CN116648653A - 一种包括三个镜面的成像光学系统 - Google Patents
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Abstract
一种包括三个镜面(M1、M2、M3)的成像光学系统(1)，其具有调适成阻挡可以其它方式到达所述系统的图像传感器(2)的杂散光线的配置，同时准许大场、高光圈和良好系统紧密性。所述系统还可结合两个入射挡板(11、12)，分别布置在所述系统的光学入口的两侧上。所述两个入射挡板的功能可限于拦截来源于成角度地远离可用于每一所捕捉图像的入射场的场的光线。所述两个入射挡板可因此在上游具有减小的长度，使得所述系统具有小尺寸。
Description
技术领域
本文涉及一种包括三个镜面的成像光学系统，以及涉及一种包括此系统的光电成像装置。
背景技术
包括三个镜面的成像光学系统用于许多应用。确切地说，这些系统可为望远镜型系统，且SPIE的Proc，2019年5月14日A.Bauer等人的标题为“新一代自由曲面望远镜的并行工程:光学设计(Concurrent engineering of anext-generation freeform telescope:optical design)”的文章第10998卷第109980W-1到109980W-8页提出成像光学系统的若干新配置，每一配置由三个自由镜面构成。关于成像光学系统的一般挑战尤其是其尺寸和减少叠加于由镜面形成的图像上的杂散光的量的可能性。惯例为使用一个或多个挡板，挡板以适合于减少到达此成像光学系统的图像传感器的杂散光的量的方式布置，但这些挡板中的一些尤其是最有效的那些挡板，会显著增加系统的尺寸。除增加其尺寸之外，这种挡板还会增加成像光学系统在所施加的旋转期间的旋转惯性，以便扫描若干连续图像中捕捉的大场景。需要这些系统的快速旋转、具有高角加速度的成像光学系统的一个应用为供应用于监控和检测意图携载在飞行器上的光电吊舱，例如在直升飞机或无人机上。因此至关重要的是在所捕捉图像中获得低含量的杂散光，同时使结合到成像光学系统中的挡板尽可能小。
[图1]为上文列举的A.Bauer等人的文章中提及的其中一种配置的图式。总体上由附图标记1标示的这种成像光学系统是一种包括三个镜面的类型，包括标示为M1的主要镜面、标示为M2的次级镜面和标示为M3的三级镜面。这些镜面调适和布置成使得来源于位于系统的入射场中的场景的光线首先由镜面M1反射，接着由镜面M2反射，且接着由镜面M3反射以在系统的标示为PF的焦平面中形成场景的图像。因此，来源于场景且有助于形成图像的任何光线划分成镜面M1上游的初始区段、镜面M1与镜面M2之间的第一中间光线区段、镜面M2与镜面M3之间的第二中间光线区段和镜面M3与焦平面PF之间的末端光线区段。次级镜面M2可为凸面的且三级镜面M3可为凹面的。主要镜面M1的曲率的方向可根据此镜面上的位置而变化。三个镜面M1、M2和M3具有自由反射表面。以已知方式，自由表面不含于具有旋转对称的任何表面中。
贯穿本文，术语上游和下游相对于来源于场景且形成焦平面PF中的图像的光线的传播方向来界定。此外，术语傍轴光线或主光线用以指代来源于场景且通过穿过系统1的入射光瞳的中心促成焦平面PF中的图像，相对于系统的光轴具有零的角度偏差的光线。在[图1]中，傍轴光线由附图标记RP指代，其初始区段由附图标记RP0指代，其第一和第二中间区段分别由附图标记RP1和RP2指代，且其末端区段由附图标记RP3指代。来源于位于系统1的入射场的边界处的场景的元件且穿过系统的入射光瞳的边缘的光线称为场边缘边缘光线。
