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月10日
發(fā)明者原育凱, 胡海鷹, 郝沛明 申請人:上海微小衛(wèi)星工程中心