DE4108137A1 - Optisches abbildungssystem - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein optisches
System. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung
optische Abbildungssysteme.
Optische Abbildungssysteme, wie beispielsweise das optische
Cassegrain-System, sind wohl bekannt. Derartige Systeme ver
wenden im allgemeinen kreisförmige, sich gegenüberliegende
erste und zweite Spiegel, welche in einer starren Befesti
gung um eine optische Achse angeordnet sind. Der erste Spie
gel weist einen Durchmesser auf, welcher erheblich größer
ist als der Durchmesser des zweiten Spiegels und welcher
eine Zentralapertur definiert, durch die sich die optische
Achse erstreckt. Optische Strahlen, welche den ersten Spie
gel streifen, werden in Richtung des zweiten Spiegels
reflektiert, von wo aus sie zu einem Brennpunkt des zweiten
Spiegels reflektiert werden, welcher auf der optischen Achse
liegt. Geeignete Abbildungsvorrichtungen können bei dem
Brennpunkt angeordnet werden.
Optische Abbildungssysteme wie die eben beschriebenen müssen
bezüglich ihrer Genauigkeit hohe Anforderungen erfüllen.
Abbildungssysteme für militärische Anwendungen müssen dar
über hinaus den Anforderungen an Robustheit, Kompaktheit,
Zuverlässigkeit und Unabhängigkeit von Temperaturänderungen
genügen. Das Genauigkeitskriterium wird sowohl von der End
geometrie der reflektierenden Oberflächen, die durch die
Spiegel definiert wird, als auch durch die Geschicklichkeit,
mit der die Spiegel in ihrer Befestigung eingebaut werden,
bestimmt. Derartiges Befestigen und Einbauen ist extrem
zeitraubend und daher teuer. Während die geometrische Genau
igkeit der reflektierenden Oberflächen eine Funktion des
Herstellungsverfahrens ist, mittels dem die Spiegel herge
stellt werden, wird der Einbau der Spiegel in ihre Befesti
gungen manuell durchgeführt und die Gesamtsystemgenauigkeit
ist daher in erheblichem Umfang von der Geschicklichkeit der
Person oder der Personen abhängig, die das System zusammen
bauen.
Herkömmenliche Systemfehler sind:
Zentrieren der zwei Spiegel in Bezug auf die optische Achse: 0,05 mm,
Stellung der zwei Spiegel bezüglich der optischen Achse: 0,05 mm,
Abstand zwischen Spiegelspuren: 0,1 mm.
Zentrieren der zwei Spiegel in Bezug auf die optische Achse: 0,05 mm,
Stellung der zwei Spiegel bezüglich der optischen Achse: 0,05 mm,
Abstand zwischen Spiegelspuren: 0,1 mm.
Wie den Fachleuten bekannt ist, können Systemfehler wie die
zuvor erwähnten für viele Anwendungen ausreichend sein,
wohingegen aber optische Systeme mit einer einzelnen Achse,
die die oben erwähnten Systemfehler aufweisen, für Abbil
dungsanwendungen ungeeignet sind, die eine höhere Genauig
keit verlangen.
Darüber hinaus hat die hohe Komplexität des manuellen
Aufbaus dieser optischen Systeme zur Folge, daß es vieler
Stunden bedarf, um ihre Genauigkeit zu maximieren, was zu
einem vergleichsweise teuren Produkt führt.
In einem Artikel mit dem Titel "Aplanatic two-mirror compact
collimator" by I.-Fu Shih et al. SPIE, Vol. 554, Internatio
nal Lens Design Conference (1985), pp. 265-272, wird ein
Kollimator beschrieben, der zwar zum Abbilden nicht geeignet
ist, der aber zwei Spiegel verwendet, die auf einem ein
stückigen Metallstück mittels eines Diamanten gedreht worden
sind.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbes
sertes optisches Abbildungssystem bereitzustellen, das die
oben erwähnten Nachteile nicht länger aufweist.
Erfindungsgemäß wird dies durch ein optisches Abbildungs
system gemäß dem Anspruch 1 bzw. 14 bzw. 17 gelöst.
Im einzelnen wird gemäß einer ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ein integral ausgebildetes optisches
Abbildungssystem beschrieben, das zwei sich gegenüberlie
gende reflektierende Oberflächen aufweist, die eine einzelne
optische Achse definieren und die auf einem einstückigen
Material ausgebildet sind.
Zusätzlich weisen die zwei reflektierenden Oberflächen gemäß
einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
eine erste reflektierende Oberfläche auf, die eine zentrale
Apertur definiert, durch die die optische Achse sich
erstreckt; sowie eine zweite reflektierende Oberfläche, die
koaxial mit der ersten reflektierenden Oberfläche ausgebil
det ist und einen Brennpunkt definiert, der auf der opti
schen Achse liegt, wobei Strahlung, die auf die erste
reflektierende Oberfläche trifft, von ihr in Richtung der
zweiten reflektierenden Oberfläche reflektiert wird, und
dann von der zweiten reflektierenden Oberfläche aus in Rich
tung des Brennpunktes reflektiert wird.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegen
den Erfindung besteht das System aus einem reflektierenden
Cassegrain-Spiegel, während, gemäß einer alternativen Aus
führungsform, das System auch aus einem optischen Gregorian-
System bestehen kann.
Desweiteren wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ein optisches mulitspektrales Abbil
dungssystem bereitgestellt, welches zum einen das oben
beschriebene optische Abbildungssystem enthält sowie des
weiteren Strahlteilervorrichtungen und eine Mehrzahl von
Detektoren, welche jeweils bei verschiedenen optischen
Wellenlängen arbeiten.
Es ist ein besonderes Merkmal der vorliegenden Erfindung,
daß reflektierende Optiken gemeinsam für beide Wellenlängen
verwendet werden.
Darüber hinaus wird in Übereinstimmung mit einer bevorzugten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein optisches
Mehrgesichtsfeld-Abbildungssystem bereitgestellt, welches
das oben beschriebene optische Abbildungssystem verwendet
und darüber hinaus Strahlteilervorrichtungen und eine Mehr
zahl von Detektoren, welche jeweils verschiedene Gesichts
felder aufweisen.
Schließlich können Brechungsoptiken vor einem oder vor meh
reren Detektoren angeordnet werden, um die Mehrzahl von
Gesichtsfeldern zu definieren.
Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erfüllt die
Anforderungen bezüglich der Robustheit, Kompaktheit, Zuver
lässigkeit sowie der Unempfindlichkeit bezüglich Tempera
turänderungen der Umgebung.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen.
Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines optischen
Abbildungssystemes, das gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung her
gestellt wurde;
Fig. 2 eine Seitenfrontansicht des Systems, das in Fig.
1 dargestellt ist und worin eine Systemkonfigu
ration gemäß einer Ausführungsform der vorlie
genden Erfindung gezeigt wird;
Fig. 3A eine Schnittansicht des Systems, das in den Fig.
1 und 2 dargestellt ist, entlang der Linie III-
III in Fig. 2;
Fig. 3B eine Schnittansicht entsprechend der Ansicht von
Fig. 3A, worin aber das dargestellte System
gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorlie
genden Erfindung konstruiert wurde;
Fig. 4 eine Schnittansicht des Systems, das in den Fig.
1 und 2 dargestellt wurde, entlang der Linie IV-
IV in Fig. 2;
Fig. 5 eine Schnittdarstellung eines optisch bi-spek
tralen Abbildungssystemes, welches gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung konstruiert und betrieben wird;
Fig. 6 eine Schnittdarstellung eines optischen Abbil
dungssystemes mit zwei Gesichtsfeldern, welches
gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vor
liegenden Erfindung konstruiert und betrieben
wird; und
Fig. 7 eine Seitenansichtdarstellung des Systems, das
in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist.
Im folgenden wird auf die Fig. 1 bis 4 Bezug genommen, in
denen verschiedene Ansichten eines integral ausgebildeten
optischen Abbildungssystemes mit einer einzelnen Achse dar
gestellt sind, das allgemein mit 10 bezeichnet ist, und das
in Übereinstimmung mit der Lehre der vorliegenden Erfindung
hergestellt wurde.
