补偿像移的同轴三反成像系统的制作方法

1.本专利涉及空间遥感相机光学系统领域，具体涉及一种补偿像移的同轴三反成像系统。


背景技术：

2.遥感相机为了实现在轨大范围的成像，可以采用绕中心轴高速旋转的方式扩大扫描范围，从而实现对地大幅宽观测。由于采用了绕中心轴的二维高速旋转，在一个积分时间内会产生像移，对成像质量产生严重影响。
3.为了在实现大口径、大视场的成像的同时消除由于高速旋转导致的像移，采用两块单轴转动的平面快反镜在一个积分时间内对像移进行补偿，从而实现更好的成像像质。


技术实现要素：

4.为了解决上述现有技术中存在的问题，本专利设计了一种补偿像移的同轴三反成像系统。
5.本专利所采用的技术方案是：
6.设计一种补偿像移的同轴三反成像系统。其特征在于双快反镜消像差布局，包括主镜1、次镜2、三镜3、快反镜一4、快反镜二5和像面6。光路的走向是按入射光线射到主镜1，反射到次镜2，由次镜2反射到三镜3，由三镜3反射到快反镜一4，由快反镜一4反射到快反镜二5，由快反镜二5反射到像面6。其中，主镜1、次镜2、三镜3形成一套同轴三反光路布局，在主镜1与三镜3之间放置两块快反镜，分别是快反镜一4与快反镜二5，快反镜一4与快反镜二5为两块平面镜，可绕其中心轴转动，快反镜一4与快反镜二5安装方式需满足两者的转动轴互相垂直。
7.所述的主镜1为凹非球面反射镜；
8.所述的次镜2为凸非球面反射镜；
9.所述的三镜3为凹非球面反射镜；
10.所述的快反镜一4为平面反射镜；
11.所述的快反镜二5为平面反射镜。
12.与现有技术相比，本专利的有益效果是：为消除由于高速旋转导致的像移，采用两块单轴转动的平面快反镜在一个积分时间内对像移进行补偿，从而实现更好的成像像质，同时由于两块转动轴互相垂直的快反镜布局方式，可以消除由于原本由一块二维快反镜补偿时产生的像旋问题。
附图说明
13.图1为一种补偿像移的同轴三反成像系统光路组成示意图：
14.图2为一种补偿像移的同轴三反成像系统光路侧面示意图：
15.标记说明：1
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主镜，2
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次镜，3
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三镜，4
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快反镜一，5
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快反镜二，6
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像面，7
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快反镜一
的转动轴，8
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快反镜二的转动轴。
具体实施方式
16.结合附图和实例，对本专利的具体实施方式进一步详细说明：
17.如图1所示，该光学系统光路包括主镜1，次镜2，三镜3，快反镜一4，快反镜二5，像面6。
18.本专利实施方式：光路为同轴四反光路。系统焦距为10000mm，主镜1为凹反射镜，半径值4300mm，次镜2为凸反射镜，半径值1100mm，三镜3为凹反射镜，半径值1500mm。如图2，快反镜一4为平面反镜，可以绕其中心与y轴平行的快反镜一的转动轴7旋转，快反镜5也是平面反镜，可以绕其中心与y轴垂直的快反镜二的转动轴8旋转，两者的转动轴互相垂直。
19.当该光学系统指向以高速进行二维转动或平动时，成像点会产生拖尾现象，该现象为像移，为了补偿该现象在，主镜1与三镜3中间放置两块平面快反镜，快反镜一4，与主镜、次镜和三镜3同轴，以一定角度将光线转折出，然后将快反镜二5置于转出的光路上，将光线转向像面6进行成像。
20.如图2，两块快反镜的转动方向互相垂直，可以用于补偿两个方向的像移。快反镜一4为平面反镜，可以绕其中心与y轴平行的快反镜一的转动轴7旋转，快反镜二5也是平面反镜，可以绕其中心与y轴垂直的快反镜二的转动轴8旋转，两者的转动轴互相垂直，当两块快反镜分别绕转动轴转动时可以实现对二维像移的补偿。
21.该光路中的快反镜消除由于高速旋转导致的像移，采用两块单轴转动的平面快反镜在一个积分时间内对像移进行补偿，从而实现更好的成像像质，同时由于两块转动轴互相垂直的快反镜布局方式，可以消除由一块二维快反镜补偿时产生的像旋问题。


技术特征：
1.一种补偿像移的同轴三反成像系统，包括主镜(1)、次镜(2)、三镜(3)、快反镜一(4)、快反镜二(5)和像面(6)，其特征在于：所述的成像系统结合同轴三反系统与双快反镜消像差布局，光路的走向是：入射光线射到主镜(1)，反射到次镜(2)，由次镜(2)反射到三镜(3)，由三镜(3)反射到快反镜一(4)，由快反镜一(4)反射到快反镜二(5)，由快反镜二(5)反射到像面(6)；其中，主镜(1)、次镜(2)、三镜(3)形成一套同轴三反光路布局，在主镜(1)与三镜(3)之间放置两块快反镜，分别是快反镜一(4)与快反镜二(5)，快反镜一(4)与快反镜二(5)为两块平面镜，可绕其中心轴转动，快反镜一(4)与快反镜二(5)的转动轴互相垂直。2.根据权利要求1所述的一种补偿像移的同轴三反成像系统，其特征在于，所述的主镜(1)为凹非球面反射镜。3.根据权利要求1所述的一种补偿像移的同轴三反成像系统，其特征在于，所述的次镜(2)为凸非球面反射镜。4.根据权利要求1所述的一种补偿像移的同轴三反成像系统，其特征在于，所述的三镜(3)为凹非球面反射镜。5.根据权利要求1所述的一种补偿像移的同轴三反成像系统，其特征在于，所述的快反镜一(4)为平面反射镜。6.根据权利要求1所述的一种补偿像移的同轴三反成像系统，其特征在于，所述的快反镜二(5)为平面反射镜。

技术总结
本专利公开了一种补偿像移的同轴三反成像系统。其包主镜、次镜、三镜、快反镜一、快反镜二和探测器。其中主镜、次镜和三镜形成一套同轴三反光学系统，两块快反镜放置在主镜与三镜中间，两块快反镜的转动轴互相垂直。本专利是针对遥感相机在高速旋转时产生的像移，可以用两块快反镜对其进行补偿，不同于原本一块二维快反镜的补偿方式，两块垂直摆放的快反镜互相垂直的转动状态可以有效的消除由一块二维快反镜在补偿同时产生的像旋问题，使得该成像光学系统的光路形式可以实现大范围的二维旋转扫描成像。扫描成像。扫描成像。


技术研发人员：李正达 孙胜利 饶鹏 吴春亮
受保护的技术使用者：中国科学院上海技术物理研究所
技术研发日：2021.01.26
技术公布日：2021/11/21