JP2002318157A - 電磁波検出装置 - Google Patents
電磁波検出装置Info
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- JP2002318157A JP2002318157A JP2001126065A JP2001126065A JP2002318157A JP 2002318157 A JP2002318157 A JP 2002318157A JP 2001126065 A JP2001126065 A JP 2001126065A JP 2001126065 A JP2001126065 A JP 2001126065A JP 2002318157 A JP2002318157 A JP 2002318157A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】カセグレン型電磁波検出装置において多波長の
電磁波を同時に検出する際、従来では同装置の体積が大
きく、且つ光学系が複雑で調整が難しい。同装置を小さ
くすると共に光学調整を簡便化する方法を提供するのが
課題である。 【解決手段】電磁波検出装置において、副鏡には赤外線
透過材料を用い、且つ副鏡表面にはダイクロイックコー
ティングを施すことにより、長波長赤外線を主焦点側に
透過させ、短波長赤外線をカセグレン焦点側に反射させ
ると共に、デッドスペースである副鏡裏側の主焦点にも
センサを配置して同装置を小さくし、且つカセグレン焦
点に配置した光学系やセンサの調整を簡単にすることが
できる。
電磁波を同時に検出する際、従来では同装置の体積が大
きく、且つ光学系が複雑で調整が難しい。同装置を小さ
くすると共に光学調整を簡便化する方法を提供するのが
課題である。 【解決手段】電磁波検出装置において、副鏡には赤外線
透過材料を用い、且つ副鏡表面にはダイクロイックコー
ティングを施すことにより、長波長赤外線を主焦点側に
透過させ、短波長赤外線をカセグレン焦点側に反射させ
ると共に、デッドスペースである副鏡裏側の主焦点にも
センサを配置して同装置を小さくし、且つカセグレン焦
点に配置した光学系やセンサの調整を簡単にすることが
できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は赤外線を透過し、且
つ表面がダイクロイック薄膜（誘電体多層薄膜）でコー
ティングされた副鏡を設置することにより、赤外線と可
視光線を同時に検出する電磁波検出装置に関する。
つ表面がダイクロイック薄膜（誘電体多層薄膜）でコー
ティングされた副鏡を設置することにより、赤外線と可
視光線を同時に検出する電磁波検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】２つの赤外バンド（波長帯域）と１つの
可視光バンドを同時に検出する電磁波検出装置の従来例
として、図４にＲ．Ｐ．Ｊｏｎａｓ氏らによって著述さ
れ、学術誌ＳＰＩＥの第３０６１巻、第３８８頁（１９
９７年刊行）に掲載されている論文中の電磁波検出装置
のレイアウトを示す。入射電磁波４９は、第１凹面鏡５
０、第１平面鏡５１および第２凹面鏡５２で反射され、
２つのダイクロイックミラーによって、３つのバンドに
分離される。第１ダイクロイックミラー５３で反射され
た波長帯の電磁波は、第１焦点面５４に焦点を結ぶ。他
方、第１ダイクロイックミラー５３を透過した波長帯の
電磁波のうち、第２ダイクロイックミラー５５で反射さ
れた波長帯の電磁波は、第１レンズ群５６を通り第２焦
点面５７に焦点を結ぶ。最後に、第２ダイクロイックミ
ラー５５を透過した波長帯の電磁波は、第２平面鏡５８
で反射され第２レンズ群５９を通り第３焦点面６０に焦
点を結ぶ。これらの焦点面に電磁波検出器を配置するこ
とにより、３つの波長帯の電磁波を同時に観測する構成
となっている。
可視光バンドを同時に検出する電磁波検出装置の従来例
として、図４にＲ．Ｐ．Ｊｏｎａｓ氏らによって著述さ
れ、学術誌ＳＰＩＥの第３０６１巻、第３８８頁（１９
９７年刊行）に掲載されている論文中の電磁波検出装置
のレイアウトを示す。入射電磁波４９は、第１凹面鏡５
０、第１平面鏡５１および第２凹面鏡５２で反射され、
２つのダイクロイックミラーによって、３つのバンドに
分離される。第１ダイクロイックミラー５３で反射され
た波長帯の電磁波は、第１焦点面５４に焦点を結ぶ。他
方、第１ダイクロイックミラー５３を透過した波長帯の
電磁波のうち、第２ダイクロイックミラー５５で反射さ
れた波長帯の電磁波は、第１レンズ群５６を通り第２焦
点面５７に焦点を結ぶ。最後に、第２ダイクロイックミ
ラー５５を透過した波長帯の電磁波は、第２平面鏡５８
で反射され第２レンズ群５９を通り第３焦点面６０に焦
点を結ぶ。これらの焦点面に電磁波検出器を配置するこ
とにより、３つの波長帯の電磁波を同時に観測する構成
となっている。
【０００３】図５に、Ｈｕｉｘｉｎｇ氏著述の論文（Ｓ
ＰＩＥ誌、第４１３０巻、１頁（２０００年）掲載）か
ら引用した電磁波検出装置の他の従来例を示す。被写体
からの入射電磁波９９は、走査平面鏡１００によりカセ
グレン望遠鏡の主鏡１０１に導入される。主鏡で反射さ
れた電磁波は、副鏡１０２で反射され主鏡の後方に設置
した誘電体多層膜による波長特性を有するダイクロイッ
クミラー１０３、１０４、１０７により各波長毎に割り
振られる。ダイクロイックミラー１０３は、波長約１μ
ｍ以下の電磁波を透過し波長約１μｍ以上の電磁波を反
射する。ダイクロイックミラー１０３を透過した波長約
１μｍ以下の電磁波は、ダイクロイックミラー１０４に
より更に２つに分割され、波長約０．８μｍ〜１μｍの
電磁波はダイクロイックミラー１０４を透過し、波長約
０．８μｍ以下の電磁波は反射される。ダイクロイック
ミラー１０４を透過して集光された電磁波の焦点面１０
５には、０．８４〜０．８９μｍの波長帯と０．９〜
０．９６５μｍの波長帯の電磁波を検出するフィルタと
Ｓｉセンサが配置されている。ダイクロイックミラー１
０４を反射して集光された電磁波の焦点面１０６には、
０．４３〜０．４８μｍ，０．４８〜０．５３μｍ，
０．５３〜０．５８μｍ，０．５８〜０．６８μｍの波
長帯の電磁波を検出するフィルタやＳｉセンサが配置さ
れている。ダイクロイックミラー１０３によって反射さ
れた波長約１μｍ以上の電磁波は、ダイクロイックミラ
ー１０７により波長約３μｍ以上の電磁波は透過され、
波長約３μｍ以下の電磁波は反射される。ダイクロイッ
クミラー１０７により反射され集光された電磁波の焦点
面１０８には、１．５８〜１．６４μｍの波長帯の電磁
波を検出するフィルタとＨｇＣｄＴｅセンサが配置され
ている。ダイクロイックミラー１０７を透過した波長約
３μｍ以上の電磁波は、平面鏡１０９で反射され焦点面
１１０に結像する。この焦点面には波長帯３．５５〜
３．９３μｍ、１０．３〜１１．３μｍ及び１１．５〜
１２．５μｍの赤外線を検出するフィルタとＨｇＣｄＴ
ｅセンサが配置されている。
ＰＩＥ誌、第４１３０巻、１頁（２０００年）掲載）か
ら引用した電磁波検出装置の他の従来例を示す。被写体
からの入射電磁波９９は、走査平面鏡１００によりカセ
グレン望遠鏡の主鏡１０１に導入される。主鏡で反射さ
れた電磁波は、副鏡１０２で反射され主鏡の後方に設置
した誘電体多層膜による波長特性を有するダイクロイッ
