JP2002303802A - 被検光学系の焦点位置調整装置、光学系の焦点位置の測定方法、及び望遠鏡光学系 - Google Patents
被検光学系の焦点位置調整装置、光学系の焦点位置の測定方法、及び望遠鏡光学系Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 例えば宇宙空間のような温度差の大きい環境
においても常に良好な観察を行うことができる望遠鏡光
学系の焦点位置調整装置等を提供すること。 【解決手段】 所定位置Ｐに集光する収束光を供給する
干渉計１０と、内部が所定温度Ｔ１,Ｔ２に設定され、
光通過部１２を有する真空チャンバ１１と、真空チャン
バ１１内に配置され、結像面近傍に参照反射ミラーＭ１
を有する望遠鏡光学系１５の保持機構と、望遠鏡光学系
１５の物体側に配置されている反射部材１６とを有す
る。
においても常に良好な観察を行うことができる望遠鏡光
学系の焦点位置調整装置等を提供すること。 【解決手段】 所定位置Ｐに集光する収束光を供給する
干渉計１０と、内部が所定温度Ｔ１,Ｔ２に設定され、
光通過部１２を有する真空チャンバ１１と、真空チャン
バ１１内に配置され、結像面近傍に参照反射ミラーＭ１
を有する望遠鏡光学系１５の保持機構と、望遠鏡光学系
１５の物体側に配置されている反射部材１６とを有す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は望遠鏡光学系、特に
人工衛星搭載用の望遠鏡光学系、この望遠鏡光学系の焦
点位置調整装置、及び該装置のアライメント方法に関す
る。
人工衛星搭載用の望遠鏡光学系、この望遠鏡光学系の焦
点位置調整装置、及び該装置のアライメント方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、宇宙工学の発達に伴い、人工衛星
に搭載した光学系（以下「人工衛星用光学系」とい
う。）により、宇宙から地球の観測や天体の観測をする
ことが盛んに行われるようになってきている。
に搭載した光学系（以下「人工衛星用光学系」とい
う。）により、宇宙から地球の観測や天体の観測をする
ことが盛んに行われるようになってきている。
【０００３】これに伴い、人工衛星用光学系に求められ
る性能も年々高くなってきている。このため、人工衛星
用光学系の性能評価及び調整技術も高い精度が要求され
てきている。
る性能も年々高くなってきている。このため、人工衛星
用光学系の性能評価及び調整技術も高い精度が要求され
てきている。
【０００４】また、宇宙空間で使用される人工衛星用光
学系は環境温度差が極めて大きい温度環境にさらされる
ため、他の光学系に比べ、温度環境に対して厳しい性能
が求められる。さらに、同時に、このような温度環境に
おける性能評価も厳しい条件が求められる。
学系は環境温度差が極めて大きい温度環境にさらされる
ため、他の光学系に比べ、温度環境に対して厳しい性能
が求められる。さらに、同時に、このような温度環境に
おける性能評価も厳しい条件が求められる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記人工衛星用光学系
の一般的温度環境と特殊な温度環境とについて説明す
る。一般的な温度環境の場合は、太陽光が熱源となる。
そして、宇宙空間では熱が伝わりにくい。このため、人
工衛星の軌道上において、太陽光が照射される部分と、
照射されない部分との温度差は非常に大きくなる。この
ような場合の人工衛星用光学系は、約±７０℃程度の幅
の温度環境に置かれることになる。
の一般的温度環境と特殊な温度環境とについて説明す
る。一般的な温度環境の場合は、太陽光が熱源となる。
そして、宇宙空間では熱が伝わりにくい。このため、人
工衛星の軌道上において、太陽光が照射される部分と、
照射されない部分との温度差は非常に大きくなる。この
ような場合の人工衛星用光学系は、約±７０℃程度の幅
の温度環境に置かれることになる。
【０００６】次に、特殊な温度環境の場合について説明
する。赤外光学系を用いて天体観測用を行う分野では、
近年、赤外線域に高い感度を持つ画像素子が開発されて
いる。この素子を用いて、字宙からの弱い赤外線を観測
することが盛んに行われるようになってきている。
する。赤外光学系を用いて天体観測用を行う分野では、
近年、赤外線域に高い感度を持つ画像素子が開発されて
いる。この素子を用いて、字宙からの弱い赤外線を観測
することが盛んに行われるようになってきている。
【０００７】さらに、最近では赤外光学系で宇宙の背景
輻射を観測しようという計画が持ち上がっている。字宙
の背景輻射の温度は３°Ｋから４°Ｋと言われている。
このような宇宙の背景輻射を観測するためには、観測用
機器からの不要な赤外放射を低減しておくことが望まし
い。このため、望遠鏡自体も３°Ｋから４°Ｋ程度に冷
却する必要がある。冷却のためには、タンクに入れた液
体ヘリウムを人工衛星に搭載する。そして、この液体ヘ
リウムにより望遠鏡自体を冷却する。
輻射を観測しようという計画が持ち上がっている。字宙
の背景輻射の温度は３°Ｋから４°Ｋと言われている。
このような宇宙の背景輻射を観測するためには、観測用
機器からの不要な赤外放射を低減しておくことが望まし
い。このため、望遠鏡自体も３°Ｋから４°Ｋ程度に冷
却する必要がある。冷却のためには、タンクに入れた液
体ヘリウムを人工衛星に搭載する。そして、この液体ヘ
リウムにより望遠鏡自体を冷却する。
【０００８】以上のように人工衛星用光学系は非常に過
酷な温度環境で使用される。そのため、人工衛星用光学
系には特殊な材料が使われる。また、低温での人工衛星
用光学系の性能評価及び光学調整が重要になってくる。
酷な温度環境で使用される。そのため、人工衛星用光学
系には特殊な材料が使われる。また、低温での人工衛星
用光学系の性能評価及び光学調整が重要になってくる。
【０００９】ところで、厳しい温度環境下では、望遠鏡
光学系の光学性能に関して、収差性能の劣化と、焦点位
置のズレとを生ずるおそれがある。ここで、焦点位置の
ずれとは、望遠鏡の像面に配置された撮像素子の位置と
焦点位置とが一致しないことをいう。
光学系の光学性能に関して、収差性能の劣化と、焦点位
置のズレとを生ずるおそれがある。ここで、焦点位置の
ずれとは、望遠鏡の像面に配置された撮像素子の位置と
焦点位置とが一致しないことをいう。
【００１０】また、一般に口径の大きな反射型望遠鏡光
学系の収差測定と焦点位置の測定とは、共に干渉測定に
よって行われる。図３は、このような干渉測定を行う装
置の概略構成を示す図である。
学系の収差測定と焦点位置の測定とは、共に干渉測定に
よって行われる。図３は、このような干渉測定を行う装
置の概略構成を示す図である。
