專利名稱：用于便攜式非制冷紅外望遠(yuǎn)鏡的離軸三反式物鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光學(xué) 技術(shù)，具體涉及用于便攜式非制冷紅外望遠(yuǎn)鏡的物鏡。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的制冷紅外望遠(yuǎn)鏡需有一個(gè)制冷系統(tǒng)，使望遠(yuǎn)鏡的體積和重量都比較大，不便攜帶?，F(xiàn)有的非制冷紅外望遠(yuǎn)鏡，采用傳統(tǒng)的望遠(yuǎn)鏡透射式設(shè)計(jì)方法，此種望遠(yuǎn)鏡不僅仍有較大的體積和重量，而且有色差，二級(jí)光譜大，不利于提高像質(zhì)?，F(xiàn)有的卡塞格林系統(tǒng)，格里高里系統(tǒng)，R-C系統(tǒng)在視場(chǎng)上都有中心遮攔，雜散光大，在很大程度上限制了系統(tǒng)設(shè)計(jì)。目前，紅外望遠(yuǎn)觀察所普遍采用的以上幾種結(jié)構(gòu)形式都存在體積和重量上不便攜帶的同樣缺點(diǎn)ο此前，本領(lǐng)域在探索解決所涉及的光學(xué)儀器存在的重量、體積和使用的矛盾中，提出了三反射鏡光學(xué)結(jié)構(gòu)(如美國(guó)專利US 4，265，510)。采用三反射鏡系統(tǒng)，光學(xué)設(shè)計(jì)自由變量可增加至七個(gè)，大大增加了系統(tǒng)消像差的可能性，已經(jīng)使用在大視場(chǎng)、大相對(duì)孔徑航天望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)之中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于便攜式非制冷紅外望遠(yuǎn)鏡的離軸三反式物鏡，用于便攜式非制冷紅外望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)系統(tǒng)之中，以獲得體積小、重量輕、便于攜帶的紅外望遠(yuǎn)鏡?？朔F(xiàn)有上述各類紅外望遠(yuǎn)鏡存在的體積大、重量大，有色差、視場(chǎng)小、雜散光大的缺點(diǎn)ο本發(fā)明的非制冷紅外望遠(yuǎn)鏡的離軸三反式物鏡包括安裝在鏡筒內(nèi)的保護(hù)窗口、光欄、像平面上的像敏感元件，特點(diǎn)是在鏡筒內(nèi)設(shè)由第一反射鏡、第二反射鏡、第三反射鏡組成的離軸三反射結(jié)構(gòu)，其中第一反射鏡和第三反射鏡為凹面非球面反射鏡，第二反射鏡為凸面非球面反射鏡，三個(gè)反射鏡的球心在一條直線上，形成系統(tǒng)光軸；第一反射鏡的中點(diǎn)偏離系統(tǒng)光軸、第三反射鏡的中點(diǎn)偏離系統(tǒng)光軸，像平面中心偏離系統(tǒng)光軸，孔徑光欄設(shè)在第二反射鏡上或安放在第一和第二反射鏡之間或安放在第二和第三反射鏡之間。經(jīng)研究、設(shè)計(jì)，本發(fā)明中光學(xué)元件及元件之間的技術(shù)參數(shù)范圍是第一反射鏡的半徑為-130 一500mm ；第二反射鏡的半徑為-30 _130mm ；第三反射鏡的半徑為-40 -160mm。三個(gè)反射鏡的球心位于一條直線上，形成系統(tǒng)光軸。第一和第二反射鏡軸向間距離Ll為35 120mm，第二反射鏡和第三反射鏡軸向間距離L2為30 100mm，第三反射鏡與像平面軸向間距離L3為30 120mm。第一反射鏡的中點(diǎn)偏離系統(tǒng)光軸距離Dl 為20 90mm、第三反射鏡的中點(diǎn)偏離系統(tǒng)光軸距離D2為4 80mm，形成的像平面中心偏離系統(tǒng)光軸距離D3為15 70mm，形成的光學(xué)系統(tǒng)焦距為50mm 150mm，視場(chǎng)角為3° 25°，相對(duì)孔徑為1 0. 8 1 2. 5 ；像敏感元件為CXD或C0MS，本發(fā)明的積極效果是由保護(hù)窗口、第一反射鏡、第二反射鏡、光欄、第三反射鏡像平面組成的離軸三反射式物鏡所構(gòu)成的非制冷紅外望遠(yuǎn)鏡，體積、重量遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的同類望遠(yuǎn)鏡，方便攜帶，并且無(wú)中心遮攔，成像質(zhì)量高。


