CN1525202A - 无像旋的45°镜扫描光学系统 - Google Patents
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Abstract
一种无像旋的45°镜扫描光学系统，该系统包括45°扫描镜、双反射光学会聚主系统、K镜消像旋系统和后光学系统，45°扫描镜的旋转轴与双反射光学会聚主系统、K镜消像旋系统和后光学系统的光轴重合，构成本光学系统的光轴。所述双反射光学会聚主系统的主反射镜为抛物面镜，次反射镜的反射面为双曲面。本发明可缩小K镜的通光口径10倍左右，从而大大减小了仪器的尺寸。本光学系统适用于航天和军事领域。
Description
技术领域：
本发明涉及光学系统，特别是一种无像旋的45°镜扫描光学系统，它主要应用于空间对地观察望远镜，在军事领域中也有应用。
背景技术：
45°扫描镜是常用的遥感光学仪器扫描方式，但它会产生像旋转，需要加入消像旋光学系统。对于宽光谱波段成像仪器，需要采用反射式光学系统，因此可以采用“K镜”消像旋系统。“K镜”是由三面反射镜组成，排列成“K”字形状，它同时与45°扫描镜启动且转速为45°扫描镜的一半。如果直接将“K镜”置于45°扫描镜后，“K镜”的通光口径就必须与45°扫描镜一致，这就导致“K镜”零件尺寸和回转半径大，用以驱动“K镜”的驱动机构庞大，需要的转动力矩也要求大。如何减小“K镜”的尺寸，从而减小仪器的尺寸以及降低对电机的转动力矩要求，以满足空间任务和军事任务的要求是很关键的。
发明内容：
本发明要解决的技术问题在于提供一种无像旋的45°镜扫描光学系统，该系统在保障45°扫描镜的通光口径的前提下，“K镜”的尺寸较小，因而可减小仪器的尺寸，降低对电机转动力矩的要求。
本发明的技术解决方案如下：
一种无像旋的45°镜扫描光学系统，包括45°扫描镜M1、K镜消像旋系统和后光学系统，其特征在于：
①.在45°扫描镜M1和K镜消像旋系统之间加设有双反射光学会聚主系统；
②.45°扫描镜M1的旋转轴与双反射光学会聚主系统的、K镜消像旋系统的和后光学系统的光轴重合，构成本光学系统的光轴。
所述的双反射光学会聚主系统的入光口径与45°扫描镜M1的通光口径一致。
所述的双反射光学会聚主系统由主镜M3和次镜M2构成，主镜M3为抛物面镜，而次镜M2为双曲面镜。
所述主镜M3中心的通光孔径与次镜M2的口径相同，而且决定着K镜的通光口径。
本发明的优点在于：
K镜系统在消除45°扫描镜引起像旋的同时，通过加入双反射光学会聚主系统，使K镜的通光口径可以缩小10倍左右，从而减小了整个仪器的尺寸。
附图说明：
图1为无像旋的45度镜扫描光学系统最佳实施例结构示意图。
图2为实施例光学系统可见通道的光学传递函数曲线图。
图3为实施例光学系统红外通道的光学传递函数曲线图。
具体实施方式：
先请参阅图1，图1是本发明无像旋的45°镜扫描光学系统最佳实施例的光路结构示意图。由图可见，本发明无像旋的45°镜扫描光学系统，沿光束前进的方向，依次包括45°扫描镜M1，由主镜M3和次镜M2构成的双反射光学会聚主系统，K镜消像旋系统和后光学系统构成，其中45°扫描镜M1的旋转轴为本光学系统的光轴，而且双反射光学会聚主系统的、K镜消像旋系统的和后光学系统的光轴都与本光学系统的光轴重合，而且双反射光学会聚主系统的入光口径与45°扫描镜的通光口径一致。而次镜M2的口径为45°扫描镜M1的口径的1/10，因而K镜消像旋系统的通光口径即可缩小10倍，从而可以大大减小K镜的另件尺寸和回转半径，从而可以大大减小仪器的尺寸和降低电机的转动力矩要求。
下面是本发明光学系统的主要参数：
双反射光学会聚主系统：主镜M3 顶点半径R＝500mm 抛物面镜
次镜M2 顶点半径R＝170mm 双曲面镜
K镜的通光口径：φ51mm
K镜的回转口径：φ76.5mm
该系统的光学成像过程如下：
光学系统成像原理为：来自远方物体发出的平行光束，经45°扫描镜M1反射至双反射光学会聚主系统的主镜M3，主镜M3的口径与45°扫描镜的通光口径一致。然后由主镜M3反射至次镜M2，由次镜M2反射通过主镜M3中央的通光孔到K镜的第一反射镜M4，反射到K镜的第二反射镜M5，再反射到K镜的第三反射镜M6，最后进入后光学系统成像到焦面。而后光学系统可根据实际情况变更设置。
本发明光学系统用于星载望远镜，当卫星轨道高度794Km时，地面分辨率为1.1Km，光谱范围为0.43μm-12.5μm，焦距为200mm～640mm，口径为φ200mm。光学系统的光学传递函数均大于0.85，请见图2和图3，表明该光学系统的成像质量良好。
由于本发明光学系统中加设了双反射光学会聚主系统，其K镜的通光口径可缩小10倍，大大减小了整个仪器的尺寸。
Claims (4)
1、一种无像旋的45°镜扫描光学系统，包括45°扫描镜M1，K镜消像旋系统和后光学系统，其特征在于：
①.在45°扫描镜M1和K镜消像旋系统之间加设有双反射光学会聚主系统；
②.45°扫描镜M1的旋转轴与双反射光学会聚主系统的、K镜消像旋系统的和后光学系统的光轴重合，构成本光学系统的光轴。
2、根据权利要求1所述的无像旋的45°镜扫描光学系统，其特征在于所述的双反射光学会聚主系统的入光口径与45°扫描镜M1的通光口径一致。
3、根据权利要求1或2所述的无像旋的45°镜扫描光学系统，其特征在于所述的双反射光学会聚主系统由主镜M3和次镜M2构成，主镜M3的反射面为抛物面，而次镜M2的反射面为双曲面。
4、根据权利要求3所述的无像旋的45°镜扫描光学系统，其特征在于所述主镜M3中心的通光孔径与次镜M2的口径相同，而且决定着K镜的通光口径。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA031510566A CN1525202A (zh) | 2003-09-18 | 2003-09-18 | 无像旋的45°镜扫描光学系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA031510566A CN1525202A (zh) | 2003-09-18 | 2003-09-18 | 无像旋的45°镜扫描光学系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1525202A true CN1525202A (zh) | 2004-09-01 |
Family
ID=34286882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNA031510566A Pending CN1525202A (zh) | 2003-09-18 | 2003-09-18 | 无像旋的45°镜扫描光学系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1525202A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102364372A (zh) * | 2011-11-04 | 2012-02-29 | 四川九洲电器集团有限责任公司 | 多光谱折反式光学系统 |
| CN103017903A (zh) * | 2012-12-09 | 2013-04-03 | 中国科学院光电技术研究所 | 基于太阳望远镜光栅光谱仪的光学消旋与狭缝扫描一体化装置 |
-
2003
- 2003-09-18 CN CNA031510566A patent/CN1525202A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102364372A (zh) * | 2011-11-04 | 2012-02-29 | 四川九洲电器集团有限责任公司 | 多光谱折反式光学系统 |
| CN103017903A (zh) * | 2012-12-09 | 2013-04-03 | 中国科学院光电技术研究所 | 基于太阳望远镜光栅光谱仪的光学消旋与狭缝扫描一体化装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |