专利名称：用于便携式非制冷红外望远镜的离轴三反式物镜的制作方法
技术领域：
本发明属于光学 技术，具体涉及用于便携式非制冷红外望远镜的物镜。
背景技术：
现有的制冷红外望远镜需有一个制冷系统，使望远镜的体积和重量都比较大，不便携带。现有的非制冷红外望远镜，采用传统的望远镜透射式设计方法，此种望远镜不仅仍有较大的体积和重量，而且有色差，二级光谱大，不利于提高像质。现有的卡塞格林系统，格里高里系统，R-C系统在视场上都有中心遮拦，杂散光大，在很大程度上限制了系统设计。目前，红外望远观察所普遍采用的以上几种结构形式都存在体积和重量上不便携带的同样缺点ο此前，本领域在探索解决所涉及的光学仪器存在的重量、体积和使用的矛盾中，提出了三反射镜光学结构(如美国专利US 4，265，510)。采用三反射镜系统，光学设计自由变量可增加至七个，大大增加了系统消像差的可能性，已经使用在大视场、大相对孔径航天望远镜系统之中。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于便携式非制冷红外望远镜的离轴三反式物镜，用于便携式非制冷红外望远镜的光学系统之中，以获得体积小、重量轻、便于携带的红外望远镜。克服现有上述各类红外望远镜存在的体积大、重量大，有色差、视场小、杂散光大的缺点ο本发明的非制冷红外望远镜的离轴三反式物镜包括安装在镜筒内的保护窗口、光栏、像平面上的像敏感元件，特点是在镜筒内设由第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜组成的离轴三反射结构，其中第一反射镜和第三反射镜为凹面非球面反射镜，第二反射镜为凸面非球面反射镜，三个反射镜的球心在一条直线上，形成系统光轴；第一反射镜的中点偏离系统光轴、第三反射镜的中点偏离系统光轴，像平面中心偏离系统光轴，孔径光栏设在第二反射镜上或安放在第一和第二反射镜之间或安放在第二和第三反射镜之间。经研究、设计，本发明中光学元件及元件之间的技术参数范围是第一反射镜的半径为-130 一500mm ；第二反射镜的半径为-30 _130mm ；第三反射镜的半径为-40 -160mm。三个反射镜的球心位于一条直线上，形成系统光轴。第一和第二反射镜轴向间距离Ll为35 120mm，第二反射镜和第三反射镜轴向间距离L2为30 100mm，第三反射镜与像平面轴向间距离L3为30 120mm。第一反射镜的中点偏离系统光轴距离Dl 为20 90mm、第三反射镜的中点偏离系统光轴距离D2为4 80mm，形成的像平面中心偏离系统光轴距离D3为15 70mm，形成的光学系统焦距为50mm 150mm，视场角为3° 25°，相对孔径为1 0. 8 1 2. 5 ；像敏感元件为CXD或C0MS，本发明的积极效果是由保护窗口、第一反射镜、第二反射镜、光栏、第三反射镜像平面组成的离轴三反射式物镜所构成的非制冷红外望远镜，体积、重量远小于传统结构的同类望远镜，方便携带，并且无中心遮拦，成像质量高。
附图为本发明的结构示意图。
具体实施例方式
实施例1参阅附图，设第一反射镜2的半径为-130mm，第二反射镜3的半径为_30mm，第三反射镜5的半径为-40mm。在镜筒上依次安装保护窗口 1和第一、第二、第三反射镜。元件的位置关系是三个反射镜的球心位于一条直线上，形成系统光轴。第一和第二反射镜轴向间距离Ll为35mm，第二反射镜和第三反射镜轴向间距离L2为30mm，第三反射镜5与像平面轴向间距离L3为30mm。第一反射镜2的中点偏离系统光轴距离Dl为20mm、第三反射镜 5的中点偏离系统光轴距离D2为4mm，形成的像平面中心偏离系统光轴距离D3为15mm，形成的光学系统焦距为50mm，视场角为3°，相对孔径为1 0.8。