[发明专利]一种多焦距离轴三反成像光学系统

说明书

本申请公开了一种多焦距离轴三反成像光学系统，包括：孔径光阑，为光学系统的入口；第一反射镜，具有单一面型，与孔径光阑相对设置；第二反射镜，各面型区域具有不同的面型参数，设置于第一反射镜的反射光路上；第三反射镜，各面型区域具有不同的面型参数，设置于第二反射镜的反射光路上；探测器像面，各视场区域具有不同的像面，用于接收第三反射镜的反射光线。本申请采用在离轴三反成像光学系统中第二反射镜与第三反射镜的不同区域应用不同的面型，与第一反射镜组合后，可以实现不同的放大率，成像过程中，不同视场的光线分别应用了第二反射镜与第三反射镜的不同区域，可以实现在单一离轴三反成像光学系统中同时实现不同焦距值的功能。

技术领域

本发明涉及光学设计技术领域，特别是涉及一种多焦距离轴三反成像光学系统。

背景技术

离轴三反成像光学系统具有无孔径遮拦、无色差、可实现大视场等优点，在应用光学、光学遥感领域有着重要与广泛的应用。

目前的离轴三反成像光学系统与大多数其他成像光学系统一样，在单一成像时刻仅具有单一的焦距值，即光学系统的成像放大率是固定的。如图1所示，通过孔径光阑01后的入射光线02首先经过主镜03，然后光线经反射入射到次镜04上，光线再经反射入射到三镜05上，最终到达像面06，该系统焦距值固定，为单一数值。相比之下，变焦式光学系统可以通过改变自身的光学放大倍率，使单一光学系统具有多个焦距值，但在变焦式光学系统中，不同焦距值的实现，是需要不断的变换光学元件的位置，光学系统不能在同一时刻具有多个焦距值，不能同时对目标成不同放大率的像。

因此，如何解决离轴三反成像光学系统不能同时具备多个焦距值的问题，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多焦距离轴三反成像光学系统，可以扩展成像放大率范围，同时实现多个焦距值。其具体方案如下：

一种多焦距离轴三反成像光学系统，包括：

孔径光阑，为光学系统的入口；

第一反射镜，具有单一面型，与所述孔径光阑相对设置；

第二反射镜，各面型区域具有不同的面型参数，设置于所述第一反射镜的反射光路上；

第三反射镜，各面型区域具有不同的面型参数，设置于所述第二反射镜的反射光路上；

探测器像面，各视场区域具有不同的像面，用于接收所述第三反射镜的反射光线。

优选地，在本发明实施例提供的上述多焦距离轴三反成像光学系统中，所述第三反射镜的各面型区域与所述第二反射镜的各面型区域一一对应；

各所述视场区域的像面与所述第三反射镜的各面型区域一一对应。

优选地，在本发明实施例提供的上述多焦距离轴三反成像光学系统中，所述第一反射镜的相对孔径范围为1:0.5至1:3。

优选地，在本发明实施例提供的上述多焦距离轴三反成像光学系统中，所述第一反射镜的面型为球面或者非球面。

优选地，在本发明实施例提供的上述多焦距离轴三反成像光学系统中，当所述第一反射镜的面型为非球面时，所述第一反射镜的二次曲面常数范围为-0.8至-1.2。

优选地，在本发明实施例提供的上述多焦距离轴三反成像光学系统中，所述第二反射镜的面型为非球面。

优选地，在本发明实施例提供的上述多焦距离轴三反成像光学系统中，所述第三反射镜的面型为非球面。

优选地，在本发明实施例提供的上述多焦距离轴三反成像光学系统中，所述第一反射镜、所述第二反射镜和所述第三反射镜的材料为碳化硅、微晶或铝合金。