附圖為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1參閱附圖，設(shè)第一反射鏡2的半徑為-130mm，第二反射鏡3的半徑為_30mm，第三反射鏡5的半徑為-40mm。在鏡筒上依次安裝保護(hù)窗口 1和第一、第二、第三反射鏡。元件的位置關(guān)系是三個(gè)反射鏡的球心位于一條直線上，形成系統(tǒng)光軸。第一和第二反射鏡軸向間距離Ll為35mm，第二反射鏡和第三反射鏡軸向間距離L2為30mm，第三反射鏡5與像平面軸向間距離L3為30mm。第一反射鏡2的中點(diǎn)偏離系統(tǒng)光軸距離Dl為20mm、第三反射鏡 5的中點(diǎn)偏離系統(tǒng)光軸距離D2為4mm，形成的像平面中心偏離系統(tǒng)光軸距離D3為15mm，形成的光學(xué)系統(tǒng)焦距為50mm，視場(chǎng)角為3°，相對(duì)孔徑為1 0.8。在第二反射鏡3上裝孔徑光欄4，像平面上安置的像敏感元件6為(XD。實(shí)施例2設(shè)第一反射鏡2的半徑為-500mm ；第二反射鏡3的半徑為_130mm ；第三反射鏡5 的半徑為-160mm。在鏡筒上依次安裝保護(hù)窗口 1和第一、第二、第三反射鏡。元件的位置關(guān)系是三個(gè)反射鏡的球心位于一條直線上，形成系統(tǒng)光軸。第一和第二反射鏡軸向間距離 Ll為120mm，第二反射鏡和第三反射鏡軸向間距離L2為100mm，第三反射鏡5與像平面軸向間距離L3為120mm。第一反射鏡2的中點(diǎn)偏離系統(tǒng)光軸距離Dl為90mm、第三反射鏡5的中點(diǎn)偏離系統(tǒng)光軸距離D2為80mm，形成的像平面中心偏離系統(tǒng)光軸距離D3為70mm，形成的光學(xué)系統(tǒng)焦距為150mm，視場(chǎng)角為25°，相對(duì)孔徑為1 2.5。在第二反射鏡3和第三反射鏡5之間裝孔徑光欄4，像平面上安置的像敏感元件6 為 COMS。以上施例的成像原理是來自遠(yuǎn)方的與系統(tǒng)光軸成某一角度的物體發(fā)出的紅外平行光線7經(jīng)第一反射鏡2、第三反射鏡3、光欄4及第三反射鏡5后匯聚在像平面的像敏感器件上，接收遠(yuǎn)方物體的光信息，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換，通過目鏡或顯示器供人眼觀察。
權(quán)利要求
1.用于便攜式非制冷紅外望遠(yuǎn)鏡的離軸三反式物鏡，包括安裝在鏡筒內(nèi)的保護(hù)窗口、 光欄、像平面上的像敏感元件，其特征是在鏡筒內(nèi)設(shè)由第一反射鏡、第二反射鏡、第三反射鏡組成的離軸三反射結(jié)構(gòu)；其中第一反射鏡和第三反射鏡為凹面非球面反射鏡，第二反射鏡為凸面非球面反射鏡，三個(gè)反射鏡的球心在一條直線上，形成系統(tǒng)光軸；第一反射鏡的中點(diǎn)偏離系統(tǒng)光軸、第三反射鏡的中點(diǎn)偏離系統(tǒng)光軸，像平面中心偏離系統(tǒng)光軸；孔徑光欄設(shè)在第二反射鏡上或安放在第一和第二反射鏡之間或安放在第二和第三反射鏡之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于便攜式非制冷紅外望遠(yuǎn)鏡的離軸三反式物鏡，其特征是第一反射鏡的半徑為-130 -500mm，第二反射鏡的半徑為-30 _130mm，第三反射鏡的半徑為-40 -160mm ；三個(gè)反射鏡的球心位于一條直線上，形成系統(tǒng)光軸；第一和第二反射鏡軸向間距離Ll為35 120mm，第二反射鏡和第三反射鏡軸向間距離L2為30 100mm， 第三反射鏡與像平面軸向間距離L3為30 120mm ；第一反射鏡的中點(diǎn)偏離系統(tǒng)光軸距離 Dl為20 90mm，第三反射鏡的中點(diǎn)偏離系統(tǒng)光軸距離D2為4 80mm，形成的像平面中心偏離系統(tǒng)光軸距離D3為15 70mm ；形成的光學(xué)系統(tǒng)焦距為50 150mm，視場(chǎng)角為3° 25°，相對(duì)孔徑為1 0. 8 1 2. 5 ；像敏感元件為CXD或COMS。
全文摘要
用于便攜式非制冷紅外望遠(yuǎn)鏡的離軸三反式物鏡，用在非制冷紅外望遠(yuǎn)鏡中，克服現(xiàn)有同類紅外望遠(yuǎn)鏡存在的體積重量大，像質(zhì)差的缺點(diǎn)。包括安裝在鏡筒內(nèi)的保護(hù)窗口、光欄、像平面上的像敏感元件，特點(diǎn)是在鏡筒內(nèi)設(shè)由第一反射鏡、第二反射鏡、第三反射鏡組成的離軸三反式結(jié)構(gòu)，其中第一反射鏡和第三反射鏡為凹面非球面反射鏡，第二反射鏡為凸面非球面反射鏡，三個(gè)反射鏡的球心在一條直線上，形成系統(tǒng)光軸；第一反射鏡的中點(diǎn)偏離系統(tǒng)光軸、第三反射鏡的中點(diǎn)偏離系統(tǒng)光軸，像平面中心偏離系統(tǒng)光軸。本發(fā)明的積極效果是由離軸三反射式物鏡所構(gòu)成的非制冷紅外望遠(yuǎn)鏡，體積、重量小方便攜帶，并且無(wú)中心遮攔，成像質(zhì)量高。
文檔編號(hào)G02B13/18GK102221742SQ201010147968
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2010年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月16日
發(fā)明者曲國(guó)志, 李英超, 王英, 王躍, 王陸 申請(qǐng)人:吉林東光精密機(jī)械廠, 曲國(guó)志, 王英