CN114594586A - 封闭式特定曲面的离轴反射式镜头及望远镜系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了封闭式特定曲面的离轴反射式镜头及望远镜系统，包括镜筒(没有显示)，筒口高透明平板1，主镜2，副镜3和成像感光器件4或目镜4，主镜为凹特定曲面反射镜，副镜为凸特定曲面或平面反射镜。该镜头及望远镜系统的光学结构相对紧凑，无中心遮拦的无光线损失。该镜头及望远镜系统采用特定曲面进行设计，采用特定曲面反射镜无球差和无色差。可以很好地校正像差，成像亮度高和大视场，应用于轻型的探照灯、大型投影设备、太阳能热发电、各种光学镜头和各种光学望远镜包括潜望远镜，提高镜头及望远镜系统的各种性能，由于副镜使用了凸特定曲面反射镜，所以镜筒大大缩短。
Description
技术领域
本发明涉及到轻型的探照灯、大型投影设备、太阳能热发电、各种光学镜头和各种光学望远镜包括潜望远镜，属光学镜头和光学望远镜设计技术领域，具体涉及封闭式特定曲面的离轴反射式镜头及望远镜系统。
背景技术
特定曲面的离轴反射式是镜头及望远镜系统重要组成部分，其主要作用是将光线以离轴的形式由主镜反射到副镜，副镜又以离轴的形式反射集焦到成像感光器件或目镜上，这种离轴形式不会造成光线的遮拦从而使得聚光力更强，成像亮度高等。望远镜一般分为折射式、反射式和折反式三种结构形式。相较于折射式望远镜，折反式望远镜更适合于大口径的应用，且封闭式特定曲面的离轴反射式镜头及望远镜系统中不存在球差，色差，可以实现结构紧凑和轻量化的要求。相较于同轴望远镜，离轴反射式望远镜存在无中心遮拦和光能利用率高的优势。因此，当要求口径较大，且需要质量和体积较小时，就封闭式特定曲面的离轴反射镜头及望远镜系统能实现。然而，现有的折射式、反射式和折反式望远镜还存在诸多不足之处，例如有效视场比较小、结构还不够简化、重量大、有中心遮拦和光能损失的不足等等。使用传统的球面以及非球面越来越难以满足设计要求。近年来， 随着加工及检测技术的不断数字化，现在的曲面加工精度越来越高，使其能应用于实际特定曲面的离轴反射式镜头及望远镜系统。这种特定曲面由于具有非旋转对称性、自由度丰富，校正非对称像差能力强等一系列优点就能用于特定曲面的离轴反射式镜头及望远镜系统设计。由于现有的镜头及望远镜系统集焦存在诸多不足，例如有效视场很小，球差，色差，彗差、像散等非对称像差难以校正，光束集焦质量不高等，使用传统的球面以及旋转对称非球面越来越难以满足设计要求。
发明内容
本发明针对现有折射式、反射式和折反式镜头及望远镜系统的各种不足，提供了封闭式特定曲面的离轴反射式镜头及望远镜系统，其目的在于提高封闭式特定曲面的离轴反射式镜头及望远镜系统无中心遮拦的无光线损失的光线质量，增大视场，进而极大地增加了光强度。
本发明所采用的技术方案是：封闭式特定曲面的离轴反射式镜头及望远镜系统，该镜头及望远镜系统由镜筒(没有显示)，筒口高透明平板1，主镜2，副镜3和成像感光器件4或目镜4组成。
所述主镜2为凹特定曲面反射镜，所述副镜3为凸特定曲面反射镜，所述镜头及望远镜系统采用离轴设计，无中心遮拦的无光线能量损失；是将光线以离轴的形式由主镜反射到副镜，副镜又以离轴反射集焦到目镜，这种离轴形式不会造成光线的遮拦从而使得聚光力更强等；该望远镜采用特定曲面进行设计，所述设计包括三种结构形式，第一种是主镜为凹特定曲面反射镜、副镜为凸特定曲面反射镜；第二种结构形式是主镜为凹特定曲面反射镜、副镜为平面反射镜(零度曲面没有显示)；第三种结构形式是主镜和副镜都为凹特定曲面反射镜(没有显示)。可以根据具体的使用要求进行选择。
该镜头及望远镜系统的口径为主镜的有效直径，口径的大小直接决定望远镜的性能
口径越大，聚光本领越强，分辨率越高，可用的放大倍数就越大。
该镜头及望远镜系统能根据具体使用要求设定口径直径。
该镜头及望远镜系统的焦距是从主镜到焦点的距离，一般用“f”表示，单位为“mm”。
该镜头及望远镜系统能根据具体使用要求设定焦距长度。
该镜头及望远镜系统的焦比是焦距长度与主镜口径的比值，用“F”表示，计算公式：焦距/口径=焦比(F=f/d)，一般小焦比F<=6，中焦比6<F<=15，大焦比F>15。
该镜头及望远镜系统能根据具体使用要求设定焦比的大小。
该镜头及望远镜系统的该镜头及望远镜系统的放大倍数是主镜焦距与目镜焦距的比值，(放大倍数=主镜焦距/目镜焦距)放大倍数越大，看到的影像也越大。
该镜头及望远镜系统能根据具体使用要求设定放大倍数。
该镜头及望远镜系统的镜筒能用轻金属、塑料、塑钢、碳纤维、石墨烯、复合材料等。
