同離軸一體三反式空間光學(xué)系統(tǒng)的三維結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖12為本發(fā)明的大視場(chǎng)同離軸一體三反式空間光學(xué)系統(tǒng)的三維結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖中:al、主鏡，a2、次鏡，a3、中部矩形通光孔，a4、中部第一折疊鏡，a5、中部第三鏡，a6、中部第二折疊鏡，a7、中部焦平面，b3、左部矩形通光孔，b4、左部折疊鏡，b5、左部第三鏡，b6、左部孔徑光闌，b7、左部焦平面，c3、右部矩形通光孔，c4、右部折疊鏡，c5、右部第三鏡，c6、右部孔徑光闌，c7、右部焦平面。
【具體實(shí)施方式】
[0032]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0033]如圖10、圖11和圖12所示，本發(fā)明的大視場(chǎng)同離軸一體三反式空間光學(xué)系統(tǒng)，結(jié)合了一個(gè)小F數(shù)同軸三反光學(xué)系統(tǒng)和兩個(gè)大F數(shù)離軸三反光學(xué)系統(tǒng)，小F數(shù)同軸三反光學(xué)系統(tǒng)位于整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的中部視場(chǎng)，兩個(gè)大F數(shù)離軸三反光學(xué)系統(tǒng)分別位于整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的左視場(chǎng)和右視場(chǎng)。中部視場(chǎng)通過小F數(shù)同軸三反光學(xué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高分辨率成像或近紅外成像，左視場(chǎng)和右視場(chǎng)分別通過大F數(shù)離軸三反光學(xué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)大視場(chǎng)成像，通過上述小F數(shù)同軸三反光學(xué)系統(tǒng)和兩個(gè)大F數(shù)離軸三反光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)合增加了整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)視場(chǎng)。
[0034]本發(fā)明的大視場(chǎng)同離軸一體三反式空間光學(xué)系統(tǒng)，按照光路設(shè)計(jì)的右手空間坐標(biāo)系(x，y，z)有序排列，z軸方向?yàn)楸景l(fā)明的整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向，yoz平面為本發(fā)明的整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的子午面，xoz平面為本發(fā)明的整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的弧矢面，yoz平面和xoz平面相互垂直，且都垂直于z軸(光軸)。中部視場(chǎng)外，入射光線在xoz平面內(nèi)投影斜率為正的視場(chǎng)為左視場(chǎng)，斜率為負(fù)的視場(chǎng)為右視場(chǎng)，左視場(chǎng)和右視場(chǎng)相對(duì)于yoz平面對(duì)稱。
