系統(tǒng)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；所述左部矩形通光孔(b3)設(shè)置在主鏡(al)中部左下側(cè)，所述左部孔徑光闌(b6)位于左視場的大F數(shù)離軸三反光學系統(tǒng)的出射光瞳處；左視場的物體光線依次經(jīng)主鏡(al)反射、次鏡(a2)反射后由左部矩形通光孔(b3)出射，出射光線再依次經(jīng)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； 右視場的大F數(shù)離軸三反光學系統(tǒng)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；所述右部矩形通光孔(c3)設(shè)置在主鏡(al)中部右下側(cè)，所述右部孔徑光闌(c6)位于右視場的大F數(shù)離軸三反光學系統(tǒng)的出射光瞳處；右視場的物體光線依次經(jīng)主鏡(al)反射、次鏡(a2)反射后由右部矩形通光孔(c3)出射，出射光線再依次經(jīng)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； 中部視場的小F數(shù)同軸三反光學系統(tǒng)、左視場的大F數(shù)離軸三反光學系統(tǒng)和右視場的大F數(shù)離軸三反光學系統(tǒng)共用主鏡(al)和次鏡(a2)，所述主鏡(al)和次鏡(a2)與整個光學系統(tǒng)的光軸共軸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大視場同離軸一體三反式空間光學系統(tǒng)，其特征在于，中部視場的小F數(shù)同軸三反光學系統(tǒng)、左視場的大F數(shù)離軸三反光學系統(tǒng)和右視場的大F數(shù)離軸三反光學系統(tǒng)均具有中間像面和實出瞳，中部視場的小F數(shù)同軸三反光學系統(tǒng)的中間像面位于主鏡(al)上的中部矩形通光孔(a3)前端，左視場的大F數(shù)離軸三反光學系統(tǒng)的中間像面位于主鏡(al)上的左部矩形通光孔(b3)前端，右視場的大F數(shù)離軸三反光學系統(tǒng)的中間像面位于主鏡(al)上的右部矩形通光孔(c3)前端；中部視場的小F數(shù)同軸三反光學系統(tǒng)的實出瞳位于中部第二折疊鏡(a6)上，左視場的大F數(shù)離軸三反光學系統(tǒng)的實出瞳即左部孔徑光闌(b6)，右視場的大F數(shù)離軸三反光學系統(tǒng)的實出瞳即右部孔徑光闌(c6)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大視場同離軸一體三反式空間光學系統(tǒng)，其特征在于，左視場的大F數(shù)離軸三反光學系統(tǒng)和右視場的大F數(shù)離軸三反光學系統(tǒng)都采用孔徑離軸且F數(shù)均小于中部視場的小F數(shù)同軸三反光學系統(tǒng)F數(shù)的一半；整個光學系統(tǒng)在X軸方向上的長度由中部視場的小F數(shù)同軸三反光學系統(tǒng)的入入射光瞳直徑?jīng)Q定，在y軸方向上的長度為整個光學系統(tǒng)焦距的0.15?0.17倍，在z軸方向上的長度為整個光學系統(tǒng)焦距的0.22?.0.25 倍。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大視場同離軸一體三反式空間光學系統(tǒng)，其特征在于，所述主鏡(al)為光焦度為正的凹面圓鏡，所述次鏡(a2)為光焦度為負的凸面倒圓角矩形鏡，所述中部第一折疊鏡(a4)、左部折疊鏡(b4)和右部折疊鏡(c4)均為平面矩形鏡，所述中部第三鏡(a5)、左部第三鏡(b5)和右部第三鏡(c5)均為光焦度為正的凹面長條鏡，所述左部第三鏡(b5)和右部第三鏡(c5)的參數(shù)相同且鏡面相對于yoz平面成鏡像關(guān)系，所述中部第二折疊鏡(a6)為平面圓鏡，所述中部焦平面(a7)、左部焦平面(b7)、右部焦平面(c7)均條狀平面。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大視場同離軸一體三反式空間光學系統(tǒng)，其特征在于，所述主鏡(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)、左部折疊鏡(b4)、左部第三鏡(b5)、右部折疊鏡(c4)、右部第三鏡(c5)均采用碳化硅或微晶玻璃制成；所述中部焦平面(a7)、左部焦平面(b7)、右部焦平面(c7)均采用線陣CCD探測器、TDIC⑶探測器或面陣(XD探測器進行成像。