本發(fā)明實施例涉及空間光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種無焦系統(tǒng)。本發(fā)明實施例還涉及一種空間光學(xué)儀器。

背景技術(shù)：

空間光學(xué)儀器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國土勘測、城市普查、軍事國防等領(lǐng)域，近年來隨著遙感勘測技術(shù)的不斷進(jìn)步，用戶對分辨率等要求不斷提高。以一般來說，光學(xué)系統(tǒng)的焦距越長，分辨率越高，光學(xué)系統(tǒng)的口徑、重量和體積也會越大，而光學(xué)系統(tǒng)的大小決定著空間光學(xué)儀器的體積重量、制造和發(fā)射。因此，光學(xué)系統(tǒng)的小型化成為當(dāng)前研究的熱點之一。

無焦系統(tǒng)在空間光學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，其最主要的目的就是壓縮光路，以實現(xiàn)后繼光學(xué)元件或系統(tǒng)的小型化，進(jìn)而減小空間光學(xué)儀器的體積和重量。

現(xiàn)有技術(shù)中的無焦系統(tǒng)如圖1所示，其中m1和m2是兩個離軸凹拋物面反射鏡，并且這兩個離軸凹拋物面反射鏡的位置是對應(yīng)的，即當(dāng)m1的位置確定時，m2的位置也就確定了，雖然在一定程度上實現(xiàn)了壓縮光路的目的，但是由于m1和m2的位置關(guān)系不靈活，從而造成現(xiàn)有的無焦系統(tǒng)具有空間利用率較低、體積較大以及使用不靈活的缺點。

因此，如何提供一種解決上述技術(shù)問題的無焦系統(tǒng)及空間光學(xué)儀器成為本領(lǐng)域的技術(shù)人員需要解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例的目的是提供一種無焦系統(tǒng)，在使用過程中可以通過調(diào)節(jié)折轉(zhuǎn)反射鏡的角度來調(diào)節(jié)第二離軸反射鏡相對于第一離軸反射鏡的位置，使其空間位置折疊化，以進(jìn)一步減小系統(tǒng)的體積，提高空間利用率和使用的靈活度；本發(fā)明實施例的另一目的是提供一種包括上述無焦系統(tǒng)的空間光學(xué)儀器，在使用的過程中具有使用靈活，空間利用率高和體積較小的優(yōu)點。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例提供了一種無焦系統(tǒng)，應(yīng)用于空間光學(xué)儀器，包括第一離軸反射鏡和第二離軸反射鏡；所述第一離軸反射鏡的焦點與所述第二離軸反射鏡的焦點重合，所述第一離軸反射鏡的焦距大于所述第二離軸反射鏡的焦距；還包括折轉(zhuǎn)反射鏡，其中：

所述第一離軸反射鏡，用于將入射平行光反射、匯聚后射入至所述折轉(zhuǎn)反射鏡上；

所述折轉(zhuǎn)反射鏡，用于將光束反射至所述第二離軸反射鏡上；所述折轉(zhuǎn)反射鏡所在位置與所述第一離軸反射鏡的焦點相差預(yù)設(shè)距離，所述預(yù)設(shè)距離大于零；

所述第二離軸反射鏡，用于將光束進(jìn)行反射并準(zhǔn)直，得到反射平行光。

可選的，所述第一離軸反射鏡為第一離軸凹拋物面反射鏡，和/或所述第二離軸反射鏡為第二離軸凹拋物面反射鏡。

可選的，所述折轉(zhuǎn)反射鏡為平面反射鏡。

可選的，所述折轉(zhuǎn)反射鏡球面反射鏡或非球面反射鏡。

可選的，如上述所述的無焦系統(tǒng)，所述第一離軸凹拋物面反射鏡的焦距為所述第二離軸凹拋物面反射鏡的焦距的2倍。

可選的，所述折轉(zhuǎn)反射鏡位于所述焦點的第一離軸反射鏡側(cè)。

可選的，所述折轉(zhuǎn)反射鏡位于所述焦點的第二離軸反射鏡側(cè)。

可選的，所述第一離軸凹拋物面反射鏡和/或所述第二離軸凹拋物面反射鏡的材質(zhì)為sic。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例提供了一種空間光學(xué)儀器，包括上述所述的無焦系統(tǒng)。

本發(fā)明實施例提供了一種無焦系統(tǒng)，包括第一離軸反射鏡和第二離軸反射鏡；第一離軸反射鏡的焦點與第二離軸反射鏡的焦點重合，第一離軸反射鏡的焦距大于第二離軸反射鏡的焦距；還包括折轉(zhuǎn)反射鏡，其中：第一離軸反射鏡，用于將入射平行光進(jìn)行反射、匯聚后射入至折轉(zhuǎn)反射鏡上；折轉(zhuǎn)反射鏡，用于將光束反射至第二離軸反射鏡上；折轉(zhuǎn)反射鏡所在位置與第一離軸反射鏡的焦點相差預(yù)設(shè)距離，預(yù)設(shè)距離大于零；第二離軸反射鏡，用于將光束進(jìn)行反射并準(zhǔn)直，得到反射平行光。

可見，本發(fā)明實施例通過第一離軸反射鏡將入射平行光進(jìn)行反射后使光束匯聚至第一離軸反射鏡和第二離軸反射鏡的共同焦點處，并且使反射后的光束射入至折轉(zhuǎn)反射鏡上，折轉(zhuǎn)反射鏡將光束進(jìn)行反射后射入至第二離軸反射鏡，再由第二離軸反射鏡將光束進(jìn)行準(zhǔn)直后反射出去，從而得到反射平行光。由折轉(zhuǎn)反射鏡反射后的光束與入射至折轉(zhuǎn)反射鏡的光束的方向可以由折轉(zhuǎn)反射鏡的角度進(jìn)行確定，由于第一離軸反射鏡的焦距大于第二離軸反射鏡的焦距，所以反射平行光的光束寬度小于入射平行光的光束寬度，又由于折轉(zhuǎn)反射鏡所在位置與第一離軸反射鏡的焦點相差預(yù)設(shè)距離，且預(yù)設(shè)距離大于零，所以本發(fā)明實施例可以在無遮攔的情況下達(dá)到壓縮光束口徑的目的。因此，本發(fā)明在使用的過程中實現(xiàn)了在無遮攔的情況下壓縮光束口徑，同時可以通過調(diào)節(jié)折轉(zhuǎn)反射鏡的角度來調(diào)節(jié)第二離軸反射鏡相對于第一離軸反射鏡的位置，使其空間位置折疊化，以進(jìn)一步減小系統(tǒng)的體積，提高空間利用率和使用的靈活度。

本發(fā)明實施例還提供了一種空間光學(xué)儀器，在使用的過程中具有使用靈活，空間利用率高和體積較小的優(yōu)點。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對現(xiàn)有技術(shù)和實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的無焦系統(tǒng)；

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種無焦系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明實施例提供了一種無焦系統(tǒng)，在使用過程中可以通過調(diào)節(jié)折轉(zhuǎn)反射鏡的角度來調(diào)節(jié)第二離軸反射鏡相對于第一離軸反射鏡的位置，使其空間位置折疊化，以進(jìn)一步減小系統(tǒng)的體積，提高空間利用率和使用的靈活度；本發(fā)明實施例還提供了一種包括上述無焦系統(tǒng)的空間光學(xué)儀器，在使用的過程中具有使用靈活，空間利用率高和體積較小的優(yōu)點。

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請參照圖2，圖2為本發(fā)明實施例提供的一種無焦系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

該無焦系統(tǒng)應(yīng)用于空間光學(xué)儀器，包括第一離軸反射鏡1和第二離軸反射鏡2；第一離軸反射鏡1的焦點與第二離軸反射鏡2的焦點重合，第一離軸反射鏡1的焦距大于第二離軸反射鏡2的焦距；還包括折轉(zhuǎn)反射鏡3，其中：

第一離軸反射鏡1，用于將入平行射光進(jìn)行反射、匯聚后射入至折轉(zhuǎn)反射鏡3上；

折轉(zhuǎn)反射鏡3，用于將光束反射至所第二離軸反射鏡上；折轉(zhuǎn)反射鏡3所在位置與第一離軸反射鏡1的焦點相差預(yù)設(shè)距離，預(yù)設(shè)距離大于零；

第二離軸反射鏡2，用于將光束進(jìn)行反射并準(zhǔn)直，得到反射平行光。

需要說明的是，入射平行光入射至第一離軸反射鏡1上，第一離軸反射鏡1將該入射平行光反射出去，經(jīng)第一離軸反射鏡1反射后的光束焦于第一離軸反射鏡1和第二離軸反射鏡2的焦點上(因第一離軸反射鏡1和第二離軸反射鏡2的焦點重合)，經(jīng)第一離軸反射鏡1反射后的光束射入至折轉(zhuǎn)反射鏡3上，再經(jīng)折轉(zhuǎn)反射鏡3反射后射入至第二離軸反射鏡2上，第二離軸反射鏡2再將光束準(zhǔn)直并反射出去，最后經(jīng)第二離軸反射鏡2反射后得到的光束為反射平行光，其中，折轉(zhuǎn)反射鏡3放置的角度決定了光束在折轉(zhuǎn)反射鏡3上的反射角的大小，即決定了光束經(jīng)折轉(zhuǎn)反射鏡3反射后的傳播。又因為，入射平行光的光束口徑與反射平行光的光束口徑的比值等于第一離軸反射鏡1的焦距與第二離軸反射鏡2的焦距的比值，所以本發(fā)明實施例中的第一離軸反射鏡1的焦距大于第二離軸反射鏡2的焦距，以使入射平行光的光束口徑要比反射平行光的光束口徑大，從而使入射平行光經(jīng)本發(fā)明實施例所提供的無焦系統(tǒng)后其光束口徑變小，進(jìn)一步可以實現(xiàn)后繼光學(xué)元件或系統(tǒng)的小型化。

可見，折轉(zhuǎn)反射鏡3的放置角度決定了經(jīng)折轉(zhuǎn)反射鏡3反射后的光路的方向，進(jìn)而決定了第二離軸反射鏡2與第一離軸反射鏡1的空間位置。在實際應(yīng)用中，可以根據(jù)實際需要通過調(diào)整折轉(zhuǎn)反射鏡3的放置角度使第二離軸反射鏡2相對于第一離軸反射鏡1在空間的位置也相應(yīng)的發(fā)生變化，在實際應(yīng)用中提高了無焦系統(tǒng)使用的靈活性。另外，通過折轉(zhuǎn)反射鏡3實現(xiàn)光路在空間傳播方向的變化，可以進(jìn)一步實現(xiàn)第一離軸反射鏡1和第二離軸反射鏡2的空間位置的折疊化，使其與現(xiàn)有技術(shù)中可以產(chǎn)生同樣光束口徑壓縮比的無焦系統(tǒng)相比，可以使系統(tǒng)的體積更小型化。

本發(fā)明實施例提供了一種無焦系統(tǒng)，包括第一離軸反射鏡和第二離軸反射鏡；第一離軸反射鏡的焦點與第二離軸反射鏡的焦點重合，第一離軸反射鏡的焦距大于第二離軸反射鏡的焦距；還包括折轉(zhuǎn)反射鏡，其中：第一離軸反射鏡，用于將入射平行光進(jìn)行反射、匯聚后射入至折轉(zhuǎn)反射鏡上；折轉(zhuǎn)反射鏡，用于將光束反射至第二離軸反射鏡上；折轉(zhuǎn)反射鏡所在位置與第一離軸反射鏡的焦點相差預(yù)設(shè)距離；第二離軸反射鏡，用于將光束進(jìn)行反射并準(zhǔn)直，得到反射平行光。