Das optische Abbildungssystem, das in den Fig. 1 bis 4
dargestellt ist, ist ein Cassegrain-Spiegel; gleichwohl kann
das optische System der vorliegenden Erfindung auch aus
einem alternativen optischen System bestehen, wie beispiels
weise aus einem Gregorian-System. Der besondere Vorteil der
vorliegenden Erfindung gegenüber dem Stand der Technik liegt
darin, daß, da das gesamte optische System nur aus einem
einzelnen optischen Element gebildet wird, kein manueller
Zusammenbau desselben nötig ist. Daher benötigt das System
10 nicht nur eine kürzere Herstellungszeit, sondern System
fehler wie solche, die in einem konventionellen optischen
System mit einer einzelnen Achse aus dem manuellen Zusammen
bau resultieren, werden vollständig eliminiert. Dies wird
aus den typischen Systemgrößen klar werden, die im folgenden
aufgezählt sind.
Das System 10 kann aus einem einzelnen Stück Metall herge
stellt sein, auf dem erste und zweite, sich gegenüberlie
gende, maschinell bearbeitete reflektierende Oberflächen
ausgebildet sind, welche jeweils mit 12 und 14 bezeichnet
sind und die um eine gemeinsame optische Achse angeordnet
sind, die mit 16 bezeichnet ist. Vorzugsweise sind die
ersten und zweiten reflektierenden Oberflächen mittels Dia
mantdrehens erstellt worden. Alternativerweise kann die
erste Oberfläche 12 mittels Replikationstechniken erstellt
worden sein.
Jede der reflektierenden Oberflächen weist typischerweise
eine externe Konfiguration auf, die kreisförmig ist, wenn
man sie parallel zu der optischen Achse projiziert. Wie dar
gestellt, weist die erste reflektierende Oberfläche 12 einen
Durchmesser auf, der größer ist als der Durchmesser der
zweiten reflektierenden Oberfläche 14. Die erste reflektie
rende Oberfläche 12 definiert eine zentrale Apertur 18 (vgl.
Fig. 3A bis 4), die koaxial mit den ersten und zweiten
reflektierenden Oberflächen 12 und 14 angeordnet ist.
Wie von einem Fachmann erkannt wird, sind die ersten und
zweiten reflektierenden Oberflächen vorzugsweise derart
angeordnet, daß der Brennpunkt der ersten reflektierenden
Oberfläche an einem Punkt 19 (vgl. Fig. 3A und 3B) mit
dem ersten Brennpunkt der zweiten reflektierenden Oberfläche
koinzidiert.
Demnach wird in der vorliegenden Ausführungsform die zweite
reflektierende Oberfläche 14 derart ausgebildet, daß sie
einen zweiten Brennpunkt 20 aufweist, der mit der optischen
Achse 16 dort koinzidiert, wo ein Bild geformt wird. Wie
diagrammartig in den Fig. 3a und 3b dargestellt, fallen
optische Strahlen, welche mit 22 bezeichnet sind, auf die
erste reflektierende Oberfläche 12 auf und werden von dort
in Richtung der zweiten reflektierenden Oberfläche 14
reflektiert, um von dort von der zweiten reflektierenden
Oberfläche in Richtung des Brennpunktes 20 weiter reflek
tiert zu werden. Die ersten und zweiten reflektierenden
Oberflächen sind mittels einer Mehrzahl von länglichen Rip
penelementen 24 verbunden, welche eine spinnenartige Struk
tur definieren, die zwischen sich eine Mehrzahl von Öffnun
gen 26 aufweist, die mit der inneren Apertur 18 der ersten
reflektierenden Oberfläche kommunizieren, um das Hindurch
treten der optischen Strahlen zu ermöglichen, die von der
zweiten reflektierenden Oberfläche in Richtung des Brenn
punktes 20 reflektiert werden. Wie hinlänglich bekannt ist,
können optische Systeme mit einer einzelnen Achse auch
Abschirmungen bedürfen, um zu verhindern, daß Streustrahlung
den Abbildungsbereich überflutet. Dies ist insbesondere dann
von Bedeutung, wenn ein vergleichsweise großes Gesichtsfeld
benötigt wird. Demnach wird desweiteren ein axial ausgerich
teter zylindrischer Teil 25 bereitgestellt, welcher eine
Abschirmung darstellt und der konfiguriert ist, um wenig
stens teilweise das Einfallen von Streustrahlung auf die
zweite reflektierende Oberfläche 14 zu verhindern.