クミラー１０３、１０４、１０７により各波長毎に割り
振られる。ダイクロイックミラー１０３は、波長約１μ
ｍ以下の電磁波を透過し波長約１μｍ以上の電磁波を反
射する。ダイクロイックミラー１０３を透過した波長約
１μｍ以下の電磁波は、ダイクロイックミラー１０４に
より更に２つに分割され、波長約０．８μｍ〜１μｍの
電磁波はダイクロイックミラー１０４を透過し、波長約
０．８μｍ以下の電磁波は反射される。ダイクロイック
ミラー１０４を透過して集光された電磁波の焦点面１０
５には、０．８４〜０．８９μｍの波長帯と０．９〜
０．９６５μｍの波長帯の電磁波を検出するフィルタと
Ｓｉセンサが配置されている。ダイクロイックミラー１
０４を反射して集光された電磁波の焦点面１０６には、
０．４３〜０．４８μｍ，０．４８〜０．５３μｍ，
０．５３〜０．５８μｍ，０．５８〜０．６８μｍの波
長帯の電磁波を検出するフィルタやＳｉセンサが配置さ
れている。ダイクロイックミラー１０３によって反射さ
れた波長約１μｍ以上の電磁波は、ダイクロイックミラ
ー１０７により波長約３μｍ以上の電磁波は透過され、
波長約３μｍ以下の電磁波は反射される。ダイクロイッ
クミラー１０７により反射され集光された電磁波の焦点
面１０８には、１．５８〜１．６４μｍの波長帯の電磁
波を検出するフィルタとＨｇＣｄＴｅセンサが配置され
ている。ダイクロイックミラー１０７を透過した波長約
３μｍ以上の電磁波は、平面鏡１０９で反射され焦点面
１１０に結像する。この焦点面には波長帯３．５５〜
３．９３μｍ、１０．３〜１１．３μｍ及び１１．５〜
１２．５μｍの赤外線を検出するフィルタとＨｇＣｄＴ
ｅセンサが配置されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の２つの従来例の
電磁波検出装置において、多波長の電磁波を同時に検出
しようとする場合、様々な種類のセンサを配置するため
にカセグレン焦点部を広く取る必要があり、しかも多数
の光学系が必要になって調整が大変難しくなる。また、
多数のダイクロイックミラーや光学系を介するため、総
合的な透過率や反射率が低下しセンサに入射する輻射量
が減少するという問題もある。
電磁波検出装置において、多波長の電磁波を同時に検出
しようとする場合、様々な種類のセンサを配置するため
にカセグレン焦点部を広く取る必要があり、しかも多数
の光学系が必要になって調整が大変難しくなる。また、
多数のダイクロイックミラーや光学系を介するため、総
合的な透過率や反射率が低下しセンサに入射する輻射量
が減少するという問題もある。
【０００５】本発明の目的は、カセグレン光学系を用い
て多波長の電磁波、主に可視光と赤外線を同時に検出す
る装置において、赤外線を透過する材料より成り、且つ
表面にはダイクロイックコーティングを施した副鏡を用
い、長波長赤外線を主鏡の主焦点側に透過させ、短波長
赤外線をカセグレン焦点側に反射させる光学構成をとる
ことにより、副鏡裏側にもセンサを配置してデッドスペ
ースを有効利用し、コンパクトで光軸調整がより容易な
多波長同時検出装置を提供することにある。
て多波長の電磁波、主に可視光と赤外線を同時に検出す
る装置において、赤外線を透過する材料より成り、且つ
表面にはダイクロイックコーティングを施した副鏡を用
い、長波長赤外線を主鏡の主焦点側に透過させ、短波長
赤外線をカセグレン焦点側に反射させる光学構成をとる
ことにより、副鏡裏側にもセンサを配置してデッドスペ
ースを有効利用し、コンパクトで光軸調整がより容易な
多波長同時検出装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係わ
る発明の電磁波検出装置は、主反射鏡と、前記主反射鏡
の反射する電磁波のうちの第１の波長帯域の電磁波を透
過し前記主反射鏡の反射する電磁波のうちの前記第１の
波長帯域とは波長帯域が異なる第２の波長帯域の電磁波
を反射する分波機能を備えた副反射鏡と、前記第１の波
長帯域の電磁波の集束点に配設した第１の電磁波検出器
と、前記第２の波長帯域の電磁波の集束点に配設した第
２の電磁波検出器を備えることを特徴とする。また、本
発明の請求項２に係わる発明の電磁波検出装置は、前記
請求項１に係わる発明の記載の前記主反射鏡の反射面が
放物面であり、前記副反射鏡の反射面が双曲面であるこ
とを特徴とする。また、本発明の請求項３に係わる発明
の電磁波検出装置は、前記請求項１に係わる発明の記載
の前記主反射鏡の反射面が放物面であり、前記副反射鏡
の反射面が楕円面であることを特徴とする。また、本発
明の請求項４に係わる発明の電磁波検出装置は、前記請
求項１に係わる発明の記載の前記主反射鏡の反射面が放
物面であり、前記副反射鏡の反射面が球面であることを
特徴とする。また、本発明の請求項５に係わる発明の電
磁波検出装置は、前記請求項１に係わる発明の記載の前
記主反射鏡の反射面が放物面であり、前記副反射鏡の反
射面が平面であることを特徴とする。また、本発明の請
求項６に係わる発明の電磁波検出装置は、前記請求項１
乃至５に係わる発明の記載の前記副反射鏡の母材が、前
記第１の波長帯域の電磁波を透過する電磁波透過特性を
有し、前記副反射鏡の反射面のもつ分波機能が誘電体多
層膜によるものであることを特徴とする。また、本発明
の請求項７に係わる発明の電磁波検出装置は、前記請求
項１に係わる発明の記載の前記副反射鏡が、反射する第
２の波長帯域の電磁波を、さらに複数の波長帯域の電磁
波に分波する複数の分波手段と、前記分波されたそれぞ
れの電磁波を検出する複数の電磁波検出器を備えること
を特徴とする。また、本発明の請求項８に係わる発明の
電磁波検出装置は、前記請求項１に係わる発明の記載の
前記第１の波長帯域が中赤外線より波長の長い波長帯域
であり、前記第２の波長帯域が中赤外線より波長の短い
波長帯域であることを特徴とする。また、本発明の請求
項９に係わる発明の電磁波検出装置は、前記請求項６に
係わる発明の記載の前記母材が、Ｇｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳ
ｅ、ＣａＦ2 、ＢａＦ2 、ＧａＡｓ、Ｓｉ、ＩｎＰのい
ずれかであり、且つ前記第１の波長帯域と前記第２の波
長帯域とが帯域の境を接し、前記帯域の境の波長が６〜
７μｍであることを特徴とする。また、本発明の請求項
１０に係わる発明の電磁波検出装置は、前記請求項７に
係わる発明の記載の前記第１の電磁波検出器が、波長８
〜１４μｍの範囲を検出する赤外センサであり、前記分
波されたそれぞれの電磁波を検出する複数の電磁波検出
器が、可視光線を検出するセンサと波長０．８〜５μｍ
の範囲の赤外線を検出するセンサを含むことを特徴とす
る。また、本発明の請求項１１に係わる発明の電磁波検
出装置は、前記請求項１０に係わる発明の記載の前記波
長８〜１４μｍの範囲を検出する赤外センサが、ボロメ
−タ型、焦電型、熱電対型を含む熱型センサまたはＨｇ
ＣｄＴｅセンサであり、前記可視光線を検出するセンサ
が、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサであり、前記波長
０．８〜５μｍの範囲の赤外線を検出する赤外センサ
が、ＩｎＳｂ、ＨｇＣｄＴｅ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＡ
ｓ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅを用いたセンサであることを特徴
とする。
る発明の電磁波検出装置は、主反射鏡と、前記主反射鏡
の反射する電磁波のうちの第１の波長帯域の電磁波を透
過し前記主反射鏡の反射する電磁波のうちの前記第１の
波長帯域とは波長帯域が異なる第２の波長帯域の電磁波
を反射する分波機能を備えた副反射鏡と、前記第１の波
長帯域の電磁波の集束点に配設した第１の電磁波検出器
と、前記第２の波長帯域の電磁波の集束点に配設した第
２の電磁波検出器を備えることを特徴とする。また、本
発明の請求項２に係わる発明の電磁波検出装置は、前記
請求項１に係わる発明の記載の前記主反射鏡の反射面が
放物面であり、前記副反射鏡の反射面が双曲面であるこ
とを特徴とする。また、本発明の請求項３に係わる発明
の電磁波検出装置は、前記請求項１に係わる発明の記載
の前記主反射鏡の反射面が放物面であり、前記副反射鏡
の反射面が楕円面であることを特徴とする。また、本発
明の請求項４に係わる発明の電磁波検出装置は、前記請
求項１に係わる発明の記載の前記主反射鏡の反射面が放
物面であり、前記副反射鏡の反射面が球面であることを
特徴とする。また、本発明の請求項５に係わる発明の電
磁波検出装置は、前記請求項１に係わる発明の記載の前
記主反射鏡の反射面が放物面であり、前記副反射鏡の反
射面が平面であることを特徴とする。また、本発明の請
求項６に係わる発明の電磁波検出装置は、前記請求項１
乃至５に係わる発明の記載の前記副反射鏡の母材が、前
記第１の波長帯域の電磁波を透過する電磁波透過特性を
有し、前記副反射鏡の反射面のもつ分波機能が誘電体多
層膜によるものであることを特徴とする。また、本発明
の請求項７に係わる発明の電磁波検出装置は、前記請求
項１に係わる発明の記載の前記副反射鏡が、反射する第
２の波長帯域の電磁波を、さらに複数の波長帯域の電磁
波に分波する複数の分波手段と、前記分波されたそれぞ
れの電磁波を検出する複数の電磁波検出器を備えること
を特徴とする。また、本発明の請求項８に係わる発明の
電磁波検出装置は、前記請求項１に係わる発明の記載の
前記第１の波長帯域が中赤外線より波長の長い波長帯域
であり、前記第２の波長帯域が中赤外線より波長の短い
波長帯域であることを特徴とする。また、本発明の請求
項９に係わる発明の電磁波検出装置は、前記請求項６に
係わる発明の記載の前記母材が、Ｇｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳ
ｅ、ＣａＦ2 、ＢａＦ2 、ＧａＡｓ、Ｓｉ、ＩｎＰのい
ずれかであり、且つ前記第１の波長帯域と前記第２の波
長帯域とが帯域の境を接し、前記帯域の境の波長が６〜
７μｍであることを特徴とする。また、本発明の請求項
１０に係わる発明の電磁波検出装置は、前記請求項７に
係わる発明の記載の前記第１の電磁波検出器が、波長８
〜１４μｍの範囲を検出する赤外センサであり、前記分
波されたそれぞれの電磁波を検出する複数の電磁波検出
器が、可視光線を検出するセンサと波長０．８〜５μｍ
の範囲の赤外線を検出するセンサを含むことを特徴とす
る。また、本発明の請求項１１に係わる発明の電磁波検
出装置は、前記請求項１０に係わる発明の記載の前記波
長８〜１４μｍの範囲を検出する赤外センサが、ボロメ
−タ型、焦電型、熱電対型を含む熱型センサまたはＨｇ
ＣｄＴｅセンサであり、前記可視光線を検出するセンサ
が、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサであり、前記波長
０．８〜５μｍの範囲の赤外線を検出する赤外センサ