【００１１】図３に示す構成では、望遠鏡光学系６は真
空チャンバ２内に配置される。真空チャンバ２内は所望
の温度に設定されている。この真空チャンバ２は、ガラ
スの平行平板からなる窓３を有している。干渉計１から
の光は、窓３から真空チャンバ２内へ入射する。真空チ
ャンバ２へ入射した光は、副鏡４と主鏡５とからなる望
遠鏡光学系６に像面側から入射する。そして、望遠鏡光
学系の開口側（物体側）から射出した光は、平面ミラー
７に入射し、反射される。そして、再び望遠鏡光学系６
を経由した光は、真空チャンバ２の窓３を通して干渉計
１へ戻る。
空チャンバ２内に配置される。真空チャンバ２内は所望
の温度に設定されている。この真空チャンバ２は、ガラ
スの平行平板からなる窓３を有している。干渉計１から
の光は、窓３から真空チャンバ２内へ入射する。真空チ
ャンバ２へ入射した光は、副鏡４と主鏡５とからなる望
遠鏡光学系６に像面側から入射する。そして、望遠鏡光
学系の開口側（物体側）から射出した光は、平面ミラー
７に入射し、反射される。そして、再び望遠鏡光学系６
を経由した光は、真空チャンバ２の窓３を通して干渉計
１へ戻る。
【００１２】干渉計１内では、真空チャンバ２内の望遠
鏡光学系６を往復してきた光と、参照光とが干渉して干
渉縞を形成する。この干渉縞を解析することで望遠鏡光
学系の波面収差６を測定することができる。
鏡光学系６を往復してきた光と、参照光とが干渉して干
渉縞を形成する。この干渉縞を解析することで望遠鏡光
学系の波面収差６を測定することができる。
【００１３】また、望遠鏡光学系６の焦点位置ｆを測定
するためには、干渉計１の位置を光軸ＡＸに沿って移動
する。干渉計１の移動に伴い、干渉計１からの収束光の
集光点の位置が移動する。次に、干渉計１を移動しつつ
波面収差を測定する。干渉計１からの収束光の集光点の
位置と望遠鏡の焦点位置ｆとが一致した時に、波面収差
が最小になる。かかる干渉測定により、望遠鏡光学系６
の焦点位置ｆを見出すことができる。
するためには、干渉計１の位置を光軸ＡＸに沿って移動
する。干渉計１の移動に伴い、干渉計１からの収束光の
集光点の位置が移動する。次に、干渉計１を移動しつつ
波面収差を測定する。干渉計１からの収束光の集光点の
位置と望遠鏡の焦点位置ｆとが一致した時に、波面収差
が最小になる。かかる干渉測定により、望遠鏡光学系６
の焦点位置ｆを見出すことができる。
【００１４】しかし、上記干渉測定では、干渉計１側か
ら測った焦点位置ｆは分かるのに対し、望遠鏡光学系６
側から測った焦点位置ｆは求めることができない。例え
ば、常温の状態で、真空チャンバ２内に望遠鏡光学系６
を設置する。そして、真空チャンバ２内を低温又は高温
の状態へ変化させると、望遠鏡光学系６を真空チャンバ
２へ取付けている部品が収縮または膨張する。そのた
め、望遠鏡光学系６の真空チャンバ２内の位置が常温の
時と異なることになる。
ら測った焦点位置ｆは分かるのに対し、望遠鏡光学系６
側から測った焦点位置ｆは求めることができない。例え
ば、常温の状態で、真空チャンバ２内に望遠鏡光学系６
を設置する。そして、真空チャンバ２内を低温又は高温
の状態へ変化させると、望遠鏡光学系６を真空チャンバ
２へ取付けている部品が収縮または膨張する。そのた
め、望遠鏡光学系６の真空チャンバ２内の位置が常温の
時と異なることになる。
【００１５】また、このとき、望遠鏡光学系６を取付け
ている部品の熱膨張率に基づいて、低温又は高温におけ
る望遠鏡光学系６の位置を計算することも考えられる。
しかし、上述したように、宇宙の背景輻射を測定するよ
うな極低温で使用される望遠鏡光学系は、真空チャンバ
２内を１０°Ｋ以下に冷却した状態で使用する。このた
め、望遠鏡光学系６の焦点位置の測定は、真空チャンバ
２内を極低温にした状態で行う。なお、極低温とは約１
０°Ｋ以下の温度をいう。ここで、１０°Ｋ以下の極低
温における取付け部品の線膨張率などの熱特性は分かっ
ていない。よって、取付け部品の熱膨張率に基づいて望
遠鏡光学系６の真空チャンバ２内における位置を正確に
求めることは不可能である。また、予め取付け部品の線
膨張係数を個別に測定しておくことも考えられる。しか
しながら、極低温において個別に取付け部品の線膨張係
数を測定することは非常に困難である。
ている部品の熱膨張率に基づいて、低温又は高温におけ
る望遠鏡光学系６の位置を計算することも考えられる。
しかし、上述したように、宇宙の背景輻射を測定するよ
うな極低温で使用される望遠鏡光学系は、真空チャンバ
２内を１０°Ｋ以下に冷却した状態で使用する。このた
め、望遠鏡光学系６の焦点位置の測定は、真空チャンバ
２内を極低温にした状態で行う。なお、極低温とは約１
０°Ｋ以下の温度をいう。ここで、１０°Ｋ以下の極低
温における取付け部品の線膨張率などの熱特性は分かっ
ていない。よって、取付け部品の熱膨張率に基づいて望
遠鏡光学系６の真空チャンバ２内における位置を正確に
求めることは不可能である。また、予め取付け部品の線
膨張係数を個別に測定しておくことも考えられる。しか
しながら、極低温において個別に取付け部品の線膨張係
数を測定することは非常に困難である。
【００１６】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
であり、宇宙空間のような温度差の大きい環境において
も常に良好な観察を行うことができる望遠鏡光学系、こ
の望遠鏡光学系の焦点位置調整装置、及び光学系の焦点
位置の測定方法を提供することを目的とする。
であり、宇宙空間のような温度差の大きい環境において
も常に良好な観察を行うことができる望遠鏡光学系、こ
の望遠鏡光学系の焦点位置調整装置、及び光学系の焦点
位置の測定方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段を、実施の形態を示す添付図面に対応づけて説明
すると、請求項１に記載の発明は、所定位置Ｐに集光す
る収束光を供給する干渉計１０と、温度調整機能を備
え、光通過部１２を有するチャンバ１１と、前記チャン
バ１１内に配置され、結像面近傍に参照反射ミラーＭ１
を有する被検光学系１５の保持機構と、前記被検光学系
１５の物体側に配置されている反射部材１６とを有する
ことを特徴とする被検光学系１５の焦点位置調整装置を
提供する。
の手段を、実施の形態を示す添付図面に対応づけて説明
すると、請求項１に記載の発明は、所定位置Ｐに集光す
る収束光を供給する干渉計１０と、温度調整機能を備
え、光通過部１２を有するチャンバ１１と、前記チャン
バ１１内に配置され、結像面近傍に参照反射ミラーＭ１
を有する被検光学系１５の保持機構と、前記被検光学系
１５の物体側に配置されている反射部材１６とを有する
ことを特徴とする被検光学系１５の焦点位置調整装置を
提供する。
【００１８】また、請求項２に記載の発明は、所定位置
Ｐに集光する収束光を供給する干渉計１０を用いて、温
度調整機能を備え、光通過部１２を有するチャンバ１１
内に配置され、結像面近傍に第１の参照反射ミラーＭ１
を有する被検光学系１５の焦点位置の測定方法であっ
て、前記干渉計１０からの収束光を前記光通過部１２を
介して前記被検光学系１５に像面側から入射させる第１
の入射工程と、前記光通過部１２から入射した光を、前
記被検光学系１５を経由した後、前記被検光学系の物体
側に配置されている反射部材１６で反射させ、前記反射
部材１６で反射された光を再び前記被検光学系１５を経
由して前記光通過部１２から前記干渉計１０側へ射出さ
せる第１の射出工程と、前記干渉計１０からの収束光が
集光する前記所定位置Ｐと、前記被検光学系１５の焦点
位置ｆとが一致するように、前記干渉計１０と前記被検
光学系１５との少なくとも一方の位置を調整する第１の
位置調整工程と、前記干渉計１０からの収束光を前記光
通過部１２を介して前記被検光学系１５の前記参照反射
ミラーＭ１に入射させる第２の入射工程と、前記被検光
学系１５の前記参照反射ミラーＭ１において反射した光
を前記光通過部１２を介して前記干渉計１０側へ射出さ
せる第２の射出工程と、前記干渉計１０からの収束光が
集光する前記所定位置Ｐと、前記参照反射ミラーＭ１の
反射面の位置とが一致するように、前記干渉計１０と前
記被検光学系１５との少なくとも一方の位置を調整する
第２の位置調整工程と、前記第１の位置調整工程の結果
Ｚ１と前記第２の位置調整工程との結果Ｚ２とから前記
参照反射ミラーＭ１と前記被検光学系１５の前記焦点位
置ｆとの距離（Ｚ１−Ｚ２）を算出する焦点位置算出工
程と、を有することを特徴とする被検光学系の焦点位置
の測定方法を提供する。
Ｐに集光する収束光を供給する干渉計１０を用いて、温
度調整機能を備え、光通過部１２を有するチャンバ１１
内に配置され、結像面近傍に第１の参照反射ミラーＭ１
を有する被検光学系１５の焦点位置の測定方法であっ
て、前記干渉計１０からの収束光を前記光通過部１２を
介して前記被検光学系１５に像面側から入射させる第１
の入射工程と、前記光通過部１２から入射した光を、前
記被検光学系１５を経由した後、前記被検光学系の物体
側に配置されている反射部材１６で反射させ、前記反射
部材１６で反射された光を再び前記被検光学系１５を経
由して前記光通過部１２から前記干渉計１０側へ射出さ
せる第１の射出工程と、前記干渉計１０からの収束光が
集光する前記所定位置Ｐと、前記被検光学系１５の焦点
位置ｆとが一致するように、前記干渉計１０と前記被検
光学系１５との少なくとも一方の位置を調整する第１の
位置調整工程と、前記干渉計１０からの収束光を前記光
通過部１２を介して前記被検光学系１５の前記参照反射
ミラーＭ１に入射させる第２の入射工程と、前記被検光
学系１５の前記参照反射ミラーＭ１において反射した光
を前記光通過部１２を介して前記干渉計１０側へ射出さ
せる第２の射出工程と、前記干渉計１０からの収束光が
集光する前記所定位置Ｐと、前記参照反射ミラーＭ１の
反射面の位置とが一致するように、前記干渉計１０と前
記被検光学系１５との少なくとも一方の位置を調整する
第２の位置調整工程と、前記第１の位置調整工程の結果
Ｚ１と前記第２の位置調整工程との結果Ｚ２とから前記
参照反射ミラーＭ１と前記被検光学系１５の前記焦点位
置ｆとの距離（Ｚ１−Ｚ２）を算出する焦点位置算出工
程と、を有することを特徴とする被検光学系の焦点位置
の測定方法を提供する。
【００１９】請求項３に記載の被検光学系の焦点位置の
測定方法は、前記参照反射ミラーは、第１の参照反射ミ
ラーＭ１と、該第１の参照反射ミラーＭ１を構成する部
材と同一の部材からなり、前記第１の参照反射ミラーＭ
１とは異なる第２の参照反射ミラーＭ２を有し、前記チ
ャンバ１１内が前記温度調整機能により設定された第１
の所定温度Ｔ１の状態において、前記干渉計１０からの
収束光を前記光通過部１２を介して前記被検光学系１５
の前記第１の参照反射ミラーＭ１に入射させる第１温度
・第１参照反射ミラー入射工程と、前記被検光学系１５
の前記第１の参照反射ミラーＭ１において反射した光を
前記光通過部１２を介して前記干渉計１０側へ射出させ
る第１温度・第１参照反射ミラー射出工程と、前記干渉
計１０からの収束光が集光する前記所定位置Ｐと、前記
第１の参照反射ミラーＭ１の反射面の位置とが一致する
ように、前記干渉計１０と前記被検光学系１５との少な
くとも一方の位置を調整する第１温度・第１参照反射ミ
ラー位置調整工程と、前記チャンバ１１内が前記第１の
所定温度Ｔ１の状態において、前記干渉計１０からの収
束光を前記光通過部１２を介して前記被検光学系１５の
前記第２の参照反射ミラーＭ２に入射させる第１温度・
第２参照反射ミラー入射工程と、前記被検光学系1５の
前記第２の参照反射ミラーＭ２において反射した光を前
記光通過部１２を介して前記干渉計１０側へ射出させる
第１温度・第２参照反射ミラー射出工程と、前記干渉計
１０からの収束光が集光する前記所定位置Ｐと、前記第
２の参照反射ミラーＭ２の反射面の位置とが一致するよ
うに、前記干渉計１０と前記被検光学系１５との少なく
とも一方の位置を調整する第１温度・第２参照反射ミラ
ー位置調整工程と、前記第１温度・第１参照反射ミラー
位置調整工程の結果Ｚ１Ｔ１と、前記第１温度・第２参
照反射ミラー位置調整工程との結果Ｚ２Ｔ１から前記第
１の所定温度Ｔ１における第１参照反射ミラーの反射面
と第２参照反射ミラーの反射面との距離（Ｚ１Ｔ１−Ｚ
２Ｔ１）を算出する第１温度・ミラー間隔算出工程と、
前記チャンバ１１内が前記第１の温度Ｔ１と異なる第２
の所定温度Ｔ２の状態において、前記干渉計１０からの
収束光を前記光通過部１２を介して前記被検光学系１５
の前記第１の参照反射ミラーＭ１に入射させる第２温度
・第１参照反射ミラー入射工程と、前記被検光学系１５
の前記第１の参照反射ミラーＭ１において反射した光を
前記光通過部１２を介して前記干渉計１０側へ射出させ
る第２温度・第１参照反射ミラー射出工程と、前記干渉
計１０からの収束光が集光する前記所定位置Ｐと、前記
第１の参照反射ミラーＭ１の反射面の位置とが一致する
ように、前記干渉計１０と前記被検光学系１５との少な
くとも一方の位置を調整する第２温度・第１参照反射ミ
ラー位置調整工程と、前記チャンバ１１内が前記第２の
所定温度Ｔ２の状態において、前記干渉計１０からの収
束光を前記光通過部１２を介して前記被検光学系１５の
前記第２の参照反射ミラーＭ２に入射させる第２温度・
第２参照反射ミラー入射工程と、前記被検光学系１５の
前記第２の参照反射ミラーＭ２において反射した光を前
記光通過部１２を介して前記干渉計１０側へ射出させる
第２温度・第２参照反射ミラー射出工程と、前記干渉計
１０からの収束光が集光する前記所定位置Ｐと、前記第
２の参照反射ミラーＭ２の反射面の位置とが一致するよ
うに、前記干渉計１０と前記被検光学系１５との少なく
とも一方の位置を調整する第２温度・第２参照反射ミラ
ー位置調整工程と、前記第２温度・第１参照反射ミラー
位置調整工程の結果Ｚ１Ｔ２と、前記第２温度・第２参
照反射ミラー位置調整工程との結果Ｚ２Ｔ２から前記第
２の所定温度Ｔ２における第１参照反射ミラーＭ１の反
射面と前記第２参照反射ミラーＭ２の反射面との距離
（Ｚ１Ｔ２−Ｚ２Ｔ２）を算出する第２温度・ミラー間
隔算出工程と、前記第１の所定温度における前記第１参
照反射ミラーと前記第２参照反射ミラーとの距離（Ｚ１
Ｔ１−Ｚ２Ｔ１）と、前記第２の所定温度における前記
第１参照反射ミラーと前記第２参照反射ミラーとの距離
（Ｚ１Ｔ２−Ｚ２Ｔ２）とに基づいて前記第１及び第２
参照反射ミラーＭ１，Ｍ２を構成する前記部材の線膨張
係数βを算出する線膨張係数算出工程と、前記線膨張係
数βに基づいて、所望の温度における前記第１参照反射
ミラーＭ１の反射面又は前記第２参照反射ミラーＭ２の
反射面と、前記被検光学系１５の前記焦点位置ｆとの距
離を算出する焦点位置算出工程と、を有することを特徴
とする。
測定方法は、前記参照反射ミラーは、第１の参照反射ミ
ラーＭ１と、該第１の参照反射ミラーＭ１を構成する部
材と同一の部材からなり、前記第１の参照反射ミラーＭ
１とは異なる第２の参照反射ミラーＭ２を有し、前記チ
ャンバ１１内が前記温度調整機能により設定された第１
の所定温度Ｔ１の状態において、前記干渉計１０からの
収束光を前記光通過部１２を介して前記被検光学系１５
の前記第１の参照反射ミラーＭ１に入射させる第１温度
・第１参照反射ミラー入射工程と、前記被検光学系１５
の前記第１の参照反射ミラーＭ１において反射した光を
前記光通過部１２を介して前記干渉計１０側へ射出させ
る第１温度・第１参照反射ミラー射出工程と、前記干渉
計１０からの収束光が集光する前記所定位置Ｐと、前記
第１の参照反射ミラーＭ１の反射面の位置とが一致する
ように、前記干渉計１０と前記被検光学系１５との少な
くとも一方の位置を調整する第１温度・第１参照反射ミ
ラー位置調整工程と、前記チャンバ１１内が前記第１の
所定温度Ｔ１の状態において、前記干渉計１０からの収
束光を前記光通過部１２を介して前記被検光学系１５の
前記第２の参照反射ミラーＭ２に入射させる第１温度・
第２参照反射ミラー入射工程と、前記被検光学系1５の
前記第２の参照反射ミラーＭ２において反射した光を前
記光通過部１２を介して前記干渉計１０側へ射出させる
第１温度・第２参照反射ミラー射出工程と、前記干渉計
１０からの収束光が集光する前記所定位置Ｐと、前記第
２の参照反射ミラーＭ２の反射面の位置とが一致するよ
うに、前記干渉計１０と前記被検光学系１５との少なく
とも一方の位置を調整する第１温度・第２参照反射ミラ
ー位置調整工程と、前記第１温度・第１参照反射ミラー
位置調整工程の結果Ｚ１Ｔ１と、前記第１温度・第２参
照反射ミラー位置調整工程との結果Ｚ２Ｔ１から前記第
１の所定温度Ｔ１における第１参照反射ミラーの反射面
と第２参照反射ミラーの反射面との距離（Ｚ１Ｔ１−Ｚ
２Ｔ１）を算出する第１温度・ミラー間隔算出工程と、
前記チャンバ１１内が前記第１の温度Ｔ１と異なる第２
の所定温度Ｔ２の状態において、前記干渉計１０からの
収束光を前記光通過部１２を介して前記被検光学系１５
の前記第１の参照反射ミラーＭ１に入射させる第２温度
・第１参照反射ミラー入射工程と、前記被検光学系１５
の前記第１の参照反射ミラーＭ１において反射した光を
前記光通過部１２を介して前記干渉計１０側へ射出させ
る第２温度・第１参照反射ミラー射出工程と、前記干渉
計１０からの収束光が集光する前記所定位置Ｐと、前記
第１の参照反射ミラーＭ１の反射面の位置とが一致する
ように、前記干渉計１０と前記被検光学系１５との少な
くとも一方の位置を調整する第２温度・第１参照反射ミ
ラー位置調整工程と、前記チャンバ１１内が前記第２の
所定温度Ｔ２の状態において、前記干渉計１０からの収
束光を前記光通過部１２を介して前記被検光学系１５の
前記第２の参照反射ミラーＭ２に入射させる第２温度・
第２参照反射ミラー入射工程と、前記被検光学系１５の
前記第２の参照反射ミラーＭ２において反射した光を前
記光通過部１２を介して前記干渉計１０側へ射出させる
第２温度・第２参照反射ミラー射出工程と、前記干渉計
１０からの収束光が集光する前記所定位置Ｐと、前記第
２の参照反射ミラーＭ２の反射面の位置とが一致するよ
うに、前記干渉計１０と前記被検光学系１５との少なく
とも一方の位置を調整する第２温度・第２参照反射ミラ
ー位置調整工程と、前記第２温度・第１参照反射ミラー
位置調整工程の結果Ｚ１Ｔ２と、前記第２温度・第２参
照反射ミラー位置調整工程との結果Ｚ２Ｔ２から前記第
２の所定温度Ｔ２における第１参照反射ミラーＭ１の反
射面と前記第２参照反射ミラーＭ２の反射面との距離
（Ｚ１Ｔ２−Ｚ２Ｔ２）を算出する第２温度・ミラー間
隔算出工程と、前記第１の所定温度における前記第１参
照反射ミラーと前記第２参照反射ミラーとの距離（Ｚ１
Ｔ１−Ｚ２Ｔ１）と、前記第２の所定温度における前記
第１参照反射ミラーと前記第２参照反射ミラーとの距離
（Ｚ１Ｔ２−Ｚ２Ｔ２）とに基づいて前記第１及び第２
参照反射ミラーＭ１，Ｍ２を構成する前記部材の線膨張
係数βを算出する線膨張係数算出工程と、前記線膨張係
数βに基づいて、所望の温度における前記第１参照反射
ミラーＭ１の反射面又は前記第２参照反射ミラーＭ２の
反射面と、前記被検光学系１５の前記焦点位置ｆとの距
離を算出する焦点位置算出工程と、を有することを特徴
とする。
【００２０】請求項４に記載の発明は、結像面近傍に参
照反射ミラーＭ１を有する望遠鏡光学系１５であって、
前記参照反射ミラーＭ１は、所定位置Ｐに集光する干渉
計１０からの収束光を頂点反射させることを特徴とする
望遠鏡光学系１５を提供する。
照反射ミラーＭ１を有する望遠鏡光学系１５であって、
前記参照反射ミラーＭ１は、所定位置Ｐに集光する干渉
計１０からの収束光を頂点反射させることを特徴とする
望遠鏡光学系１５を提供する。
【００２１】請求項５に記載の望遠鏡光学系は、前記望
遠鏡光学系１５は、さらに前記結像面近傍に撮像部取付
け部材Ｓを有し、前記参照反射ミラーＭ１と前記撮像部
取付け部材Ｓとは同一の部材で構成されていることを特
徴とする。
遠鏡光学系１５は、さらに前記結像面近傍に撮像部取付
け部材Ｓを有し、前記参照反射ミラーＭ１と前記撮像部
取付け部材Ｓとは同一の部材で構成されていることを特
徴とする。