Wie am besten der Fig. 3A zu entnehmen ist, wird das ein
zelne optische Element, daß das System 10 bildet, an einem
hinteren Teil 28 von ihm ausgebildet, um das Befestigen von
Abbildungsvorrichtungen, welche schematisch durch die
gestrichelte Linie 30 dargestellt sind, in der Nähe vom
Brennpunkt 20 der zweiten reflektierenden Oberfläche zu
erlauben. Die Ausbildung des hinteren Teiles 28 ist nur bei
spielhaft, und es wird darauf hingewiesen, daß der hintere
Teil 28 mit jeder geeigneten Konfiguration ausgebildet sein
kann, um das Befestigen von beliebigen geeigneten Abbil
dungsvorrichtungen zu erlauben.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind
die reflektierenden Oberflächen asphärisch, obwohl gemäß
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung eine oder beide
der Oberflächen sphärisch sein können. Wenn das System, wie
in der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 4, als ein
Cassegrain-System konstruiert ist, ist die erste reflektie
rende Oberfläche typischerweise parabolisch und die zweite
reflektierende Oberfläche typischerweise hyperboloid. Alter
nativerweise können beide Oberflächen in einem Cassegrain-
System hyperboloid ausgebildet sein.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 kann, obwohl die
reflektierenden Oberflächen typischerweise direkt auf einem
einteiligen Metallstück ausgebildet sind, eine Metallschicht
32 auf die unpolierten Oberflächen 34 vor dem Diamantdrehen
aufgebracht werden, so daß die reflektierenden Oberflächen
tatsächlich auf der Beschichtung und nicht auf dem "Grund"-
Material ausgebildet werden.
Das Grundmaterial kann Metall sein, wie ein geeignetes nicht
eisenhaltiges Metall, wie beispielsweise Aluminium, Kupfer,
Messing, Molybdän oder jede andere geeignete, nicht eisen
haltige Legierung. Alternativerweise kann das Grundmaterial
aus einem Nicht-Metall-Material bestehen, wie beispielsweise
aus Beryllium oder jedem anderen zusammengesetzten Material.
Die Beschichtung kann aus jedem geeigneten, nicht eisenhal
tigen Metall bestehen, wie z. B. aus Kupfer, Nickel, Mes
sing, Silber, Gold oder Kadmium.
Wie oben kurz beschrieben wurde, resultiert die Herstellung
eines optischen Systemes gemäß der vorliegenden Erfindung in
einem optischen System mit Eigenschaften, die besser sind
als die, die mittels herkömmlicher Herstellungstechniken
erreicht werden können, in denen zwei optische Elemente,
welche die jeweiligen reflektierenden Oberflächen definie
ren, manuell auf einer Basis montiert werden, bevor sie in
einer geeigneten Position auf ihr befestigt werden.
Typische Eigenschaften eines optischen Cassegrain-Systemes,
welches gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung herge
stellt wurde, sind wie folgt:
Stärke - ungefähr Lambda/4, bei einer Wellenlänge von Lambda = 0,6328 µm;
Unregelmäßigkeit - ungefähr Lambda/4, bei einer Wellen länge von Lambda = 0,6328 µm;
Genauigkeit des Zentrierens der ersten und zweiten reflektierenden Oberflächen relativ zu der optischen Achse - vorzugsweise ungefähr 0,2 µm und wenigstens bes ser als 0,05 mm;
Genauigkeit der Stellung der ersten und zweiten reflek tierenden Oberflächen zu der optischen Achse - vorzugs weise ungefähr 0,2 µm und wenigstens besser als 0,05 mm; und
Genauigkeit des Abstandes zwischen den Spuren der ersten und zweiten reflektierenden Oberflächen - ungefähr 0,05 mm.
