自由曲面离轴三反像方远心光学系统

1.一种自由曲面离轴三反像方远心光学系统，其特征在于，包括：一主反射镜，该主反射镜将物方发来的光线反射，形成一第一反射光；一次反射镜，该次反射镜设置在所述主反射镜的反射光路上，用于将所述第一反射光二次反射，形成一第二反射光，该次反射镜为孔径光阑；一第三反射镜，该第三反射镜设置在所述次反射镜的反射光路上，用于将所述第二反射光再次反射，形成一第三反射光；以及一图像传感器，该图像传感器位于所述第三反射镜的反射光路上，用于接收所述第三反射光并成像；在空间中定义一第一三维直角坐标系(x 1 ，y 1 ，z 1 )，在空间中相对于该第一三维直角坐标系(x 1 ，y 1 ，z 1 )，以所述主反射镜的空间定义一第二三维直角坐标系(x 2 ，y 2 ，z 2 )，以所述次反射镜所在的空间定义一第三三维直角坐标系(x 3 ，y 3 ，z 3 )，以所述三反射镜的空间定义一第四三维直角坐标系(x 4 ，y 4 ，z 4 )，以所述图像传感器所在的空间定义一第五三维直角坐标系(x 5 ，y 5 ，z 5 )；所述主反射镜的反射面为关于x 2 y 2 的4次多项式自由曲面，所述次反射镜的反射面为关于x 3 y 3 的6次多项式自由曲面，所述第三反射镜的反射面为关于x 4 y 4 的6次多项式自由曲面。 2.如权利要求1所述的自由曲面离轴三反像方远心光学系统，其特征在于，所述第二三维直角坐标系(x 2 ，y 2 ，z 2 )的原点在所述第一三维直角坐标系(x 1 ，y 1 ，z 1 )的坐标为(0mm，49.39999mm，122.92696mm)，z 2 轴正方向相对于第一三维直角坐标系(x 1 ，y 1 ，z 1 )的z 1 轴正方向顺时针旋转17.01294度。 3.如权利要求1所述的自由曲面离轴三反像方远心光学系统，其特征在于，所述第三三维直角坐标系(x 3 ，y 3 ，z 3 )的原点在所述第一三维直角坐标系(x 1 ，y 1 ，z 1 )的坐标为(0mm，36.69253mm，-16.46708mm)，z 3 轴正方向相对于第一三维直角坐标系(x 1 ，y 1 ，z 1 )的z 1 轴正方向逆时针旋转0.74805度。 4.如权利要求1所述的自由曲面离轴三反像方远心光学系统，其特征在于，所述第四三维直角坐标系(x 4 ，y 4 ，z 4 )的原点在所述第一三维直角坐标系(x 1 ，y 1 ，z 1 )的坐标为(0mm，-40.20955mm，110.40654mm)，z 4 轴正方向相对于第一三维直角坐标系(x 1 ，y 1 ，z 1 )的z 1 轴正方向顺时针旋转22.31491度。 5.如权利要求1所述的自由曲面离轴三反像方远心光学系统，其特征在于，所述第五三维直角坐标系(x 5 ，y 5 ，z 5 )的原点在所述第一三维直角坐标系(x 1 ，y 1 ，z 1 )的坐标为(0mm，6.13399mm，-29.9344mm)，z 5 轴正方向相对于第一三维直角坐标系(x 1 ，y 1 ，z 1 )的z 1 轴正方向顺时针旋转9.11067度。 6.如权利要求1所述的自由曲面离轴三反像方远心光学系统，其特征在于，所述x 2 y 2 的4次多项式的方程式为：其中，c＝2.8642059856E-03、k＝-3.9274297376E+00、A 2 ＝-4.5435688039E-01、A 3 ＝-5.3806292422E-04、A 5 ＝-4.3722756320E-04、A 7 ＝-3.0530404587E-06、A 9 ＝2.3737900997E-07、A 10 ＝8.5265458822E-09、A 12 ＝1.9066201794E-08、A 14 ＝5.7547889567E-09。 7.如权利要求1所述的自由曲面离轴三反像方远心光学系统，其特征在于，所述x 3 y 3 的6次多项式自由曲面的方程式为：其中，c＝-1.3509388901E-03、k＝8.7720946581E+01、A 2 ＝2.9521719735E-02、A 3 ＝-3.0546252140E-04、A 5 ＝-2.5168419021E-05、A 7 ＝-3.9838626726E-06、A 9 ＝-9.4441737760E-07、A 10 ＝-3.4439768073E-08、A 12 ＝-4.6398109825E-08、A 14 ＝-1.5721550120E-08、A 16 ＝-3.0796040892E-10、A 18 ＝-3.4167907065E-10、A 20 ＝-8.6127469499E-11、A 21 ＝-9.4044204706E-13、A 23 ＝-8.7321134718E-13、A 25 ＝4.0516919551E-13、A 27 ＝5.5914310564E-13。 8.如权利要求1所述的自由曲面离轴三反像方远心光学系统，其特征在于，所述x 4 y 4 的6次多项式自由曲面的方程式为：其中，c＝-6.0303569933E-03、k＝-2.2371952711E-01、A 2 ＝-2.2430352958E-03、A 3 ＝5.4714931736E-04、A 5 ＝5.6853894214E-04、A 7 ＝4.4859214867E-07、A 9 ＝8.3542437405E-07、A 10 ＝2.7604507475E-09、A 12 ＝6.2081241869E-09、A 14 ＝2.5484435684E-09、A 16 ＝1.4411288365E-11、A 18 ＝3.1914780755E-11、A 20 ＝1.7498528416E-11、A 21 ＝2.0195053704E-14、A 23 ＝1.7141602857E-13、A 25 ＝2.4828768594E-13、A 27 ＝1.1001411984E-13。 9.如权利要求1所述的自由曲面离轴三反像方远心光学系统，其特征在于，所述自由曲面离轴三反像方远心光学系统的视场角为3°×4°。 10.如权利要求9所述的自由曲面离轴三反像方远心光学系统，其特征在于，所述自由曲面离轴三反像方远心光学系统的视场角在在水平方向的角度为-1.5°至1.5°，在垂直方向的角度为-14°至-10°。 11.如权利要求1所述的自由曲面离轴三反像方远心光学系统，其特征在于，所述自由曲面离轴三反像方远心光学系统的相对孔径为0.526，F数为1.9。 12.如权利要求1所述的自由曲面离轴三反像方远心光学系统，其特征在于，所述图像传感器的中心位于所述第五三维直角坐标系(x 5 ，y 5 ，z 5 )的原点位置，所述图像传感器的平面设置于所述第五三维直角坐标系(x 5 ，y 5 ，z 5 )的x 5 y 5 平面内。