【００２２】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が実施の形態に限定されるものではない。
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が実施の形態に限定されるものではない。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の実施の形態を説明する。
の実施の形態を説明する。
【００２４】（第１実施形態）図１は、本発明の第１実
施形態と第２実施形態とに共通な望遠鏡光学系のための
焦点位置調整装置の概略構成を示す図である。
施形態と第２実施形態とに共通な望遠鏡光学系のための
焦点位置調整装置の概略構成を示す図である。
【００２５】ステージＳＴ上に載置された干渉計１０
は、所定位置Ｐに集光する収束光を供給する。真空チャ
ンバ１１は、干渉計１０側にガラスの平行平板からなる
光通過部１２を有する。また、真空チャンバ１１内は、
第１の温度Ｔ１に設定されている。望遠鏡光学系１５
は、結像面近傍に第１参照反射ミラーＭ１と、第２参照
反射ミラーＭ２とを有する。そして、望遠鏡光学系１５
の像面側に、真空チャンバ１１の光通過部１２が設けら
れている。また、望遠鏡光学系１５の開口側（物体側）
には、平面反射ミラー１６が設けられている。
は、所定位置Ｐに集光する収束光を供給する。真空チャ
ンバ１１は、干渉計１０側にガラスの平行平板からなる
光通過部１２を有する。また、真空チャンバ１１内は、
第１の温度Ｔ１に設定されている。望遠鏡光学系１５
は、結像面近傍に第１参照反射ミラーＭ１と、第２参照
反射ミラーＭ２とを有する。そして、望遠鏡光学系１５
の像面側に、真空チャンバ１１の光通過部１２が設けら
れている。また、望遠鏡光学系１５の開口側（物体側）
には、平面反射ミラー１６が設けられている。
【００２６】本実施形態では、第１参照反射ミラーＭ１
の反射面と望遠鏡光学系１５の焦点位置ｆとの距離を求
める。また、第１参照反射ミラーＭ１を構成している部
材の１０°Ｋ近傍での線膨張係数は、予め他の方法で測
定されて既知であるものとする。まず、干渉測定の原理
を図１に基づいて説明する。
の反射面と望遠鏡光学系１５の焦点位置ｆとの距離を求
める。また、第１参照反射ミラーＭ１を構成している部
材の１０°Ｋ近傍での線膨張係数は、予め他の方法で測
定されて既知であるものとする。まず、干渉測定の原理
を図１に基づいて説明する。
【００２７】干渉計１０からの収束光を真空チャンバ１
１の光通過部１２を介して望遠鏡光学系１５に像面側か
ら入射させる。光通過部１２から入射した光は、望遠鏡
光学系１５の副鏡１３で反射した後、主鏡１４で反射さ
れ物体側へ射出する。物体側から射出された光は、反射
ミラー１６に入射し、反射する。反射ミラー１６で反射
された光は、再び望遠鏡光学系１５の主鏡１４と、副鏡
１３とを反射して光通過部１２から干渉計側１０へ射出
する。
１の光通過部１２を介して望遠鏡光学系１５に像面側か
ら入射させる。光通過部１２から入射した光は、望遠鏡
光学系１５の副鏡１３で反射した後、主鏡１４で反射さ
れ物体側へ射出する。物体側から射出された光は、反射
ミラー１６に入射し、反射する。反射ミラー１６で反射
された光は、再び望遠鏡光学系１５の主鏡１４と、副鏡
１３とを反射して光通過部１２から干渉計側１０へ射出
する。
【００２８】干渉計１０内では、望遠鏡光学系１５から
反射してきた物体光と、不図示の参照光とを干渉させて
干渉縞が形成される。演算処理装置ＰＣは、干渉縞を解
析することで波面収差を算出する。
反射してきた物体光と、不図示の参照光とを干渉させて
干渉縞が形成される。演算処理装置ＰＣは、干渉縞を解
析することで波面収差を算出する。
【００２９】また、演算処理装置ＰＣは、ステージＳＴ
に信号を送り、ステージＳＴを光軸ｚ方向及び光軸に直
交する平面内に存在し互いに直交するｘｙ方向に移動す
る。ステージＳＴをｘ，ｙ，ｚ方向に所定量移動しつつ
干渉縞の測定、解析を行う。ここで、干渉計１０からの
収束光が集光する所定位置Ｐと、望遠鏡光学系１５の焦
点位置ｆとが一致すると、測定される波面収差は最小と
なる。この時のステージＳＴの位置Ｚ１をメモリＭＭに
記憶する。図２（Ａ）は、所定位置Ｐと焦点位置ｆとが
一致している状態を示す図である。
に信号を送り、ステージＳＴを光軸ｚ方向及び光軸に直
交する平面内に存在し互いに直交するｘｙ方向に移動す
る。ステージＳＴをｘ，ｙ，ｚ方向に所定量移動しつつ
干渉縞の測定、解析を行う。ここで、干渉計１０からの
収束光が集光する所定位置Ｐと、望遠鏡光学系１５の焦
点位置ｆとが一致すると、測定される波面収差は最小と
なる。この時のステージＳＴの位置Ｚ１をメモリＭＭに
記憶する。図２（Ａ）は、所定位置Ｐと焦点位置ｆとが
一致している状態を示す図である。
【００３０】次に、図２（Ｂ）に示すように、干渉計１
０からの収束光を光通過部１２を介して望遠鏡光学系１
５の第１参照反射ミラーＭ１に入射させる。第１参照反
射ミラーＭ１において反射した光は、光通過部１２を介
して干渉計１０側へ射出する。
０からの収束光を光通過部１２を介して望遠鏡光学系１
５の第１参照反射ミラーＭ１に入射させる。第１参照反
射ミラーＭ１において反射した光は、光通過部１２を介
して干渉計１０側へ射出する。
【００３１】上述と同様に、ステージＳＴをｚ方向に移
動しながら干渉縞を解析する。そして、干渉計１０から
の収束光が集光する所定位置Ｐと、第１参照反射ミラー
Ｍ１の反射面の位置とが一致する時のステージＳＴの位
置Ｚ２をメモリＭＭに記憶する。
動しながら干渉縞を解析する。そして、干渉計１０から
の収束光が集光する所定位置Ｐと、第１参照反射ミラー
Ｍ１の反射面の位置とが一致する時のステージＳＴの位
置Ｚ２をメモリＭＭに記憶する。
【００３２】演算処理装置ＰＣは、位置Ｚ１と位置Ｚ２
と差分量Ｚ１−Ｚ２を算出する。この差分量は、第１参
照反射ミラーＭ１の反射面と、望遠鏡光学系１５の焦点
位置ｆとの間隔に相当する。
と差分量Ｚ１−Ｚ２を算出する。この差分量は、第１参
照反射ミラーＭ１の反射面と、望遠鏡光学系１５の焦点
位置ｆとの間隔に相当する。
【００３３】よって、上述のように第１参照反射ミラー
Ｍ１を構成する部材の１０°Ｋ近傍における熱膨張係数
が既知である場合は、所望の極低温下における第１参照
反射ミラーＭ１の反射面、即ち望遠鏡光学系１５の一部
からの焦点位置ｆを容易に算出できる。
Ｍ１を構成する部材の１０°Ｋ近傍における熱膨張係数
が既知である場合は、所望の極低温下における第１参照
反射ミラーＭ１の反射面、即ち望遠鏡光学系１５の一部
からの焦点位置ｆを容易に算出できる。
【００３４】なお、上記説明では、干渉計１０を移動さ
