一种无二次遮拦面视场同轴三反望远物镜的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种可用于凝视相机、视频相机、成像光谱仪前置物镜的望远物镜，特 别涉及一种无二次遮拦面视场同轴三反望远物镜，属光学成像技术领域。
【背景技术】
[0002] 随着非球面加工装调等技术的不断发展，全反射式结构在光学远距离成像领域应 用广泛，典型的有两反射镜和三反射镜结构。两反射镜结构由于校正像差的自由参数少，难 以兼顾视场、相对孔径、体积和重量等方面的要求。基于两反射镜的折反结构在同轴两反射 镜的物方或像方增加透镜校正组，校正轴外像差，扩大视场。然而通常透镜补偿组无光焦 度，且为抑制杂光需要很长的外遮光罩，难以缩短系统长度。相比两镜结构，三反射镜结构 增加了自由变量，结构形式更加灵活。现有技术(参见文献：Pleiades:amultimissionand multico-operativeprogram.ActaAstronauticaVol. 51,NO. 1-9,pp. 317-327,2002) Pleiades相机光学系统采用了折轴三反结构，入射光线经主次镜反射后在主镜附近成 一次实像，中间像面附近存在平面反射镜折叠光路以缩短轴向长度，系统可对线视场成 像，但难以解决面视场带来的二次遮拦问题。现有技术(参见文献：PriceM.TopSat-a smallsatelliteapproachtohighresolutionopticalimaging.International SymposiumonOpticalScienceandTechnology.InternationalSocietyforOptics andPhotonics, 2002: 162-172)Topsat光学载荷采用离轴三反结构，虽然无中心遮拦，但 离轴反射镜加工装调难度大，此外系统垂轴方向尺寸大，结构不紧凑。上述光学结构在满足 某些要求的同时，仍存在体积较大或二次遮拦等问题。
【发明内容】
[0003] 本发明针对现有技术存在的不足，在满足成像质量优良的同时，提供一种长焦距、 大口径、遮拦小、体积小、重量轻、结构简单、工作波段宽、成像质量好的无二次遮拦面视场 同轴三反望远物镜。
[0004] 实现本发明目的的技术方案是提供一种无二次遮拦面视场同轴三反望远物镜，它 包括主镜、次镜、三镜、偏折反射镜、折叠平面镜以及焦平面；主镜、次镜和三镜的回转对称 轴分别与主光轴重合，孔径光阑位于主镜上，偏折反射镜置于次镜和三镜之间；来自地面景 物的入射光线依次经主镜、次镜反射后，在次镜和三镜之间形成一次实像，反射光线无遮拦 地穿过偏折反射镜的中心孔，三镜对得到的一次实像中继成像，反射光线再无遮拦地入射 到偏折反射镜的通光孔径，依次经偏折反射镜、折叠平面镜转折反射后，在焦平面处形成景 物像；主镜和三镜的光焦度为正，面型为椭球面，次镜的光焦度为负，面型为双曲面。
[0005] 本发明提供的望远物镜主镜的相对孔径为1:0. 5~1:1. 5。
[0006] 本发明提供的望远物镜三镜的放大倍率为1. 5~5。
[0007] 本发明提供的望远物镜由次镜遮拦形成的环形入瞳，依次经次镜和三镜成像形成 的环形出瞳位于偏折反射镜上。
[0008] 本发明提供的望远物镜在中间实像处放置视场光阑和内遮光罩。
[0009] 本发明提供的望远物镜包括一块、两块或多块折叠平面镜。
[0010] 本发明提供的望远物镜工作波段为紫外到红外。
[0011] 与现有技术相比，本发明的有益效果是： 1、采用有中间实像的同轴三反结构，无二次遮拦，集光能力强，降低了加工装调难度。
[0012] 2、杂光抑制性能良好，无需外遮光罩，进一步减小系统体积。
[0013] 3、适应温度范围宽，以普通玻璃为基底材料，研制成本低。
【附图说明】
[0014] 图1是本发明实施例1提供的望远物镜光路示意图； 图2是本发明实施例1提供的望远物镜调制传递函数曲线； 图3是本发明实施例1提供的望远物镜光线追迹点列图； 图4是本发明实施例1提供的望远物镜场曲/象散曲线与畸变曲线图； 图5是本发明实施例1提供的望远物镜轴向像差曲线图； 图6是本发明实施例2提供的望远物镜光路示意图； 图7是本发明实施例2提供的望远物镜调制传递函数曲线； 图8是本发明实施例2提供的望远物镜光线追迹点列图； 图9是本发明实施例2提供的望远物镜场曲/象散曲线与畸变曲线图； 图10是本发明实施例2提供的望远物镜轴向像差曲线图。
[0015] 图中：1、主镜；2、次镜；3、三镜；4、偏折反射镜；5、第一块折叠平面镜；6、第二块 折叠平面镜；7、像面；8、偏折反射镜的法线；9、第一块折叠偏平面镜的法线；10、第二块折 叠平面镜的法线；11、主光轴。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步的具体阐述。
[0017] 实施例1 本实施例的技术方案是提供一种无二次遮拦面视场同轴三反望远物镜，设计参数为： 焦距 1400_，全视场角2.2°\1.65°，？数7，工作波段0.42 11111~0.78 11111。
[0018] 参见附图1，它是本实施例提供的望远物镜光路图。主镜1、次镜2和三镜3共轴， 孔径光阑位于主镜1上，偏折反射镜4位于次镜2和三镜3之间。入射光线依次经主镜1、 次镜2反射后，在次镜1和三镜3之间形成一次实像，反射光线无遮拦地穿过偏折反射镜4 的中心孔，三镜3对一次实像中继成像，反射光线无遮拦地入射到偏折反射镜4的通光孔 径，依次经偏折反射镜4、折叠平面镜5和6转折反射后在焦平面7处形成景物像。
[0019] 本实施例提供的望远物镜的主要结构参数如表1所列。主镜1和三镜3的光焦度 为正，面型为椭球面，次镜2面型的光焦度为负，面型为双曲面。主镜1通光口径最大，为 200mm，其中心孔直径为75. 0mm。主镜1的相对孔径为1/0. 6,三镜3的放大倍率为3. 8。偏 折反射镜4的法线8与主光轴11的倾斜角度为17. 5°，中心开孔尺寸为8. 2X7. 0mm。第 一块折叠平面镜5的法线9与主光轴11倾斜角度为22. 5