在[图1]的系统中，镜面M1和M2定向成使得傍轴光线RP的第二中间区段RP2与其初始区段RP0相交。镜面M1和M2的这种配置称为α配置。此外，镜面M2和M3定向成使得傍轴光线RP的末端区段RP3穿过镜面M2的横向侧，该横向侧与镜面M1相对于镜面M2的横向偏移相对。以这种方式，傍轴光线RP的末端区段RP3不与光线的第一中间区段RP1相交。镜面M2和M3的这种配置称为z配置。因此，系统1具有称为α-z配置的整体光学配置。
系统1进一步包括布置成使得此图像传感器的感光表面S叠加于焦平面PF上的图像传感器2。感光表面S从上游边界LAM延伸到下游边界LAV，图像传感器2的感光表面S的上游边界LAM和下游边界LAV关于这些边界到傍轴光线RP0的初始区段上的相应投影且关于傍轴光线RP在此初始区段中的传播方向来界定。
技术问题
由此情形，本发明的目标为提出一种新的成像光学系统，对于所述新的成像光学系统到达图像传感器的杂散光的量减小。
本发明的额外目标为成像光学系统具有小尺寸。
本发明的另一额外目标为成像光学系统可具有大入射场和/或具有大入射光瞳。
本发明的又一目标为可以低成本制造成像光学系统。
发明内容
为了实现这些或其它目标中的至少一个，本发明的第一方面提出一种包括上述类型的三个镜面的成像光学系统，其中次级和三级镜面定向成使得图像传感器的感光表面的上游边界相对于将主要镜面的上游边缘连接到次级镜面的上游边缘或连接到围绕次级镜面的屏幕的上游边缘的直线向下游偏移。以这种方式，次级镜面或围绕其的屏幕拦截将以其它方式以直线直接从主要镜面传播到图像传感器的感光表面的光线。
根据上文所指示的惯例，主要镜面、相应地次级镜面的上游和下游边缘关于其到傍轴光线的初始区段上的相应投影且关于傍轴光线在此初始区段中的传播方向来界定。类似地，图像传感器的感光表面的上游边界的下游平行于傍轴光线的初始区段且根据傍轴光线在此初始区段中的传播方向而定向。
其中次级镜面因此位于图像传感器与主要镜面之间的系统的这种配置使得有可能阻挡将通过直接来自主要镜面以其它方式到达图像传感器的任何杂散光，尤其将经由系统的光学入口进入且通过主要镜面朝向图像传感器反射的这种光线。
根据本发明的改进，系统可进一步包括第一入射挡板，所述第一入射挡板叠加于第一场边缘边缘光线的初始区段上、位于与图像传感器相同的入射场的第一侧上、与三级镜面相对。在这种情况下，该第一入射挡板可具有接合第二场边缘边缘光线的末端区段的下游边缘。这些第二场边缘边缘光线可与进入系统且形成图像的一束光线中的第一场边缘边缘光线相对，尤其当系统具有三个镜面共有的对称平面时。此第一入射挡板阻挡将以其它方式经由其光学入口进入系统的一些光，所述光直接朝向图像传感器定向。另外，此第一入射挡板可具有从其下游边缘开始的长度，使得此第一入射挡板的上游边缘拦截将以其它方式经由其光学入口朝向三级镜面进入系统，且将通过此三级镜面朝向图像传感器反射的光线。
归功于本发明的特征，根据所述特征，图像传感器的感光表面的上游边界相对于连接主要和次级镜面的相应上游边缘的直线向下游偏移，第一入射挡板可具有平行于第一场边缘边缘光线的初始区段的减小的长度。包含第一入射挡板的系统的尺寸因此减小。
根据本发明的互补改进，系统可进一步包括第二入射挡板，所述第二入射挡板叠加于第二场边缘边缘光线的初始区段上、位于与三级镜面相同的入射场的第二侧上、与图像传感器相对。接着，此第二入射挡板可具有连接到三级镜面的上游边缘，或连接到围绕此三级镜面的屏幕或连接到用于三级镜面的不透光支架的下游边缘。替代地，第二入射挡板的下游边缘可位于将图像传感器的感光表面的上游边界连接到第一入射挡板的下游边缘的直线的下游。此第二入射挡板另外减小将以其它方式经由其光学入口进入系统的光，所述光直接朝向图像传感器引导。
优选地，第二入射挡板可具有位于将第一入射挡板的下游边缘连接到图像传感器的感光表面的下游边界的直线的上游的上游边缘。因此，第一和第二入射挡板协作以拦截将以其它方式经由其光学入口进入系统的所有光线，所述光线直接朝向图像传感器或朝向三级镜面引导。