[0035]如圖1、圖2和圖3所示，中部視場(chǎng)的小F數(shù)同軸三反光學(xué)系統(tǒng)主要由主鏡al、次鏡a2、中部矩形通光孔a3、中部孔徑光闌、中部第一折疊鏡a4、中部第三鏡a5、中部第二折疊鏡a6和中部焦平面a7組成，中部矩形通光孔a3設(shè)置在主鏡al中部上側(cè)，中部孔徑光闌位于主鏡al上。中部視場(chǎng)的小F數(shù)同軸三反光學(xué)系統(tǒng)在光的傳播方向上，依次排列主鏡al、次鏡a2、中部第一折疊鏡a4、中部第三鏡a5、中部第二折疊鏡a6和中部焦平面a7。主鏡al和次鏡a2與本發(fā)明的整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的光軸共軸，中部第三鏡a5與經(jīng)過中部第一折疊鏡a4折轉(zhuǎn)后的光線光軸同軸。小F數(shù)同軸三反光學(xué)系統(tǒng)各鏡面的中心都在yoz平面上(X坐標(biāo)均為零)。主鏡al和次鏡a2的反射面相對(duì)放置，次鏡a2和中部第一折疊鏡a4的反射面相對(duì)放置，中部第一折疊鏡a4和中部第三鏡a5的反射面相對(duì)放置，中部第一折疊鏡a4鏡面與z軸成約45°夾角，中部第三鏡a5的光軸與y軸幾乎平行，中部第三鏡a5和中部第二折疊鏡a6的反射面相對(duì)放置，中部第二折疊鏡a6和中部焦平面a7相對(duì)放置。
[0036]光路走向?yàn)?中部視場(chǎng)的物體光線依次經(jīng)過主鏡al反射、次鏡a2反射后由主鏡al上的中部矩形通光孔a3出射，出射光線再依次經(jīng)過中部第一折疊鏡a4折轉(zhuǎn)、中部第三鏡a5、中部第二折疊鏡a6折轉(zhuǎn)作用后成像在中部焦平面a7上。
[0037]如圖4、圖5和圖6所示，左視場(chǎng)的大F數(shù)離軸三反光學(xué)系統(tǒng)主要由主鏡al、次鏡a2、左部矩形通光孔b3、左部折疊鏡b4、左部第三鏡b5、左部孔徑光闌b6和左部焦平面b7組成，左部矩形通光孔b3設(shè)置在主鏡al中部左下側(cè)(X坐標(biāo)為正)。大F數(shù)離軸三反光學(xué)系統(tǒng)在光的傳播方向上，依次排列主鏡al、次鏡a2、左部折疊鏡b4、左部第三鏡b5、左部孔徑光闌b6和左部焦平面b7。主鏡al和次鏡a2與本發(fā)明的整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的光軸共軸。左部孔徑光闌b6位于左視場(chǎng)的大F數(shù)離軸三反光學(xué)系統(tǒng)的出瞳處。左部第三鏡b5與經(jīng)過左部折疊鏡b4折轉(zhuǎn)后的光線光軸存在較小的傾斜量和離軸量。左部折疊鏡b4和左部第三鏡b5位于yoz平面右側(cè)(X坐標(biāo)為正)，左部焦平面b7位于yoz平面左側(cè)(x坐標(biāo)為負(fù))。主鏡al和次鏡a2的反射面相對(duì)放置，次鏡a2和左部折疊鏡b4的反射面相對(duì)放置，左部折疊鏡b4和左部第三鏡b5的反射面相對(duì)放置，左部折疊鏡b4鏡面與z軸成約-45°夾角。左部第三鏡b5的光軸與y軸幾乎平行，左部第三鏡b5和左部焦平面b7相對(duì)放置。
[0038]光路走向?yàn)?左視場(chǎng)的物體光線依次經(jīng)過主鏡al反射、次鏡a2反射后由主鏡al上的左部矩形通光孔b3出射，出射光線再依次經(jīng)過左部折疊鏡b4折轉(zhuǎn)、左部第三鏡b5、左部孔徑光闌b6后成像在左部焦平面b7上。
[0039]如圖7、圖8和圖9所示，右視場(chǎng)的大F數(shù)離軸三反光學(xué)系統(tǒng)主要由主鏡al、次鏡a2、右部矩形通光孔c3、右部折疊鏡c4、右部第三鏡c5、右部孔徑光闌c6和右部焦平面c7組成，右部矩形通光孔c3設(shè)置在主鏡al中部右下側(cè)(X坐標(biāo)為負(fù))。右視場(chǎng)的大F數(shù)離軸三反光學(xué)系統(tǒng)在光的傳播方向上，依次排列主鏡al、次鏡a2、右部折疊鏡c4、右部第三鏡c5、右部孔徑光闌c6和右部焦平面c7。主鏡al和次鏡a2與本發(fā)明的整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的光軸共軸。