[发明专利]实出瞳离轴反射光学系统

权利要求书

1.一种实出瞳离轴反射光学系统，包括：一主镜、一次镜、一三镜以及一实出瞳，所述主镜、次镜和三镜均为自由曲面，所述主镜位于入射光束的入射光路上，并反射入射光束，形成一第一反射光束，所述次镜位于主镜的反射光路上，反射所述第一反射光束，形成一第二反射光束，所述三镜位于次镜的反射光路上，反射所述第二反射光束，形成一第三反射光束，其特征在于，所述第一反射光束和第二反射光束均没有会聚像点，所述第三反射光束穿过所述实出瞳到达一像面，以所述实出瞳离轴反射光学系统的入瞳位置的中心为原点定义一全局三维直角坐标系(X，Y，Z)，在所述全局三维直角坐标系中，以所述主镜上的一点为原点定义一第一局部三维直角坐标系(X'，Y'，Z')，以所述次镜上的一点为原点定义一第二局部三维直角坐标系(X”，Y”，Z”)，以所述三镜上的一点为原点定义一第三局部三维直角坐标系(X”，Y”，Z”)，所述第一局部三维直角坐标系(X'，Y'，Z')为所述全局三维直角坐标系(X，Y，Z)沿Y轴正方向和Z轴正方向平移得到，所述第二局部三维直角坐标系(X”，Y”，Z”)为所述第一局部三维直角坐标系(X'，Y'，Z')沿Y轴负方向和Z轴负方向平移得到，所述次镜的反射面为一次数为4次的x”的偶次项的x”y”多项式自由曲面，该x”y”多项式自由曲面的方程式表达为：

其中，z”为曲面矢高，c”为曲面曲率，k”为二次曲面系数，A_i”是多项式中第i项的系数。

2.如权利要求1所述的实出瞳离轴反射光学系统，其特征在于，所述主镜的反射面为一次数为4次的x'的偶次项的x'y'多项式自由曲面，该x'y'多项式自由曲面的方程式表达为：

其中，z'为曲面矢高，c'为曲面曲率，k'为二次曲面系数，A_i'是多项式中第i项的系数。

3.如权利要求1所述的实出瞳离轴反射光学系统，其特征在于，所述三镜的反射面为一次数为4次的x”'的偶次项的x”'y”'多项式自由曲面，该x”'y”'多项式自由曲面的方程式表达为：

其中，z”'为曲面矢高，c”'为曲面曲率，k”'为二次曲面系数，A_i”'是多项式中第i项的系数。

4.如权利要求1所述的实出瞳离轴反射光学系统，其特征在于，所述第一局部三维直角坐标系(X'，Y'，Z')由所述全局三维直角坐标系(X，Y，Z)沿Y轴正方向平移约49mm，再沿Z轴正方向平移约135mm，最后以X轴为旋转轴逆时针旋转约10°得到。

5.如权利要求1所述的实出瞳离轴反射光学系统，其特征在于，所述第二局部三维直角坐标系(X”，Y”，Z”)由所述第一局部三维直角坐标系(X'，Y'，Z')沿Y轴负方向平移约68mm，再沿Z轴负方向平移约10mm，然后以X轴为旋转轴顺时针旋转约为31°得到。

6.如权利要求1所述的实出瞳离轴反射光学系统，其特征在于，所述第三局部三维直角坐标系(X”'，Y”'，Z”')由所述第二局部三维直角坐标系(X”，Y”，Z”)沿Y轴正方向平移约181mm，再沿Z轴负方向平移约148mm，然后以X轴为旋转轴顺时针旋转约为28°得到。

7.如权利要求1所述的实出瞳离轴反射光学系统，其特征在于，所述实出瞳离轴反射光学系统的视场角范围为1°×1°～7°×7°，F数范围为1.5-3。

8.如权利要求1所述的实出瞳离轴反射光学系统，其特征在于，所述实出瞳离轴反射光学系统进一步包括一孔径光阑，所述孔径光阑位于所述实出瞳上。