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大視場同離軸一體三反式空間光學系統(tǒng)，其特征在于，所述主鏡(al)的通光孔徑為:中部視場Φ 1920mm，左部視場Φ858.5mm，右部視場Φ858.5mm;所述次鏡(a2)的通光孔徑為:中部視場422.7mm X 386.0mm，左部視場100.1mm X 82.4mm，右部視場 100.1mm X 82.4mm。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大視場同離軸一體三反式空間光學系統(tǒng)，其特征在于，中部視場的入射光線角為:1° X0.13°，左部視場的入射光線角為:1.5° X0.13°，右部視場的入射光線角為:1.5° X0.13°。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大視場同離軸一體三反式空間光學系統(tǒng)，其特征在于，所述中部第一折疊鏡(a4)對光束的折轉(zhuǎn)角度為:中部第一折疊鏡(a4)鏡面與Y軸成47.9° ;所述中部第二折疊鏡(a6)對光束的折轉(zhuǎn)角度為:中部第二折疊鏡(a6)鏡面與Y軸成93.7° ;所述左部折疊鏡(b4)對光束的折轉(zhuǎn)角度為:左部折疊鏡(b4)鏡面與Y軸成-46° ;所述右部折疊鏡(c4)對光束的折轉(zhuǎn)角度為:右部折疊鏡(c4)鏡面與Y軸成-52°。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大視場同離軸一體三反式空間光學系統(tǒng)，其特征在于，所述主鏡(al)和次鏡(a2)間隔-2317.7337mm;所述次鏡(a2)和中部第一折疊鏡(a4)間隔2798.9652mm ;所述次鏡(a2)和左部折疊鏡(b4)間隔3108.3803mm ;所述次鏡(a2)和右部折疊鏡(c4)間隔3108.3803mm;所述中部第一折疊鏡(a4)和中部第三鏡(a5)間隔-1346.4869mm ;所述左部折疊鏡(b4)和左部第三鏡(b5)間隔-918.8632mm ;所述右部折疊鏡(c4)和右部第三鏡(c5)間隔-918.8632mm;所述中部第三鏡(a5)和中部第二折疊鏡(a6)間隔1279.2931mm ;所述中部第二折疊鏡(a6)和中部焦平面(a7)間隔-983.0988mm ；所述左部第三鏡(b5)和左部孔徑光闌(b6)間隔1191mm;所述左部孔徑光闌(b6)和左部焦平面(b7)間隔811.7492mm ;所述右部第三鏡(c5)和右部孔徑光闌(c6)間隔1191mm ;所述右部孔徑光闌(c6)和右部焦平面(c7)間隔811.7492mm。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大視場同離軸一體三反式空間光學系統(tǒng)，其特征在于，所述主鏡(al)的曲率半徑為5777.6523mm，二次系數(shù)為-0.9464 ;所述次鏡(a2)的曲率半徑為1523.6782mm，二次系數(shù)為-2.2199 ;所述中部第三鏡(a5)的曲率半徑為2044.2771mm，二次系數(shù)為-0.4478，非球面系數(shù)為-1.6454X10 °2°;所述左部第三鏡(b5)的曲率半徑為.1866.1145mm，二次系數(shù)為-0.4543，非球面系數(shù)為-5.8102X10 所述右部第三鏡(c5)的曲率半徑1866.1145mm，二次系數(shù)為-0.4543，非球面系數(shù)為-5.8102X10 °2°。
【專利摘要】大視場同離軸一體三反式空間光學系統(tǒng)，涉及航天航空光學領(lǐng)域。本發(fā)明采用全反射式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，將一個小F數(shù)同軸三反光學系統(tǒng)和兩個大F數(shù)離軸三反光學系統(tǒng)相結(jié)合，主要包括主鏡、次鏡、三個三鏡、四個折疊鏡、三個像面和兩個孔徑光闌；小F數(shù)同軸三反光學系統(tǒng)光路通過兩塊折疊鏡折轉(zhuǎn)，在光路傳播過程中分別位于次鏡和三鏡后方，兩個大F數(shù)離軸三反光學系統(tǒng)光路均通過折疊鏡折轉(zhuǎn)，在光路傳播過程中均位于次鏡后方，小F數(shù)同軸三反光學系統(tǒng)孔徑光闌位于主鏡上，兩個大F數(shù)離軸三反光學系統(tǒng)孔徑光闌位于各自系統(tǒng)出瞳處。本發(fā)明成像視場可達4°～6°，成本低，裝調(diào)簡單，可在保證對中部視場高分辨率觀測的同時實現(xiàn)大視場成像，傳遞函數(shù)和成像質(zhì)量高。
【IPC分類】G02B7/182, G02B17/06
【公開號】CN105259647
【申請?zhí)枴緾N201510755016
【發(fā)明人】張星祥, 陳哲, 任建岳
【申請人】中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年11月9日