右部孔徑光闌c6位于右視場(chǎng)的大F數(shù)離軸三反光學(xué)系統(tǒng)的出瞳處。右部第三鏡c5與經(jīng)過右部折疊鏡c4折轉(zhuǎn)后的光線光軸存在較小的傾斜量和離軸量。右部折疊鏡c4和右部第三鏡c5位于yoz平面左側(cè)(X坐標(biāo)為負(fù))，右部焦平面c7位于yoz平面右側(cè)(x坐標(biāo)為正)。主鏡al和次鏡a2的反射面相對(duì)放置，次鏡a2和右部折疊鏡c4的反射面相對(duì)放置，右部折疊鏡c4和右部第三鏡c5的反射面相對(duì)放置，右部折疊鏡c4鏡面與z軸成約-45°夾角，但角度與左部折疊鏡b4略有不同，以便將左部孔徑光闌b6和右部孔徑光闌c6在空間上分開。右部第三鏡c5的光軸與y軸幾乎平行，右部第三鏡c5和右部焦平面c7相對(duì)放置。
[0040]光路走向?yàn)?右視場(chǎng)的物體光線依次經(jīng)過主鏡al反射、次鏡a2反射后由主鏡al上的右部矩形通光孔c3出射，出射光線再依次經(jīng)過右部折疊鏡c4折轉(zhuǎn)、右部第三鏡c5、右部孔徑光闌c6后成像在右部焦平面c7上。
[0041]本發(fā)明采用全反射式光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其中的中部視場(chǎng)的小F數(shù)同軸三反光學(xué)系統(tǒng)和左、右視場(chǎng)的大F數(shù)離軸三反光學(xué)系統(tǒng)共用主鏡al和次鏡a2，遠(yuǎn)方不同視場(chǎng)范圍內(nèi)(中部視場(chǎng)、左視場(chǎng)、右視場(chǎng))的物體光線經(jīng)過共用的主鏡al和次鏡a2，再經(jīng)過不同三反系統(tǒng)的折疊鏡和第三鏡成像在像面處。為了避免遮攔，兩個(gè)大F數(shù)離軸三反光學(xué)系統(tǒng)采用孔徑離軸且F數(shù)小于小F數(shù)同軸三反光學(xué)系統(tǒng)的一半，兩個(gè)大F數(shù)離軸三反光學(xué)系統(tǒng)的實(shí)際通光孔徑只占主鏡al的一部分，位于主鏡al上部(y軸正向)，兩個(gè)大F數(shù)離軸三反光學(xué)系統(tǒng)的實(shí)際通光孔徑也只占次鏡a2的一部分，位于次鏡a2上部(y軸正向)。
[0042]如圖10、圖11和圖12所示，本發(fā)明中，次鏡a2和主鏡al在yoz平面內(nèi)沿光軸從左到右排列，主鏡al右方由下至上依次排列有:中部第三鏡a5、左焦平面b7、右焦平面c7、中部焦平面a7、左折疊鏡b4、右折疊鏡c4、中部第二折疊鏡a6、中部第一折疊鏡a4、左部第三鏡b5、右部第三鏡c5。
[0043]本實(shí)施方式中，主鏡al是一個(gè)光焦度為正的凹面圓鏡。次鏡a2雖然是一個(gè)光焦度為負(fù)的凸面倒圓角矩形鏡，但尺寸較小，基本上是本發(fā)明的整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)入瞳尺寸的0.21倍，方便進(jìn)行加工和檢測(cè)。中部第一折疊鏡a4、左部折疊鏡b4、右部折疊鏡c4都是平面矩形鏡。中部第三鏡a5、左部第三鏡b5和右部第三鏡c5都是光焦度為正的凹面長(zhǎng)條鏡，由于左視場(chǎng)和右視場(chǎng)之間的對(duì)稱性，左部第三鏡b5和右部第三鏡c5的參數(shù)相同且鏡面相對(duì)于yoz平面成鏡像關(guān)系(孔徑形狀和尺寸都是對(duì)于yoz平面成鏡像關(guān)系)，方便進(jìn)行加工和檢測(cè)。中部第二折疊鏡a6為平面圓鏡。中部焦平面a7、左部焦平面b7、右部焦平面c7都是條狀平面，也適于成像探測(cè)器的固定、拼接和檢測(cè)。
[0044]本實(shí)施方式中，主鏡al、次鏡a2、中部第三鏡a5、左部第三鏡b5和右部第三鏡c5、中部第一折疊鏡a4、中部第二折疊鏡a6、左