せている。しかし、本発明は、これに限られず、干渉計
１０と望遠鏡光学系１５との少なくとも一方を移動させ
れば良い。
せている。しかし、本発明は、これに限られず、干渉計
１０と望遠鏡光学系１５との少なくとも一方を移動させ
れば良い。
【００３５】（第２実施形態）本発明の第２実施形態に
かかる望遠鏡光学系の焦点位置調整装置の構成は、基本
的に上記第１実施形態と同様であるので、同一部分には
同様の符号を用い、重複する説明は省略する。本実施形
態では、望遠鏡光学系１５が、その結像面近傍に第２参
照反射ミラーＭ２を有している点が上記第１実施形態と
異なる。
かかる望遠鏡光学系の焦点位置調整装置の構成は、基本
的に上記第１実施形態と同様であるので、同一部分には
同様の符号を用い、重複する説明は省略する。本実施形
態では、望遠鏡光学系１５が、その結像面近傍に第２参
照反射ミラーＭ２を有している点が上記第１実施形態と
異なる。
【００３６】本実施形態では、第１参照反射ミラーＭ１
と第２参照反射ミラーＭ２とを構成している同一部材の
極低温における線膨張係数が未知の場合に、望遠鏡光学
系１５の焦点位置ｆを求めることができる。以下、図２
（Ａ）,（Ｂ）,（Ｃ）に基づいてアライメント手順を説
明する。
と第２参照反射ミラーＭ２とを構成している同一部材の
極低温における線膨張係数が未知の場合に、望遠鏡光学
系１５の焦点位置ｆを求めることができる。以下、図２
（Ａ）,（Ｂ）,（Ｃ）に基づいてアライメント手順を説
明する。
【００３７】望遠鏡光学系１５は、結像面近傍に第１参
照反射ミラーＭ１を構成する部材と同一の部材からな
り、かつ前記第１の参照反射ミラーとは異なる第２参照
反射ミラーＭ２を有している。
照反射ミラーＭ１を構成する部材と同一の部材からな
り、かつ前記第１の参照反射ミラーとは異なる第２参照
反射ミラーＭ２を有している。
【００３８】図２（Ｂ）に示すように、真空チャンバ１
１内が第１の所定温度Ｔ１の状態において、干渉計１０
からの収束光を光通過部１２を介して望遠鏡光学系１５
の第１参照反射ミラーＭ１に入射させる。
１内が第１の所定温度Ｔ１の状態において、干渉計１０
からの収束光を光通過部１２を介して望遠鏡光学系１５
の第１参照反射ミラーＭ１に入射させる。
【００３９】望遠鏡光学系１５の第１参照反射ミラーＭ
１において反射した光は、光通過部１２を介して干渉計
１０側へ射出する。
１において反射した光は、光通過部１２を介して干渉計
１０側へ射出する。
【００４０】そして、演算処理装置ＰＣは、形成された
干渉縞から波面収差を求める。そして波面収差が最小と
なる干渉計１０からの収束光が集光する所定位置Ｐと、
第１参照反射ミラーＭ１の反射面の位置とが一致したと
きの、ステージＳＴの位置Ｚ１Ｔ１をメモリＭＭに記憶
する。
干渉縞から波面収差を求める。そして波面収差が最小と
なる干渉計１０からの収束光が集光する所定位置Ｐと、
第１参照反射ミラーＭ１の反射面の位置とが一致したと
きの、ステージＳＴの位置Ｚ１Ｔ１をメモリＭＭに記憶
する。
【００４１】次に、図２（Ｃ）に示すように、真空チャ
ンバ１１内が第１の所定温度Ｔ１の状態において、干渉
計１０からの収束光を光通過部１２を介して望遠鏡光学
系１５の第２参照反射ミラーＭ２に入射させる。
ンバ１１内が第１の所定温度Ｔ１の状態において、干渉
計１０からの収束光を光通過部１２を介して望遠鏡光学
系１５の第２参照反射ミラーＭ２に入射させる。
【００４２】望遠鏡光学系１５の第２参照反射ミラーＭ
２において反射した光は、光通過部１２を介して干渉計
１０側へ射出する。
２において反射した光は、光通過部１２を介して干渉計
１０側へ射出する。
【００４３】演算処理装置ＰＣは、形成された干渉縞か
ら波面収差を求める。そして、波面収差が最小となる干
渉計１０からの収束光が集光する所定位置Ｐと、第１参
照反射ミラーＭ２の反射面の位置とが一致したときの、
ステージＳＴの位置Ｚ２Ｔ１をメモリＭＭに記憶する。
ら波面収差を求める。そして、波面収差が最小となる干
渉計１０からの収束光が集光する所定位置Ｐと、第１参
照反射ミラーＭ２の反射面の位置とが一致したときの、
ステージＳＴの位置Ｚ２Ｔ１をメモリＭＭに記憶する。
【００４４】演算処理装置ＰＣは、第１の所定温度Ｔ１
における第１参照反射ミラーＭ１の反射面の位置と第２
参照反射ミラーＭ２の反射面の位置との距離（Ｚ１Ｔ１
−Ｚ２Ｔ１）を求める。
における第１参照反射ミラーＭ１の反射面の位置と第２
参照反射ミラーＭ２の反射面の位置との距離（Ｚ１Ｔ１
−Ｚ２Ｔ１）を求める。
【００４５】次に、真空チャンバ１１内が第２の所定温
度Ｔ２の状態において、干渉計１０からの収束光を光通
過部１２を介して望遠鏡光学系１５の第１参照反射ミラ
ーＭ１に入射させる。
度Ｔ２の状態において、干渉計１０からの収束光を光通
過部１２を介して望遠鏡光学系１５の第１参照反射ミラ
ーＭ１に入射させる。
【００４６】望遠鏡光学系１５の第１参照反射ミラーＭ
１において反射した光は、光通過部１２を介して干渉計
１０側へ射出する。
１において反射した光は、光通過部１２を介して干渉計
１０側へ射出する。
【００４７】そして、演算処理装置ＰＣは、形成された
干渉縞から波面収差を求める。そして、波面収差が最小
となる干渉計１０からの収束光が集光する所定位置Ｐ
と、第１参照反射ミラーＭ１の反射面の位置とが一致し
たときの、ステージＳＴの位置Ｚ１Ｔ２をメモリＭＭに
記憶する。
干渉縞から波面収差を求める。そして、波面収差が最小
となる干渉計１０からの収束光が集光する所定位置Ｐ
と、第１参照反射ミラーＭ１の反射面の位置とが一致し
たときの、ステージＳＴの位置Ｚ１Ｔ２をメモリＭＭに
記憶する。
【００４８】また、真空チャンバ１１内が第２の所定温
度Ｔ２の状態において、干渉計１０からの収束光を光通
過部１２を介して望遠鏡光学系１５の第２参照反射ミラ
ーＭ２に入射させる。
度Ｔ２の状態において、干渉計１０からの収束光を光通
過部１２を介して望遠鏡光学系１５の第２参照反射ミラ
ーＭ２に入射させる。
【００４９】望遠鏡光学系１５の第２参照反射ミラーＭ
２において反射した光は、光通過部１２を介して干渉計
１０側へ射出する。
２において反射した光は、光通過部１２を介して干渉計
１０側へ射出する。
【００５０】そして、演算処理装置ＰＣは、形成された
干渉縞から波面収差を求める。そして、波面収差が最小
となる干渉計１０からの収束光が集光する所定位置Ｐ
と、第１参照反射ミラーＭ１の反射面の位置とが一致し
たときの、ステージＳＴの位置Ｚ２Ｔ２をメモリＭＭに
記憶する。
干渉縞から波面収差を求める。そして、波面収差が最小
となる干渉計１０からの収束光が集光する所定位置Ｐ
と、第１参照反射ミラーＭ１の反射面の位置とが一致し
たときの、ステージＳＴの位置Ｚ２Ｔ２をメモリＭＭに
記憶する。
【００５１】演算処理装置ＰＣは、第２の所定温度Ｔ２
における第１参照反射ミラーＭ１の反射面の位置と第２
参照反射ミラーＭ２の反射面の位置との距離（Ｚ１Ｔ２
−Ｚ２Ｔ２）を求める。
における第１参照反射ミラーＭ１の反射面の位置と第２
参照反射ミラーＭ２の反射面の位置との距離（Ｚ１Ｔ２
−Ｚ２Ｔ２）を求める。
【００５２】次に、演算処理装置ＰＣは、次式から第１
及び第２参照反射ミラーＭ１,Ｍ２を構成する部材の線
膨張係数βを算出する。
及び第２参照反射ミラーＭ１,Ｍ２を構成する部材の線
膨張係数βを算出する。
【００５３】
【数１】β＝｛（Ｚ１Ｔ１−Ｚ２Ｔ１）−（Ｚ１Ｔ２−
Ｚ２Ｔ２）｝/（Ｔ１−Ｔ２）
Ｚ２Ｔ２）｝/（Ｔ１−Ｔ２）
【００５４】そして、線膨張係数βに基づいて、所望の
温度における第１参照反射ミラーＭ１の反射面又は第２
参照反射ミラーＭ２の反射面と、望遠鏡光学系１５の焦
点位置ｆとの距離を算出できる。
温度における第１参照反射ミラーＭ１の反射面又は第２
参照反射ミラーＭ２の反射面と、望遠鏡光学系１５の焦
点位置ｆとの距離を算出できる。
【００５５】なお、上記説明では、ステージＳＴにより
干渉計１０を移動させている。しかし、本発明は、これ
に限られず、干渉計１０と望遠鏡光学系１５との少なく
とも一方を移動させれば良い。
干渉計１０を移動させている。しかし、本発明は、これ
に限られず、干渉計１０と望遠鏡光学系１５との少なく
とも一方を移動させれば良い。
【００５６】また、望遠鏡光学系１５の焦点位置ｆには
撮像素子（不図示）が取り付けられる。さらに好ましく
は、第１及び第２参照反射ミラーＭ１,Ｍ２を構成する
部材と、撮像素子を取付ける部材Ｓ（図１参照）とを同
一の部材とすることが望ましい。かかる構成により、極
低温下の撮像面の位置を最適な位置に調整できる。
撮像素子（不図示）が取り付けられる。さらに好ましく
は、第１及び第２参照反射ミラーＭ１,Ｍ２を構成する
部材と、撮像素子を取付ける部材Ｓ（図１参照）とを同
一の部材とすることが望ましい。かかる構成により、極
低温下の撮像面の位置を最適な位置に調整できる。
【００５７】また、上記構成によれば、真空チャンバ１
１の光通過部１２の開口面積を小さくできる。真空チャ
ンバ１１内は真空状態に維持されており、外部からの熱
が望遠鏡光学系１５に伝わりにくい構成となっている。
しかし、光通過部１２の開口面積が大きいと、熱放射に
よって真空チャンバ外部から大量の熱が真空チャンバ内
部に入力されてしまう。このため、光通過部１２の開口
面積は、可能な限り小さいものが望ましい。本実施形態
では、光通過部１２近傍に望遠鏡光学系１５の焦点位置
ｆを設けている。この結果、光通過部１２の開口面積を
小さくできる。
１の光通過部１２の開口面積を小さくできる。真空チャ
ンバ１１内は真空状態に維持されており、外部からの熱
が望遠鏡光学系１５に伝わりにくい構成となっている。
しかし、光通過部１２の開口面積が大きいと、熱放射に
よって真空チャンバ外部から大量の熱が真空チャンバ内
部に入力されてしまう。このため、光通過部１２の開口
面積は、可能な限り小さいものが望ましい。本実施形態
では、光通過部１２近傍に望遠鏡光学系１５の焦点位置
ｆを設けている。この結果、光通過部１２の開口面積を
小さくできる。
【００５８】また、第１及び第２参照反射ミラーＭ１,
Ｍ２の反射面を望遠鏡光学系１５の光軸ＡＸ近傍に設け
ている。この結果、干渉計１０を光軸から少量シフトす
れば反射面に収束光を照射することができる。
Ｍ２の反射面を望遠鏡光学系１５の光軸ＡＸ近傍に設け
ている。この結果、干渉計１０を光軸から少量シフトす
れば反射面に収束光を照射することができる。
【００５９】上記各実施形態によれば、常温と異なる、
例えば極低温下の温度環境において望遠鏡光学系の焦点
位置を測定することができる。そのため、望遠鏡光学系
を使用する温度環境に適した像面位置の調整ができる。
そして、例えば、優れた光学性能を有する人工衛星用望
遠鏡光学系を提供できる。
例えば極低温下の温度環境において望遠鏡光学系の焦点
位置を測定することができる。そのため、望遠鏡光学系
を使用する温度環境に適した像面位置の調整ができる。
そして、例えば、優れた光学性能を有する人工衛星用望
遠鏡光学系を提供できる。
【００６０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
例えば宇宙空間のような温度差の大きい環境においても
常に良好な観察を行うことができる望遠鏡光学系、この
望遠鏡光学系の焦点位置調整装置、及び光学系の焦点位
置の測定方法を提供することができる。
例えば宇宙空間のような温度差の大きい環境においても
常に良好な観察を行うことができる望遠鏡光学系、この
望遠鏡光学系の焦点位置調整装置、及び光学系の焦点位
置の測定方法を提供することができる。
【図１】本発明の第１及び第２実施形態にかかる望遠鏡
光学系の焦点位置調整装置の概略構成を示す図である。
光学系の焦点位置調整装置の概略構成を示す図である。
【図２】（Ａ）,（Ｂ）,（Ｃ）は干渉計を移動した時の
干渉計近傍の構成を示す図である。
干渉計近傍の構成を示す図である。
【図３】従来技術の望遠鏡光学系の焦点位置調整装置の
概略構成を示す図である。
概略構成を示す図である。
１，１０ 干渉計 ２，１１ 真空チャンバ ３，１２ 光通過部 ４，１３ 副鏡 ５，１４ 主鏡 ６，１５ 望遠鏡光学系 ７，１６ 平面反射ミラー Ｍ１、Ｍ２ 参照反射ミラー ｆ 焦点位置 Ｐ 集光位置 ＡＸ 光軸 ＳＴ ステージ ＰＣ 演算処理装置 ＭＭ メモリ Ｓ 撮像部取付け部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｂ 7/02 Ｇ０２Ｂ 7/02 Ｈ 23/16 23/16 // Ｂ６４Ｇ 1/66 Ｂ６４Ｇ 1/66 Ａ
Claims (5)
- 【請求項１】所定位置に集光する収束光を供給する干渉
計と、 温度調整機能を備え、光通過部を有するチャンバと、 前記チャンバ内に配置され、結像面近傍に参照反射ミラ
ーを有する被検光学系の保持機構と、 前記被検光学系の物体側に配置されている反射部材とを
有することを特徴とする被検光学系の焦点位置調整装
置。 - 【請求項２】所定位置に集光する収束光を供給する干渉
計を用いて、 温度調整機能を備え、光通過部を有するチャンバ内に配
置され、結像面近傍に参照反射ミラーを有する被検光学
系の焦点位置の測定方法であって、 前記干渉計からの収束光を前記光通過部を介して前記被
検光学系に像面側から入射させる第１の入射工程と、 前記光通過部から入射した光を、前記被検光学系を経由
した後、前記被検光学系の物体側に配置されている反射