可見，本發(fā)明實施例通過第一離軸反射鏡將入射平行光進(jìn)行反射后使光束匯聚至第一離軸反射鏡和第二離軸反射鏡的共同焦點處，并且使反射后的光束射入至折轉(zhuǎn)反射鏡上，折轉(zhuǎn)反射鏡將光束進(jìn)行反射后射入至第二離軸反射鏡，再由第二離軸反射鏡將光束進(jìn)行準(zhǔn)直后反射出去，從而得到反射平行光。由折轉(zhuǎn)反射鏡反射后的光束與入射至折轉(zhuǎn)反射鏡的光束的方向可以由折轉(zhuǎn)反射鏡的角度進(jìn)行確定，由于第一離軸反射鏡的焦距大于第二離軸反射鏡的焦距，所以反射平行光的光束寬度小于入射平行光的光束寬度，又由于折轉(zhuǎn)反射鏡所在位置與第一離軸反射鏡的焦點相差預(yù)設(shè)距離，且預(yù)設(shè)距離大于零，所以本發(fā)明實施例可以在無遮攔的情況下達(dá)到壓縮光束口徑的目的。因此，本發(fā)明在使用的過程中實現(xiàn)了在無遮攔的情況下壓縮光束口徑，同時可以通過調(diào)節(jié)折轉(zhuǎn)反射鏡的角度來調(diào)節(jié)第二離軸反射鏡相對于第一離軸反射鏡的位置，使其空間位置折疊化，以進(jìn)一步減小系統(tǒng)的體積，提高空間利用率和使用的靈活度。

本發(fā)明實施例提供了一種無焦系統(tǒng)，相對于上一實施例，本實施例對技術(shù)方案作了進(jìn)一步的說明和優(yōu)化。在上述實施例的基礎(chǔ)上：

在上一實施例中，第一離軸反射鏡1為第一離軸凹拋物面反射鏡，和/或第二離軸反射鏡2為第二離軸凹拋物面反射鏡。

需要說明的是，在實際應(yīng)用中第一離軸反射鏡1和/或第二離軸反射鏡2中的均可以采用離軸凹拋物面反射鏡，當(dāng)然也不僅限于采用離軸凹拋物面反射鏡，還可以采用其他的離軸光學(xué)反射鏡實現(xiàn)本發(fā)明實施例的目的，例如采用多個光學(xué)器件組成的離軸反射鏡組，本發(fā)明實施例對此不做特殊的限定，能實現(xiàn)本發(fā)明實施例的目的即可。

進(jìn)一步，折轉(zhuǎn)反射鏡3為平面反射鏡。

具體的，折轉(zhuǎn)反射鏡3可以采用平面反射鏡，當(dāng)然，不僅限于采用平面反射鏡，也可以采用其他的反射鏡，本發(fā)明實施例對此不做特殊的限定，能實現(xiàn)本發(fā)明實施例的目的即可。

另外，折轉(zhuǎn)反射鏡3為球面反射鏡或非球面反射鏡。

需要說明的是，由于入射平行光可能不是理想狀態(tài)的平行光，故存在一定的發(fā)散角，從而可能導(dǎo)致存在一定的相差，因此本發(fā)明實施例中優(yōu)選的可以選擇球面反射鏡或非球面反射鏡作為折轉(zhuǎn)反射鏡，從而可以在一定程度上達(dá)到校正相差的目的。

更具體的，如上述的無焦系統(tǒng)，第一離軸凹拋物面反射鏡的焦距為第二離軸凹拋物面反射鏡的焦距的2倍。

當(dāng)然，本發(fā)明實施例中第一離軸凹拋物面反射鏡的焦距不僅限于為第二離軸凹拋物面反射鏡的焦距的2倍，第一離軸凹拋物面反射鏡的焦距和第二離軸凹拋物面反射鏡的焦距的比值具體可以根據(jù)實際情況進(jìn)行確定，本發(fā)明實施例對此不做特殊的限定，能實現(xiàn)本發(fā)明實施例的目的即可。