再次归功于本发明的特征，根据这些特征，图像传感器的感光表面的上游边界相对于连接主要和次级镜面的相应上游边缘的直线向下游偏移，第二入射挡板可具有平行于第二场边缘边缘光线的初始区段的减小的长度。包含第二入射挡板的系统的尺寸因此也减小。
在本发明的优选实施例中，可任选地单独或以若干其组合的方式再现以下额外特征中的至少一个：
-主要镜面、次级镜面和三级镜面中的至少一个可具有自由反射表面；
-图像传感器的纵向维度确定系统的第一视角，且系统可调适成使得此第一视角大于或等于9°(度)，优选地大于或等于18°。系统的入射场可因此较大，同时优选地小于45°；
-图像传感器可具有矩阵布置，在这种情况下，图像传感器的垂直于其纵向维度的横向维度确定系统的第二视角。在这种情况下，系统还可调适成使得第二视角大于或等于12°，优选地大于或等于24°，且优选地小于60°；
-系统可具有小于5，优选地小于2的光圈数值N，光圈数N等于f/D，其中f为系统的焦距且D为系统的入射光瞳的尺寸。光圈数N的值可因此使得系统的入射光瞳较大；
-焦距f的值可低于或等于100mm，优选地小于或等于20mm且大于2mm；
-图像传感器可具有对来源于场景的光线的波长值中从360纳米(nm)延伸到14微米(μm)的光谱间隔的至少部分敏感的类型。确切地说，图像传感器可为辐射热测量计或微测辐射热计类型的热传感器；
-系统可进一步包括瞳孔隔膜，此瞳孔隔膜位于主要镜面或三级镜面处，优选地位于三级镜面处。对于瞳孔隔膜的这两个位置，其可具有简单，尤其圆形、正方形或矩形的开口形状。此外，当其位于三级镜面处时其尺寸较小。有利的是，瞳孔隔膜可由主要镜面或三级镜面的外围边缘形成；
-系统可进一步包括布置于三级镜面与图像传感器之间的光谱分离装置，和布置于系统的焦平面的图像中的额外图像传感器，所述图像已由光谱分离装置形成；
-主要、次级和三级镜面可容纳在直径在系统的焦距f的值的2倍与6倍之间的球体中；和
-主要、次级和三级镜面中的至少一个可包括由注射的聚合物类材料制成的刚性部分，和任选地反射金属层。
最后，本发明的第二方面提出一种光电成像装置，其包括根据上文所指示的第一方面的系统。此装置可为但不限于机载交通工具导向装置、热感相机、视觉辅助装置或用于监控和检测的光电吊舱。
附图说明
参考附图，本发明的特征和优点将在一些非限制性实施例的以下详细描述中变得更加明显，所述附图包含：
[图1]为本发明之前已知的成像光学系统的光学图；
[图2]为根据本发明的成像光学系统的光学图；
[图3a]对应于[图2]同时说明本发明的特征；
[图3b]对应于[图3a]以便说明本发明的其它特征；
[图4]对应于[图2]对于本发明的改进；和
[图5]展示结合[图2]的系统的光电成像装置。
具体实施方式
为清楚起见，在这些图中所示的元件的尺寸既不对应于实际尺寸，也不对应于实际尺寸的比率。此外，不同图中指示的相同编号指代相同或具有相同功能的元件。可假定图的平面构成所表示的成像光学系统的对称平面，但这种对称对本发明并非必不可少的。实际上，每个系统的三个镜面可成角度，使得傍轴光线的区段并非共平面的。
在[图1]到[图4]中，正交坐标系统x、y、z使得x轴垂直于图的平面，z轴平行于傍轴光线RP的初始区段RP0且沿着光线在此区段上的传播的方向定向，且y轴定向成使得有助于形成于焦平面PF中的图像的光线的末端区段在y轴上具有正向定向的投影，所述光线根据这些光线的传播方向定向。y-z平面，为图中平面，可为系统1的对称平面，包含镜面M1、M2和M3中的每一个的反射表面的对称平面。术语上游和下游通过比较此z轴上的光学组件的边界或边缘的投影的相应位置关于z轴来界定。确切地说，针对镜面M1、相应地M2，下游边缘BAV1、相应地BAV2与上游边缘BAM1、相应地BAM2相对。