部材で反射させ、前記反射部材で反射された光を再び前
記被検光学系を経由して前記光通過部から前記干渉計側
へ射出させる第１の射出工程と、 前記干渉計からの収束光が集光する前記所定位置と、前
記被検光学系の焦点位置とが一致するように、前記干渉
計と前記被検光学系との少なくとも一方の位置を調整す
る第１の位置調整工程と、 前記干渉計からの収束光を前記光通過部を介して前記被
検光学系の前記参照反射ミラーに入射させる第２の入射
工程と、 前記被検光学系の前記参照反射ミラーにおいて反射した
光を前記光通過部を介して前記干渉計側へ射出させる第
２の射出工程と、 前記干渉計からの収束光が集光する前記所定位置と、前
記参照反射ミラーの反射面の位置とが一致するように、
前記干渉計と前記被検光学系との少なくとも一方の位置
を調整する第２の位置調整工程と、 前記第１の位置調整工程の結果と前記第２の位置調整工
程との結果から前記参照反射ミラーと前記被検光学系の
前記焦点位置との距離を算出する焦点位置算出工程と、
を有することを特徴とする被検光学系の焦点位置の測定
方法。 - 【請求項３】請求項２に記載の被検光学系の焦点位置の
測定方法において、 前記参照反射ミラーは、第１の参照反射ミラーと、該第
１の参照反射ミラーを構成する部材と同一の部材からな
り、前記第１の参照反射ミラーとは異なる第２の参照反
射ミラーとを有し、 前記チャンバ内が前記温度調整機能により設定された第
１の所定温度の状態において、前記干渉計からの収束光
を前記光通過部を介して前記被検光学系の前記第１の参
照反射ミラーに入射させる第１温度・第１参照反射ミラ
ー入射工程と、 前記被検光学系の前記第１の参照反射ミラーにおいて反
射した光を前記光通過部を介して前記干渉計側へ射出さ
せる第１温度・第１参照反射ミラー射出工程と、 前記干渉計からの収束光が集光する前記所定位置と、前
記第１の参照反射ミラーの反射面の位置とが一致するよ
うに、前記干渉計と前記被検光学系との少なくとも一方
の位置を調整する第１温度・第１参照反射ミラー位置調
整工程と、 前記チャンバ内が前記第１の所定温度の状態において、
前記干渉計からの収束光を前記光通過部を介して前記被
検光学系の前記第２の参照反射ミラーに入射させる第１
温度・第２参照反射ミラー入射工程と、 前記被検光学系の前記第２の参照反射ミラーにおいて反
射した光を前記光通過部を介して前記干渉計側へ射出さ
せる第１温度・第２参照反射ミラー射出工程と、 前記干渉計からの収束光が集光する前記所定位置と、前
記第２の参照反射ミラーの反射面の位置とが一致するよ
うに、前記干渉計と前記被検光学系との少なくとも一方
の位置を調整する第１温度・第２参照反射ミラー位置調
整工程と、 前記第１温度・第１参照反射ミラー位置調整工程の結果
と、前記第１温度・第２参照反射ミラー位置調整工程の
結果とから前記第１の所定温度における第１参照反射ミ
ラーの反射面と第２参照反射ミラーの反射面との距離を
算出する第１温度・ミラー間隔算出工程と、 前記チャンバ内が前記第１の所定温度とは異なる第２の
所定温度の状態において、 前記干渉計からの収束光を前記光通過部を介して前記被
検光学系の前記第１の参照反射ミラーに入射させる第２
温度・第１参照反射ミラー入射工程と、 前記被検光学系の前記第１の参照反射ミラーにおいて反
射した光を前記光通過部を介して前記干渉計側へ射出さ
せる第２温度・第１参照反射ミラー射出工程と、 前記干渉計からの収束光が集光する前記所定位置と、前
記第１の参照反射ミラーの反射面の位置とが一致するよ
うに、前記干渉計と前記被検光学系との少なくとも一方
の位置を調整する第２温度・第１参照反射ミラー位置調
整工程と、 前記チャンバ内が前記第２の所定温度の状態において、
前記干渉計からの収束光を前記光通過部を介して前記被
検光学系の前記第２の参照反射ミラーに入射させる第２
温度・第２参照反射ミラー入射工程と、 前記被検光学系の前記第２の参照反射ミラーにおいて反
射した光を前記光通過部を介して前記干渉計側へ射出さ
せる第２温度・第２参照反射ミラー射出工程と、 前記干渉計からの収束光が集光する前記所定位置と、前
記第２の参照反射ミラーの反射面の位置とが一致するよ
うに、前記干渉計と前記被検光学系との少なくとも一方
の位置を調整する第２温度・第２参照反射ミラー位置調
整工程と、 前記第２温度・第１参照反射ミラー位置調整工程の結果
と、前記第２温度・第２参照反射ミラー位置調整工程の
結果とから前記第２の所定温度における第１参照反射ミ
ラーの反射面と前記第２参照反射ミラーの反射面との距
離を算出する第２温度・ミラー間隔算出工程と、 前記第１の所定温度における前記第１参照反射ミラーと
前記第２参照反射ミラーとの間隔と、前記第２の所定温
度における前記第１参照反射ミラーと前記第２参照反射
ミラーとの間隔とに基づいて前記第１及び第２参照反射
ミラーを構成する前記同一の部材の線膨張係数を算出す
る線膨張係数算出工程と、 前記線膨張係数に基づいて、所望の温度における前記第
１参照反射ミラーの反射面又は前記第２参照反射ミラー
の反射面と、前記被検光学系の前記焦点位置との距離を
算出する焦点位置算出工程と、を有することを特徴とす
る被検光学系の焦点位置の測定方法。 - 【請求項４】結像面近傍に参照反射ミラーを有する望遠
鏡光学系であって、 前記参照反射ミラーは、所定位置に集光する干渉計から
の収束光を頂点反射させることを特徴とする望遠鏡光学
系。 - 【請求項５】請求項４に記載の望遠鏡光学系において、 前記望遠鏡は、さらに前記結像面近傍に撮像部取付け部
材を有し、 前記参照反射ミラーと前記撮像部取付け部材とは同一の
部材で構成されていることを特徴とする望遠鏡光学系。
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|---|---|---|---|
| JP2001106078A JP4613340B2 (ja) | 2001-04-04 | 2001-04-04 | 被検光学系の焦点位置の測定方法 |
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| CN117389022A (zh) * | 2023-12-13 | 2024-01-12 | 之江实验室 | 一种望远镜光学系统及光学成像方法 |
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2001
- 2001-04-04 JP JP2001106078A patent/JP4613340B2/ja not_active Expired - Fee Related
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