在第二反射镜3上装孔径光栏4，像平面上安置的像敏感元件6为(XD。实施例2设第一反射镜2的半径为-500mm ；第二反射镜3的半径为_130mm ；第三反射镜5 的半径为-160mm。在镜筒上依次安装保护窗口 1和第一、第二、第三反射镜。元件的位置关系是三个反射镜的球心位于一条直线上，形成系统光轴。第一和第二反射镜轴向间距离 Ll为120mm，第二反射镜和第三反射镜轴向间距离L2为100mm，第三反射镜5与像平面轴向间距离L3为120mm。第一反射镜2的中点偏离系统光轴距离Dl为90mm、第三反射镜5的中点偏离系统光轴距离D2为80mm，形成的像平面中心偏离系统光轴距离D3为70mm，形成的光学系统焦距为150mm，视场角为25°，相对孔径为1 2.5。在第二反射镜3和第三反射镜5之间装孔径光栏4，像平面上安置的像敏感元件6 为 COMS。以上施例的成像原理是来自远方的与系统光轴成某一角度的物体发出的红外平行光线7经第一反射镜2、第三反射镜3、光栏4及第三反射镜5后汇聚在像平面的像敏感器件上，接收远方物体的光信息，经光电转换，通过目镜或显示器供人眼观察。
权利要求
1.用于便携式非制冷红外望远镜的离轴三反式物镜，包括安装在镜筒内的保护窗口、 光栏、像平面上的像敏感元件，其特征是在镜筒内设由第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜组成的离轴三反射结构；其中第一反射镜和第三反射镜为凹面非球面反射镜，第二反射镜为凸面非球面反射镜，三个反射镜的球心在一条直线上，形成系统光轴；第一反射镜的中点偏离系统光轴、第三反射镜的中点偏离系统光轴，像平面中心偏离系统光轴；孔径光栏设在第二反射镜上或安放在第一和第二反射镜之间或安放在第二和第三反射镜之间。
2.根据权利要求1所述的用于便携式非制冷红外望远镜的离轴三反式物镜，其特征是第一反射镜的半径为-130 -500mm，第二反射镜的半径为-30 _130mm，第三反射镜的半径为-40 -160mm ；三个反射镜的球心位于一条直线上，形成系统光轴；第一和第二反射镜轴向间距离Ll为35 120mm，第二反射镜和第三反射镜轴向间距离L2为30 100mm， 第三反射镜与像平面轴向间距离L3为30 120mm ；第一反射镜的中点偏离系统光轴距离 Dl为20 90mm，第三反射镜的中点偏离系统光轴距离D2为4 80mm，形成的像平面中心偏离系统光轴距离D3为15 70mm ；形成的光学系统焦距为50 150mm，视场角为3° 25°，相对孔径为1 0. 8 1 2. 5 ；像敏感元件为CXD或COMS。
全文摘要
用于便携式非制冷红外望远镜的离轴三反式物镜，用在非制冷红外望远镜中，克服现有同类红外望远镜存在的体积重量大，像质差的缺点。包括安装在镜筒内的保护窗口、光栏、像平面上的像敏感元件，特点是在镜筒内设由第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜组成的离轴三反式结构，其中第一反射镜和第三反射镜为凹面非球面反射镜，第二反射镜为凸面非球面反射镜，三个反射镜的球心在一条直线上，形成系统光轴；第一反射镜的中点偏离系统光轴、第三反射镜的中点偏离系统光轴，像平面中心偏离系统光轴。本发明的积极效果是由离轴三反射式物镜所构成的非制冷红外望远镜，体积、重量小方便携带，并且无中心遮拦，成像质量高。
文档编号G02B13/18GK102221742SQ201010147968
公开日2011年10月19日 申请日期2010年4月16日 优先权日2010年4月16日
发明者曲国志, 李英超, 王英, 王跃, 王陆 申请人:吉林东光精密机械厂, 曲国志, 王英