在[图1]中指示的直线D0连接镜面M1和M2的分别标示为BAM1和BAM2的上游边缘。其展示图像传感器2仍关于z轴在此线D0的上游至少部分偏移。由于线D0和图像传感器2的这些相对位置，杂散光可直接从镜面M1传播到图像传感器2。此杂散光可来源于系统1的光学入口面向的场景，由镜面M1朝向图像传感器2反射，接着通过穿过镜面M2的上游侧直接到达图像传感器2。在[图1]中的附图标记R1标示此杂散光的光线。由于杂散光R1的光线在其光学入口处相对于系统1的光轴具有轻微倾斜，意味着在由镜面M1反射之前相对于z轴轻微倾斜，其通过放置在系统1的光学入口处的场边缘掩模的消除将需要此掩模在沿着光学入口的上游的方向上具有较大长度。
[图2]展示与[图1]的类型相同的类型的系统1，但经本发明修改。在本发明中，镜面M2和M3经定位且倾斜，使得图像传感器2的感光表面S相对于线D0完全向上游偏移。换句话说，感光表面S的上游边界LAM位于线D0的下游侧上。以这种方式，杂散光可不再从镜面M1直接传播到图像传感器2：类似于光线R1的光线全部由本发明阻挡。显然，镜面M2的上游边缘可由镜面M2的外围屏幕的在所述镜面上游延伸的上游边缘替换以界定线D0。
在[图2]的系统1中，镜面M3构成入射光瞳。
对于[图2]的本发明的实施例，在图的y-z平面中呈现的图像传感器2的感光表面S的维度使得相关联视角等于18°。在本文的一般部分中，感光表面S的此维度已称为纵向维度，且相关联视角已称为第一视角。此第一视角在下文标示为α1。
图像传感器2可具有矩阵型，在此情况下其感光表面S具有平行于x轴的另一维度。此其它维度在本文的一般部分中已称为感光表面S的横向维度。对于[图2]的实施例，图像传感器2的感光表面S的此横向维度使得称为第二视角的相关联视角等于24°。因此，[图2]的系统1具有较大总场：18°x24°。然而，有可能获得具有成像光学系统的此配置的较大或较小场。根据本文描述的实施例，当图像传感器2的感光表面S为矩形时，此图像传感器优选地定向使得其感光表面的最大横向维度垂直于系统1的对称平面，即垂直于[图2]的平面。
对于[图2]的展示为实例的实施例，图像传感器2在其纵向维度上具有各自为12微米(μm)的240个像素，和在其横向维度的上320个像素。系统1的焦距值f等于9毫米(mm)，且其光圈数N等于1.5，对应于6mm的入射光瞳尺寸。
[图3a]和[图3b]重复与[图2]相同的本发明的实施例，同时展示系统1的三个镜面M1、M2和M3以及图像传感器2容纳在由SPH指代的直径等于40mm的球体内。系统1因此尤其紧密，且适合于结合到光电成像装置中，例如机载交通工具导向装置、热感相机、视觉辅助装置和用于监控和检测的光电吊舱。[图5]展示由附图标记20指代的用于监控和检测的此光电吊舱，所述光电吊舱携载在无人机30上且结合系统1。
在本发明的一些可能实施例中，系统1的光学组件中的一些或全部可通过三维打印，通常称为3D打印制成。
在其它可能实施例中，系统1的光学组件中的一些或全部可由注射的聚合物类材料制成。这种其它实施例可具有尤其低成本价格。另外，因此通过注射形成的镜面M1、M2和M3中的至少一个可直接产生有用于镜面的自定位系统。
镜面M1、M2和M3中的每一个可由刚性且提供其反射表面的形状的基底部分构成，和沉积于其表面上的反射金属层构成。刚性基底部分可由固体3D打印材料制成，或可基于注射的聚合物。对于镜面M2，此镜面的基底部分和反射层分别在[图2]中由附图标记M2b和M2r指代。