该镜头及望远镜系统反射镜表面需要镀高反膜。
该镜头及望远镜系统的光路是可逆转的。
附图说明
图1为本发明封闭式特定曲面的离轴反射式镜头及望远镜系统实施结构示意图；
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明所述主镜2为凹特定曲面反射镜，所述副镜3为凸特定曲面反射镜，所述镜头及望远镜系统采用离轴设计，无中心遮拦的无光线能量损失；是将光线以离轴的形式由主镜2反射到副镜3，副镜3又以离轴反射集焦到目镜4，这种离轴形式不会造成光线的遮拦从而使得聚光力更强等；该望远镜采用特定曲面进行设计，所述设计包括三种结构形式，第一种是主镜2为凹特定曲面反射镜、副镜3为凸特定曲面反射镜；第二种结构形式是主镜2为凹特定曲面反射镜、副镜3为平面反射镜(零度曲面没有显示)；第三种结构形式是主镜2和副镜3都为凹特定曲面反射镜(没有显示)。可以根据具体的使用要求进行选择。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.封闭式特定曲面的离轴反射式镜头及望远镜系统，该系统由镜筒(没有显示)，筒口高透明平板，主镜，副镜和目镜组成，其特征在于：所述筒口用高透明平板材料，主镜为凹特定曲面反射镜，所述副镜为凸特定曲面反射镜，所述光轴采用离轴，无中心遮拦的光线损失；光线由筒口高透明平板材料入射到主镜凹特定曲面反射镜上，经离轴反射到副镜凸特定曲面反射镜上，再经离轴反射集焦到目镜；该镜头及望远镜系统采用特定曲面进行设计，所述设计包括三种结构形式，第一种是主镜为凹特定曲面反射镜、副镜为凸特定曲面反射镜；第二种结构形式是主镜为凹特定曲面反射镜、副镜为平面反射镜(零度曲面没有显示)；第三种结构形式是主镜和副镜都为凹特定曲面反射镜(没有显示)。
2.根据权利要求1所述的封闭式特定曲面的离轴反射式镜头及望远镜系统，其特征在于：该镜头及望远镜系统的主镜和副镜离轴的角度能根据具体使用要求设定。
3.根据权利要求1所述的封闭式特定曲面的离轴反射式镜头及望远镜系统，其特征在于：该镜头及望远镜系统的焦点处使用发光源逆行发射。
4.封闭式特定曲面的离轴反射式镜头及望远镜系统，该系统由镜筒(没有显示)，筒口高透明平板，主镜，副镜和目镜组成，其特征在于：所述筒口用高透明平板材料，主镜为凹特定曲面反射镜，所述副镜为凸特定曲面反射镜，所述光轴采用离轴，无中心遮拦和光线损失；光线由筒口高透明平板材料入射到主镜凹特定曲面反射镜上，经离轴反射到副镜凸特定曲面反射镜上，再经离轴反射集焦面到成像感光器件；该镜头及望远镜系统采用特定曲面进行设计， 所述设计包括三种结构形式，第一种是主镜为凹特定曲面反射镜、副镜为凸特定曲面反射镜；第二种结构形式是主镜为凹特定曲面反射镜、副镜为平面反射镜(零度曲面没有显示)；第三种结构形式是主镜和副镜都为凹特定曲面反射镜(没有显示)。
5.根据权利要求4所述的封闭式特定曲面的离轴反射式镜头及望远镜系统，其特征在于 ； 该镜头及望远镜系统的主镜和副镜离轴的角度能根据具体使用要求设定。
6.根据权利要求4所述的封闭式特定曲面的离轴反射式镜头及望远镜系统，其特征在于：该镜头及望远镜系统的焦面处使用影像元件逆行投射影像。
7.封闭式特定曲面的离轴反射式镜头及望远镜系统，该包括筒口高透明平板，主镜，副镜和吸热器组成，其特征在于：所述筒口用高透明平板材料，主镜为凹特定曲面反射镜，所述副镜为凸特定曲面反射镜，所述光轴采用离轴，无中心遮拦和光线损失；光线由筒口高透明平板材料入射到主镜凹特定曲面反射镜上，经离轴反射到副镜凸特定曲面反射镜上，再经离轴反射集焦点到吸热器上；该镜头及望远镜系统采用特定曲面进行设计， 所述设计包括三种结构形式，第一种是主镜为凹特定曲面反射镜、副镜为凸特定曲面反射镜；第二种结构形式是主镜为凹特定曲面反射镜、副镜为平面反射镜(零度曲面没有显示)；第三种结构形式是主镜和副镜都为凹特定曲面反射镜(没有显示)。
8.封闭式特定曲面的离轴反射式镜头及望远镜系统，其特征在于：该镜头及望远镜系统的主镜和副镜两反射镜用高反光金属。
9.封闭式特定曲面的离轴反射式镜头及望远镜系统，其特征在于：该镜头及望远镜系统的主镜和副镜两反射镜用各种能镀高反光膜的材料。
10.封闭式特定曲面的离轴反射式镜头及望远镜系统，其特征在于：该镜头及望远镜系统的镜筒能用轻金属、塑料、塑钢、碳纤维、石墨烯、合成材料等制成或不用筒口高透明平板材料。
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