可選的，折轉(zhuǎn)反射鏡3位于焦點的第一離軸反射鏡1側(cè)。

可選的，折轉(zhuǎn)反射鏡3位于焦點的第二離軸反射鏡2側(cè)。

另外，折轉(zhuǎn)反射鏡3的具體位置應(yīng)與第一離軸反射鏡1(第一離軸凹拋物面反射鏡)和第二離軸反射鏡2(第二離軸凹拋物面反射鏡)的焦點相距預(yù)設(shè)距離，也就是在預(yù)設(shè)距離內(nèi)不會發(fā)生中心遮擋即可。具體的折轉(zhuǎn)反射鏡3可以位于逆光路方向遠(yuǎn)離焦點的一側(cè)，也就是靠近第一離軸反射鏡1側(cè)的位置，且滿足與焦點相距預(yù)設(shè)距離，此時可以在經(jīng)折轉(zhuǎn)反射鏡3反射后的光束匯聚之前將該光束反射出去；當(dāng)然，折轉(zhuǎn)反射鏡還可以位于沿光路方向遠(yuǎn)離焦點的一側(cè)，也就是靠近第二離軸反射鏡2側(cè)的位置，當(dāng)然仍需要滿足與焦點相距預(yù)設(shè)距離，此時是將經(jīng)折轉(zhuǎn)反射鏡3反射后的光束匯聚于焦點之后又發(fā)散出去的光束進(jìn)行反射。

需要說明的是，折轉(zhuǎn)反射鏡3不能離焦點的距離太大，也就是預(yù)設(shè)距離不能太大，否則會造成遮擋現(xiàn)象的出現(xiàn)，從而導(dǎo)致能量利用率下將，因此，折轉(zhuǎn)反射鏡3與焦點之間的距離，可以根據(jù)實際情況而定，預(yù)設(shè)距離的具體數(shù)值也可以根據(jù)實際情況而定，本發(fā)明實施例對此不做特殊的限定，能實現(xiàn)本發(fā)明實施例的目的即可。

可選的，第一離軸凹拋物面反射鏡和/或第二離軸凹拋物面反射鏡的材質(zhì)為sic。

可以理解的是，為了使本發(fā)明實施例中所提供的無焦系統(tǒng)的重量較輕，所以本發(fā)明實施例中的第一離軸凹拋物面反射鏡和第二離軸凹拋物面反射鏡一般采用密度小，剛度好的材料制作而成，具體的第一離軸凹拋物面反射鏡和/或第二離軸凹拋物面反射鏡的材質(zhì)可以選擇采用sic制作而成。當(dāng)然，第一離軸凹拋物面反射鏡和/或第二離軸凹拋物面反射鏡的材質(zhì)不僅限于為sic，也可以是其他的材質(zhì)，例如微晶、鈹鋁合金等。

另外，在實際應(yīng)用中具體采用哪種材質(zhì)制作而成的第一離軸凹拋物面反射鏡和第二離軸凹拋物面反射鏡，本發(fā)明實施例對此不做特殊的限定，能實現(xiàn)本發(fā)明實施例的目的即可。

在上述實施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明實施例提供了一種空間光學(xué)儀器，包括上述的無焦系統(tǒng)。

需要說明的是，由于本發(fā)明實施例中的無焦系統(tǒng)在使用的過程中可以通過調(diào)節(jié)折轉(zhuǎn)反射鏡的角度來調(diào)節(jié)第二離軸反射鏡相對于第一離軸反射鏡的位置，使其空間位置折疊化，以進(jìn)一步減小系統(tǒng)的體積，提高空間利用率和使用的靈活度，所以本發(fā)明實施例中的空間光學(xué)儀器在使用的過程中也具有使用靈活，空間利用率高、體積和重量較小的優(yōu)點。

另外，對于本發(fā)明實施例中所涉及的無焦系統(tǒng)的具體介紹，請參照上述實施例，本申請在此不再贅述。

還需要說明的是，在本說明書中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其他實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。