[图3a]和[图3b]进一步展示加入系统1以进一步减小可以其它方式到达图像传感器2的杂散光的量的两个入射挡板。由附图标记11指代的入射挡板已在本文的一般部分中称为第一入射挡板，且由附图标记12指代的入射挡板已称为第二入射挡板。系统1的光学入口由附图标记O指代。入射挡板11位于接近图像传感器2的光学入口O的边缘上，且入射挡板12位于光学入口O的与入射挡板11相对的边缘上。因此，入射挡板12接近镜面M3。实际上，由于系统1的α-z配置，图像传感器2位于接近或极接近光学入口O处，同时在与镜面M3相对的的方向上相对所述光学入口O横向偏移。
在[图3a]和[图3b]的y-z平面中，系统1的入射场定界在由附图标记RM1和RM2指代的两个场边缘边缘光线之间。这些场边缘边缘光线RM1和RM2的初始区段因此在其之间形成上文引入的视角α1。入射挡板11叠加于场边缘边缘光线RM1的初始区段上，且入射挡板12叠加于场边缘边缘光线RM2的初始区段上。此外，入射挡板11可向下游延伸到场边缘边缘光线RM2的末端区段，且入射挡板12可向下游延伸到镜面M3的上游边缘BAM3。换句话说，入射挡板11的下游边缘BAV11可位于场边缘边缘光线RM2的末端区段上，且入射挡板12的下游边缘BAV12可接合镜面M3的上游边缘BAM3。在[图3a]和[图3b]的y-z平面外部，入射挡板11和12优选地叠加于接近场边缘边缘光线RM1和RM2的场边缘边缘光线上。
[图3a]展示系统1内部的场边缘边缘光线RM1和RM2的完整路径，以及其对形成于图像传感器2的感光表面S上的图像的贡献。场边缘边缘光线RM1有助于在图像传感器2的感光表面S的下游边界LAV处形成图像，且场边缘边缘光线RM2有助于在上游边界LAM处形成图像。
在y-z平面中且[图3b]，附图标记F0指代系统1的入射场，附图标记F1和F2指代入射场F0外部但成角度地接近其的角场，且附图标记F3和F4指代分别关于入射场F0成角度地位于场F1和F2的相对侧上的角场。场F1和F2因此称为入射场F0的相邻场，且场F3和F4称为入射场F0的非相邻场。
来自相邻场F1和F2且可由镜面M1反射、接着由镜面M2反射且最后由镜面M3反射的光线到达其感光表面S外部的图像传感器2。大体上，来源于非相邻场F3和F4的光线并不遵循系统1内部的标称路径，依次经由三个镜面，但如果光线来源于非相邻场F4，那么直接朝向图像传感器2定向，或如果光线来源于非相邻场F3和镜面那么将在镜面M3上反射之后到达图像传感器2。
将图像传感器2放置成接近系统1的光学入口O，如由α-z配置提供，使得有可能防止来源于相邻场F1的杂散光线由镜面M3朝向图像传感器2反射。入射挡板11的功能因此包括拦截来源于非相邻场F3的可由镜面M3朝向图像传感器2反射的杂散光线，但不包含拦截来源于相邻场F1的也朝向镜面M3的杂散光线。由于此，系统1上游的入射挡板11的长度可较短。
入射挡板11还拦截来自非相邻场F4同时朝向图像传感器2定向的光线的部分，意味着那些来自非相邻场F4的光线相对于z轴较不倾斜。这些实际上由入射挡板11的下游部分拦截。
此外，非相邻场F4的相对于z轴最倾斜同时朝向图像传感器2定向的那些光线由入射挡板12拦截。为了拦截这些光线，入射挡板12可具有在直线D1的上游的上游边缘BAM12，所述直线D1将入射挡板11的下游边缘BAV11连接到图像传感器2的感光表面S的下游边界LAV。然而，由于镜面M2拦截将以其它方式在镜面M1与图像传感器2之间直线传播的光线的特征，入射挡板12不需要拦截来自相邻场F2的将以其它方式在镜面M1上朝向图像传感器2反射的杂散光线，也不需要拦截来自非相邻场F4的那些较不倾斜光线。因此，系统1的α-z配置使得有可能通过将图像传感器2放置成接近其光学入口O，仅使来自非相邻场F4的最倾斜寄生光线由入射挡板12拦截，而不需要入射挡板12拦截来自相邻场F2的光线或来自非相邻场F4的较不倾斜光线。入射挡板12的上游边缘BAM12因此位于线D1上，而不必须在上游延伸超出所述线D1。因此，入射挡板12还可具有上游长度，意味着在光学入口O前方延伸的长度较短。此外，入射挡板12的下游边缘BAV12可足以位于直线D2上，所述直线D2将入射挡板11的下游边缘BAV11连接到图像传感器2的感光表面S的上游边界LAM，而不是接合镜面M3的上游边缘BAM3。