Stärke - ungefähr Lambda/4, bei einer Wellenlänge von Lambda = 0,6328 µm;
Unregelmäßigkeit - ungefähr Lambda/4, bei einer Wellen länge von Lambda = 0,6328 µm;
Genauigkeit des Zentrierens der ersten und zweiten reflektierenden Oberflächen relativ zu der optischen Achse - vorzugsweise ungefähr 0,2 µm und wenigstens bes ser als 0,05 mm;
Genauigkeit der Stellung der ersten und zweiten reflek tierenden Oberflächen zu der optischen Achse - vorzugs weise ungefähr 0,2 µm und wenigstens besser als 0,05 mm; und
Genauigkeit des Abstandes zwischen den Spuren der ersten und zweiten reflektierenden Oberflächen - ungefähr 0,05 mm.
Im folgenden wird auf Fig. 5 Bezug genommen, welche eine
Schnittansicht eines optischen bispektralen Abbildungssyste
mes darstellt, welches in Übereinstimmung mit einer bevor
zugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung herge
stellt und betrieben wird. Wie in den zuvor beschriebenen
Ausführungsformen sind jeweils die ersten und zweiten Ober
flächen 50 und 52 auf einem einstückigen Material ausgebil
det, mittels beispielsweise Diamantdrehens. Zusätzlich zum
Gesamtaufbau, der dem zuvor beschriebenen ähnlich ist, weist
das einstückige Material desweiteren einen Befestigungsteil
54 auf, an dem ein Strahlteiler 56, typischerweise des
dichroitischen Typs, befestigt ist.
Der Strahlteiler 56 empfängt Strahlung, die von der zweiten
reflektierenden Oberfläche reflektiert worden ist und
erzeugt bzw. definiert zwei Ausgangsstrahlen 58 und 60. Der
Strahl 58 wird typischerweise zu einem Infrarotdetektor 62
geleitet, während der Strahl 60 typischerweise zu einem
Detektor 66 für das sichtbare Spektrum geleitet wird, der
ein CCD Detektor oder ein beliebiger anderer Detektor sein
kann, wie beispielsweise ein Laserstrahldetektor. In einer
Ausführungsform können die Detektoren 62 und 66 beide Infra
rotdetektoren sein, welche in verschiedenen Wellenlängenbe
reichen betrieben werden, wie beispielsweise zwischen 3 bis
5 µm und zwischen 8 und 12 µm.
Darüber hinaus wird darauf hingewiesen, daß das System gemäß
Fig. 5 auch für die simultane Detektion von mehr als zwei
Wellenlängen ausgelegt werden kann, indem geeignet ausgebil
dete Strahlteilvorrichtungen bereitgestellt werden.
Im folgenden wird auf Fig. 6 Bezug genommen, in der eine
Schnittansicht eines optischen Abbildungssystemes mit zwei
Gesichtsfeldern dargestellt ist, das in Übereinstimmung mit
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung konstruiert und betrieben wird. Wie in den zuvor
beschriebenen Ausführungsformen sind die ersten und zweiten
Oberflächen 70 und 72 jeweils auf einem einstückigen Mate
rial ausgebildet, beispielsweise mittels Diamantdrehens.
