°，第二块折叠平面镜6的法线 10与主光轴11倾斜角度45°。光学总长仅230mm，约为焦距的1/6。
[0020] 表 1
o
[0021] 参见附图2,它是本实施例提供的望远物镜调制传递函数曲线。由图可见，边缘视 场MTF值在探测器奈奎斯特频率处为0. 32,成像质量接近衍射极限。
[0022] 参见附图3,它是本实施例提供的望远物镜点列图，由图可知，各视场点列图大部 分能量集中在艾利斑范围内。
[0023] 参见附图4,它是本实施例提供的望远物镜场曲/象散曲线与畸变曲线图。a图(左 图）是场曲/象散曲线，横坐标上对应的两条曲线分别是子午和弧矢场曲曲线，纵坐标是归 一化视场。由图可得场曲最大值小于1〇〇ym，在像差容限范围内。b图(右图)是畸变曲线， 由图可见系统边缘视场畸变量〈0. 2%。
[0024] 参见附图5,它是本实施例提供的望远物镜轴向像差曲线图。横坐标表示不同入射 高度光线的聚焦点到像面的轴向距离，纵坐标表示光线在入瞳面的入射高度。由图可知，系 统无色差，轴向像差在焦深范围内。
[0025] 实施例2 本实施例采用实施例1的指标要求，即焦距1400mm，全视场角2. 2°X1. 65°，F数7， 工作波段〇? 42ym~0? 78ym。
[0026] 参见附图6,它是本实施例提供的同轴三反望远物镜成像光路图。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2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转折反射后在焦平面7处形成景物像。
[0027] 本实施例提供的望远物镜的主要结构参数如表2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64mm。主镜1的相对孔径为1/0. 65,三镜3的放大倍率为2. 7。偏 折反射镜4的法线8与主光轴11的倾斜角度为23°，中心开孔尺寸为9. 1X7. 8mm。折叠 平面镜5的法线9与主光轴11的倾斜角度为22°。光学总长245mm，约为焦距的1/5. 7。
[0028] 表 2 o
[0029] 参见附图7,它是本实施例提供的望远物镜调制传递函数曲线。由图可见，边缘视 场MTF值在探测器奈奎斯特频率处为0. 34,成像质量接近衍射极限。
[0030] 参见附图8,它是本实施例提供的望远物镜点列图，由图可知，各视场点列图大部 分能量集中在艾利斑范围内。
[0031] 参见附图9,它是本实施例提供的望远物镜场曲/象散曲线与畸变曲线图。a图(左 图）是场曲/象散曲线，横坐标上对应的两条曲线分别是子午和弧矢场曲曲线，纵坐标是归 一化视场。由图可得场曲最大值小于120ym，在像差容限范围内。b图(右图)是畸变曲线， 由图可见系统边缘视场畸变量〈0. 2%。
[0032] 参见附图10,它是本实施例提供的望远物镜轴向像差曲线图。横坐标表示不同入 射高度光线的聚焦点到像面的轴向距离，纵坐标表示光线在入瞳面的入射高度。图10表 明，系统无色差，轴向像差仍在焦深范围内。
【主权项】
1. 一种无二次遮拦面视场同轴三反望远物镜，其特征在于：它包括主镜（1)、次镜（2)、 三镜（3)、偏折反射镜（4)、折叠平面镜（5)以及焦平面（7);主镜（1)、次镜（2)和三镜（3) 的回转对称轴分别与主光轴（11)重合，孔径光阑位于主镜（1)上，偏折反射镜（4)置于次 镜（2)和三镜（3)之间；来自地面景物的入射光线依次经主镜（1 )、次镜（2)反射后，在次镜 (2) 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（4)的通光孔径， 依次经偏折反射镜（4)、折叠平面镜转折反射后，在焦平面（7)处形成景物像；主镜（1)和三 镜（3)的光焦度为正，面型为椭球面，次镜（2)的光焦度为负，面型为双曲面。2. 根据权利要求1所述的一种无二次遮拦面视场同轴三反望远物镜，其特征在于：主 镜（1)的相对孔径为1: 〇. 5~1:1. 5。3. 根据权利要求1所述的一种无二次遮拦面视场同轴三反望远物镜，其特征在于：三 镜（3)的放大倍率为1.5~5。4. 根据权利要求1所述的一种无二次遮拦面视场同轴三反望远物镜，其特征在于：由 次镜（2)遮拦形成的环形入瞳，依次经次镜（2)和三镜（3)成像形成的环形出瞳位于偏折反 射镜（4)上。5. 根据权利要求1所述的一种无二次遮拦面视场同轴三反望远物镜，其特征在于：在 一次实像处放置视场光阑和内遮光罩。6. 根据权利要求1所述的一种无二次遮拦面视场同轴三反望远物镜，其特征在于：折 叠平面镜为一块、两块或多块。7. 根据权利要求1所述的一种无二次遮拦面视场同轴三反望远物镜，其特征在于：工 作波段为紫外到红外。
【专利摘要】本发明公开了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、折叠平面镜和焦平面。主镜、次镜和三镜的回转对称轴重合于主光轴，孔径光阑置于主镜上。主镜和三镜面型均为椭球面，次镜面型为双曲面。偏折反射镜置于三镜的出射光路上，其法线相对于主光轴倾斜，将像面引出光轴。通过合理安排出射光瞳位置，使偏折反射镜不产生二次遮拦。本发明解决了现有的同轴三反系统存在的探测器安装困难、对面视场成像存在二次遮拦的问题，具有长焦距、大口径、遮拦小、体积小、重量轻、结构简单、工作波段宽、成像质量好的优点，适用于凝视相机、视频相机、成像光谱仪前置物镜等光学成像领域。
【IPC分类】G02B17/06, G02B23/02
【公开号】CN105204148
【申请号】CN201510664043
【发明人】韩琳, 沈为民, 傅丹鹰, 赵知诚, 孙雯, 毛保奇
【申请人】苏州大学
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年10月15日