归功于两个入射挡板11和12的减小的上游长度，包含这些入射挡板11和12的整个系统1因此具有较小尺寸。
[图4]再次对应于[图2]的本发明的实施例，从而展示额外图像传感器到系统1中的可能集成。附图标记13指代光谱分离装置，例如二色性分离器。装置13产生焦平面PF的图像PF'。额外图像传感器2'可接着布置成使得其感光表面叠加于焦平面的图像PF'上。作为实例，额外图像传感器2'可为硅类且对可见光范围敏感。
应理解，可以在修改上文详细描述的实施例的次要方面，且仍保持至少一些所列举优点的同时来再现本发明。确切地说，根据本发明的成像光学系统可用于除所提及的那些应用之外的应用中。另外，已提及的任何数值仅出于说明性目的，其可根据特定应用来改变。本领域技术人员将知道如何毫不费力地调适每一应用的焦距、视角、入射光瞳尺寸等的值。
Claims (13)
1.一种包括三个镜面的成像光学系统(1)，所述三个镜面包含主要镜面(M1)、次级镜面(M2)和三级镜面(M3)，所述镜面被调适且布置成使得来源于位于所述系统的入射场中的场景的光线首先由所述主要镜面反射，接着由所述次级镜面反射，且接着由所述三级镜面反射以在所述系统的焦平面(FP)中形成所述场景的图像，
来源于所述场景且有助于形成所述图像的光线因此划分成所述主要镜面(M1)上游的初始区段、所述主要镜面与所述次级镜面(M2)之间的第一中间光线区段、所述次级镜面与所述三级镜面(M3)之间的第二中间光线区段，和所述三级镜面与所述焦平面(PF)之间的末端光线区段，
所述主要镜面(M1)和所述次级(M2)镜面定向成使得所述系统(1)的傍轴光线的所述第二中间区段与所述傍轴光线的所述初始区段相交，且所述次级镜面和所述三级镜面(M3)定向成使得所述傍轴光线的所述末端区段穿过所述次级镜面的横向侧，所述横向侧与所述主要镜面相对于所述次级镜面的横向偏移相对，使得所述傍轴光线的所述末端区段不与所述傍轴光线的所述第一中间区段相交，
所述系统(1)进一步包括图像传感器(2)，所述图像传感器(2)被布置成使得所述图像传感器的感光表面(S)叠加于所述焦平面(PF)上，所述感光表面从上游边界(LAM)延伸到下游边界(LAV)，所述图像传感器的感光表面的上游边界和下游边界关于所述上游边界和下游边界到所述傍轴光线的所述初始区段上的相应投影且关于所述傍轴光线在所述傍轴光线的所述初始区段中的传播方向来界定，
所述系统(1)的特征在于，所述次级镜面(M2)和所述三级镜面(M3)定向成使得所述图像传感器(2)的感光表面(S)的上游边界(LAM)相对于直线(D0)向下游偏移，所述直线(D0)将所述主要镜面(M1)的上游边缘(BAM1)连接到所述次级镜面(M2)的上游边缘(BAM2)或连接到围绕所述次级镜面的屏幕的上游边缘，使得所述次级镜面或围绕所述次级镜面的所述屏幕拦截将以其它方式以直线直接从所述主要镜面传播到所述图像传感器的感光表面的光线，
所述主要镜面(M1)、相应地所述次级镜面(M2)的所述上游边缘(BAM1、BAM2)和下游边缘(BAV1、BAV2)关于所述主要镜面、相应地所述次级镜面的所述上游边缘和所述下游边缘到所述傍轴光线的所述初始区段上的相应投影且关于所述傍轴光线在所述傍轴光线的所述初始区段中的传播方向来界定，