Zusätzlich zu dem Gesamtaufbau, der dem zuvor beschriebenen
ähnlich ist, weist das einstückige Material desweiteren
einen Befestigungsteil 74 auf, auf dem ein Strahlteiler 76
befestigt ist. Der Strahlteiler 76 empfängt Strahlung, die
von der zweiten reflektierenden Oberfläche reflektiert wor
den ist und definiert zwei Ausgangsstrahlen 78 und 80. Der
Strahl 78 wird typischerweise zu einem ersten Detektor 82
geleitet, wie beispielsweise zu einem CCD Detektor mit
weitem Gesichtsfeld. Der Strahl 80 wird typischerweise über
einen Faltspiegel 84 zu einem zweiten Detektor 86 geleitet,
der typischerweise ein CCD Detektor mit engem Gesichtsfeld
ist. Es wird darauf hingewiesen, daß zwei beliebige Detekto
ren mit verschiedenen Gesichtsfeldern in Übereinstimmung mit
der folgenden Erfindung verwendet werden können. Beispiels
weise kann ein Detektor mit weitem Gesichtsfeld verwendet
werden, der ein Gesichtsfeld von 5 Grad aufweist, und ein
Detektor mit engem Gesichtsfeld kann verwendet werden, der
ein Gesichtsfeld von einem Grad aufweist.
Schließlich wird darauf hingewiesen, daß das System gemäß
der Fig. 6 für die simultane Detektion von mehr als zwei
Gesichtsfeldern ausgelegt werden kann, indem eine geeignete
Strahlteilervorrichtung bereitgestellt wird.
Es wird darauf hingewiesen, daß die zuvor beschriebenen
optischen Abbildungssysteme typischerweise nicht abtastende
Systeme sind und daher die verwendeten Detektoren starre
Arrays sind. Alternativerweise können gemäß der vorliegenden
Erfindung auch abtastende Einrichtungen und geeignete Detek
torkonfigurationen Verwendung finden.
In Fig. 7 ist die äußere Gestaltung eines Systems des Types
dargestellt, wie er in den Fig. 6 und 7 aufgeführt ist. Wie
der Figur entnommen werden kann, können Signalverarbeitungs
elektronikkarten 62 auf angenehme Art und Weise und kompakt
an der Außenseite des einstückigen Materials 92 befestigt
werden, insbesondere auf der Außenseite seines Befestigungs
teils 94.
Zusammenfassend kann also festgestellt werden, daß in Fig. 7
die äußere Gestaltung eines Systems des Types dargestellt
ist, wie er in den Fig. 6 und 7 aufgeführt ist. Wie der
Figur entnommen werden kann, können Signalverarbeitungselek
tronikkarten 62 auf angenehme Art und Weise und kompakt auf
der Außenseite des einstückigen Materials 92 befestigt wer
den, insbesondere auf der Außenseite seines Befestigungs
teils 94.
Abschließend wird darauf hingewiesen, daß der Schutzumfang
der vorliegenden Erfindung nicht durch das beispielhaft spe
zifisch Diskutierte und zuvor Beschriebene beschränkt werden
soll. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung soll ein
zig durch die beigefügten Ansprüche beschränkt sein.
Claims (18)
1. Ein integral ausgebildetes, optisches Abbildungssystem
mit:
wenigstens zwei sich gegenüberliegenden, reflektieren
den Oberflächen, welche eine einzelne optische Achse
definieren und auf einem einstückigen Material ausge
bildet sind.
2. System nach Anspruch 1, worin das einstückige Material
wenigstens teilweise aus Oberflächenteilen besteht, die
aus Metall hergestellt sind und worin die reflektieren
den Oberflächen diamantgedrehte Oberflächen sind, die
auf den Metalloberflächenteilen ausgebildet sind.
3. System nach einem der Ansprüche 1 oder 2, worin die
wenigstens zwei reflektierenden Oberflächen aufweisen:
eine erste reflektierende Oberfläche, die eine zentrale Apertur definiert, durch die sich die optische Achse erstreckt; und
eine zweite reflektierende Oberfläche, die koaxial mit der ersten reflektierenden Oberfläche ausgebildet ist, und die einen Brennpunkt definiert, der auf der opti schen Achse liegt, wobei Strahlung, die auf die erste reflektierende Oberfläche einfällt, von ihr in Richtung der zweiten reflektierenden Oberfläche reflektiert wird, und die desweiteren von der zweiten reflektieren den Oberfläche aus in Richtung des Brennpunktes reflek tiert wird.
eine erste reflektierende Oberfläche, die eine zentrale Apertur definiert, durch die sich die optische Achse erstreckt; und
eine zweite reflektierende Oberfläche, die koaxial mit der ersten reflektierenden Oberfläche ausgebildet ist, und die einen Brennpunkt definiert, der auf der opti schen Achse liegt, wobei Strahlung, die auf die erste reflektierende Oberfläche einfällt, von ihr in Richtung der zweiten reflektierenden Oberfläche reflektiert wird, und die desweiteren von der zweiten reflektieren den Oberfläche aus in Richtung des Brennpunktes reflek tiert wird.