且所述图像传感器(2)的感光表面(S)的上游边界(LAM)的下游偏移平行于所述傍轴光线的所述初始区段，且根据所述傍轴光线在所述傍轴光线的所述初始区段中的传播方向来定向。
2.根据权利要求1所述的成像光学系统(1)，其特征在于，所述主要镜面(M1)、所述次级镜面(M2)和所述三级镜面(M3)中的至少一个具有自由反射表面。
3.根据权利要求1或2所述的成像光学系统(1)，其进一步包括第一入射挡板(11)，所述第一入射挡板(11)叠加于第一场边缘边缘光线的初始区段上、位于与所述图像传感器(2)相同的入射场的第一侧上、与所述三级镜面(M3)相对，且所述第一入射挡板具有接合第二场边缘边缘光线的末端区段的下游边缘(BAV11)。
4.根据权利要求3所述的成像光学系统(1)，其进一步包括第二入射挡板(12)，所述第二入射挡板(12)叠加于所述第二场边缘边缘光线的初始区段上、位于与所述三级镜面(M3)相同的入射场的第二侧上、与所述图像传感器(2)相对，且所述第二入射挡板具有连接到所述三级镜面的上游边缘(BAM3)或连接到围绕所述三级镜面的屏幕或连接到用于所述三级镜面的不透光支架的下游边缘(BAV12)，不然所述第二入射挡板的下游边缘位于将所述图像传感器(2)的感光表面(S)的上游边界(LAM)连接到所述第一入射挡板(11)的下游边缘(BAV11)的直线(D2)的下游。
5.根据权利要求4所述的成像光学系统(1)，其特征在于，所述第二入射挡板(12)具有位于将所述第一入射挡板(11)的下游边缘(BAM1)连接到所述图像传感器(2)的感光表面(S)的下游边界(LAV)的直线(D1)的上游的上游边缘(BAM12)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的成像光学系统(1)，其特征在于，所述图像传感器(2)的纵向维度确定所述系统的第一视角(α1)，
所述系统(1)调适成使得所述第一视角(α1)大于或等于9°，优选地大于或等于18°。
7.根据权利要求6所述的成像光学系统(1)，其特征在于，所述图像传感器(2)具有矩阵布置，且所述图像传感器的垂直于所述纵向维度的横向维度确定所述系统的第二视角，
所述系统(1)进一步调适成使得所述第二视角大于或等于12°，优选地大于或等于24°。
8.根据前述权利要求中任一项所述的成像光学系统(1)，其具有小于5，优选地小于2的光圈数值N，所述光圈数N等于f/D，其中f为所述系统的焦距f且D为所述系统的入射光瞳的尺寸。
9.根据前述权利要求中任一项所述的成像光学系统(1)，其进一步包括瞳孔隔膜，所述瞳孔隔膜位于所述主要镜面(M1)或所述三级镜面(M3)处，优选地位于所述三级镜面处。
10.根据前述权利要求中任一项所述的成像光学系统(1)，其进一步包括布置于所述三级镜面(M3)与所述图像传感器(2)之间的光谱分离装置(13)，和布置于所述系统的焦平面(PF)的图像(PF')中的额外图像传感器(2')，所述图像已由所述光谱分离装置形成。
11.根据前述权利要求中任一项所述的成像光学系统(1)，其特征在于，所述主要镜面(M1)、所述次级镜面(M2)和所述三级镜面(M3)容纳在直径在所述系统的焦距f的值的2倍与6倍之间的球体中。
12.根据前述权利要求中任一项所述的成像光学系统(1)，其特征在于，所述主要镜面(M1)、所述次级镜面(M2)和所述三级镜面(M3)中的至少一个包括由注射的聚合物类材料制成的刚性部分(M2b)，和任选地反射金属层(M2r)。
13.一种光电成像装置(100)，其包括根据前述权利要求中任一项所述的系统(1)，所述装置选自机载交通工具导向装置、热感相机、视觉辅助装置和用于监控和检测的光电吊舱。
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