4. System nach Anspruch 3, worin jede der ersten und zwei
ten reflektierenden Oberflächen eine externe Konfigura
tion aufweist, die im wesentlichen kreisförmig ist,
wenn man sie parallel zu der optischen Achse proji
ziert, und wobei der Durchmesser der ersten reflektie
renden Oberfläche größer ist als der Durchmesser der
zweiten reflektierenden Oberfläche.
5. System nach einem der Ansprüche 3 oder 4, worin das
einstückige Material desweiteren eine Mehrzahl von
länglichen Rippenteilen definiert, die starr mit den
ersten und zweiten reflektierenden Oberflächen verbun
den sind, wobei die Mehrzahl der länglichen Rippenteile
zwischen sich eine Mehrzahl von Öffnungen definieren,
die mit der zentralen Apertur kommunizieren, um ein
Hindurchtreten von Strahlung zu erlauben, die von der
zweiten reflektierenden Oberfläche in Richtung ihres
Brennpunktes reflektiert wird.
6. System nach Anspruch 5, worin das einstückige Material
desweiteren Abschirmungsvorrichtungen definiert, die
zwischen der ersten reflektierenden Oberfläche und den
Rippenteilen angeordnet sind, wobei die Abschirmungs
vorrichtungen derartig wirken, um wenigstens partiell
das Einfallen von Streustrahlung auf die zweite reflek
tierende Oberfläche zu verhindern.
7. System nach einem der Ansprüche 3 bis 6, worin das ein
stückige Material desweiteren Vorrichtungen zum Befe
stigen von Abbildungsvorrichtungen definiert, in Ver
bindung mit dem Brennpunkt der zweiten reflektierenden
Oberfläche.
8. System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin
wenigstens eine der ersten und zweiten reflektierenden
Oberflächen asphärisch ist.
9. System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin das ein
stückige Material ein Grundmaterial enthält, auf dem,
an vorherbestimmten Orten von ihm, eine Metallbeschich
tung bereitgestellt wird, und worin jede reflektierende
Oberfläche eine diamantgedrehte Oberfläche ist, die auf
der Beschichtung bei jedem der vorherbestimmten Orte
ausgebildet ist.
10. System nach Anspruch 3, worin das System einen reflek
tierenden Cassegrain-Spiegel enthält.
11. System nach Anspruch 10, das wenigstens eine der fol
genden Eigenschaften aufweist:
eine Genauigkeit des Zentrierens der ersten und zweiten reflektierenden Oberfläche relativ zu der optischen Achse besser als ungefähr 0,05 mm;
eine Genauigkeit der Stellung der ersten und zweiten reflektierenden Oberflächen zu der optischen Achse von besser als ungefähr 0,05 mm; und
eine Genauigkeit des Abstandes zwischen den Spuren der ersten und zweiten reflektierenden Spiegel von besser als ungefähr 0,1 mm.
eine Genauigkeit des Zentrierens der ersten und zweiten reflektierenden Oberfläche relativ zu der optischen Achse besser als ungefähr 0,05 mm;
eine Genauigkeit der Stellung der ersten und zweiten reflektierenden Oberflächen zu der optischen Achse von besser als ungefähr 0,05 mm; und
eine Genauigkeit des Abstandes zwischen den Spuren der ersten und zweiten reflektierenden Spiegel von besser als ungefähr 0,1 mm.
12. System nach Anspruch 10, welches wenigstens eine der
folgenden Eigenschaften aufweist:
eine Genauigkeit des Zentrierens der ersten und zweiten reflektierenden Oberflächen relativ zu der optischen Achse von ungefähr 0,2 µm;
eine Genauigkeit der Stellung der ersten und zweiten reflektierenden Oberflächen zu der optischen Achse von ungefähr 0,2 µm; und
eine Genauigkeit der Entfernung zwischen den Spuren der ersten und zweiten reflektierenden Oberflächen von ungefähr 0,05 mm.
eine Genauigkeit des Zentrierens der ersten und zweiten reflektierenden Oberflächen relativ zu der optischen Achse von ungefähr 0,2 µm;
eine Genauigkeit der Stellung der ersten und zweiten reflektierenden Oberflächen zu der optischen Achse von ungefähr 0,2 µm; und
eine Genauigkeit der Entfernung zwischen den Spuren der ersten und zweiten reflektierenden Oberflächen von ungefähr 0,05 mm.
13. Optisches System nach Anspruch 1, welches desweiteren
einen elektronischen Schaltkreis aufweist, der auf dem
einstückigen Material befestigt ist.
14. Multispektrales optisches Abbildungssystem mit:
wenigstens zwei sich gegenüberliegenden, reflektieren den Oberflächen, welche eine einzelne optische Achse definieren und die aus einem einstückigen Material aus gebildet sind;
Strahlteilungsvorrichtungen, zum Empfangen der Strah lung, die von einer der reflektierenden Oberflächen reflektiert wurde;
einer Mehrzahl von Detektoren, die jeweils bei ver schiedenen optischen Wellenlängen arbeiten, wobei jeder Strahlung von den Strahlteilungsvorrichtungen empfängt.
wenigstens zwei sich gegenüberliegenden, reflektieren den Oberflächen, welche eine einzelne optische Achse definieren und die aus einem einstückigen Material aus gebildet sind;
Strahlteilungsvorrichtungen, zum Empfangen der Strah lung, die von einer der reflektierenden Oberflächen reflektiert wurde;
einer Mehrzahl von Detektoren, die jeweils bei ver schiedenen optischen Wellenlängen arbeiten, wobei jeder Strahlung von den Strahlteilungsvorrichtungen empfängt.
15. Multispektrales optisches Abbildungssystem nach
Anspruch 14, worin die Strahlung, die die Mehrzahl der
Detektoren erreicht, entlang gemeinsamer reflektieren
der Optiken verläuft.
16. Multispektrales optisches Abbildungssystem nach
Anspruch 14, worin wenigstens einer der Mehrzahl von
Detektoren für die Detektion von Laserstrahlung ausge
legt ist.
17. Optisches Abbildungssystem mit einer Mehrzahl von
Gesichtsfeldern, mit:
wenigstens zwei sich gegenüberliegenden, reflektieren den Oberflächen, die eine einzelne optische Achse defi nieren und aus einem einstückigen Material ausgebildet sind;
Strahlteilungsvorrichtungen, die Strahlung empfangen, die von einer der reflektierenden Oberflächen reflek tiert worden ist;
einer Mehrzahl von Detektoren, die jeweils mit ver schiedenen Gesichtsfeldern schauen, wobei jeder Strah lung von den Strahlteilungsvorrichtungen empfängt.
wenigstens zwei sich gegenüberliegenden, reflektieren den Oberflächen, die eine einzelne optische Achse defi nieren und aus einem einstückigen Material ausgebildet sind;
Strahlteilungsvorrichtungen, die Strahlung empfangen, die von einer der reflektierenden Oberflächen reflek tiert worden ist;
einer Mehrzahl von Detektoren, die jeweils mit ver schiedenen Gesichtsfeldern schauen, wobei jeder Strah lung von den Strahlteilungsvorrichtungen empfängt.
18. Optisches Abbildungssystem mit einer Mehrzahl von
Gesichtsfeldern nach Anspruch 17, worin die Strahlung,
die die Mehrzahl von Detektoren erreicht, entlang
gemeinsamer reflektierender Optiken verläuft.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IL9373890A IL93738A (en) | 1990-03-14 | 1990-03-14 | Single axis optical system made from a single portion of material |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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