が、ＩｎＳｂ、ＨｇＣｄＴｅ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＡ
ｓ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅを用いたセンサであることを特徴
とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明のカセグレン光学系を用い
た電磁波検出装置の実施形態について図面を参照して説
明する。本発明の電磁波検出装置を図１に示す。被写体
からの入射電磁波７は主鏡１で反射して副鏡２に向か
う。同副鏡２にはダイクロイックコーティングが施さ
れ、一部の電磁波を透過し他の電磁波を反射する。副鏡
を透過した電磁波は、主鏡１の主焦点３に結像し同焦点
部には検出器が配置されている。副鏡で反射した電磁波
はカセグレン焦点に導かれ、ダイクロイックミラー４に
より、更に分けられる。一部の電磁波は透過して焦点部
５に結像し、他の電磁波は反射され焦点部６に結像す
る。各焦点部には検出器が配置されている。被写体から
の電磁波１０は、まず主鏡１に入射する。主鏡１は直径
３０ｃｍ、Ｆ値１の反射鏡であり、その鏡面には可視光
から赤外線の波長域に渡って反射率の高いＡｕ又はＡｌ
が蒸着され、可視光線及び赤外線の反射率を高くしてい
る。主鏡１で反射された可視光線及び赤外線は集束され
つつ副鏡２に向かう。副鏡２は赤外線を透過する材料に
ダイクロイック特性を有する薄膜が蒸着されている。赤
外線透過材料として、本実施例ではＧｅを用いた。勿
論、Ｇｅ以外の他の材料、例えばＺｎＳｅ，ＺｎＳ，Ｇ
ａＡｓ，ＢａＦ2 ，ＣａＦ2 、Ｓｉ、ＩｎＰも使用する
ことができる。図２は、副鏡にコーティングされた薄膜
のダイクロイック特性を示す。副鏡２のダイクロイック
特性として、本実施例では図２の曲線２２の特性を有す
る薄膜を用いた。つまりダイクロイック薄膜がコーティ
ングされた副鏡２は、波長約６μｍ以上の赤外線を透過
し、それ以下の波長の赤外線や可視光線を反射する。副
鏡２で反射した波長約６μｍ以下の電磁波は、ダイクロ
イックミラー４により、更に２つの波長帯に分けられ
る。本実施例では、ダイクロイックミラー４のダイクロ
イック特性として、図２の曲線２１の透過特性を持つ誘
電体多層薄膜を用いた。波長３μｍ以上で６μｍ以下の
赤外線は、ダイクロイックミラー４を透過して焦点部５
に結像する。波長３μｍ以下の赤外線や可視光線は、ダ
イクロイックミラー４で反射して焦点部６に結像する。
本発明の電磁波検出装置において、主焦点３、各焦点部
５及び６に配置することができるセンサの例を図３の表
にまとめて示す。その内本実施例では、副鏡２を透過し
た波長約６μｍ以上の赤外線は、副鏡２の裏側の焦点部
３には、ボロメータ型非冷却赤外センサを配置し、波長
８〜１４μｍの赤外線が主に検出するようにした。副鏡
の直径は１０ｃｍで、副鏡で反射された波長６μｍ以下
の赤外線や可視光線の合成Ｆ値は３．５である。焦点部
５では、波長３〜６μｍの赤外線を検出することがで
き、ここに電子冷凍型のＨｇＣｄＴｅセンサを配置し
た。また、焦点部６にＳｉ−ＣＣＤ可視光センサを配置
し、可視光線の検出を行った。可視光線ではなく、波長
０．８〜３μｍの短波長の近赤外線を検出したい場合
は、この波長領域において、より感度の高いＰｂＳやＩ
ｎＧａＡｓのようなセンサを配置しても構わない。
た電磁波検出装置の実施形態について図面を参照して説
明する。本発明の電磁波検出装置を図１に示す。被写体
からの入射電磁波７は主鏡１で反射して副鏡２に向か
う。同副鏡２にはダイクロイックコーティングが施さ
れ、一部の電磁波を透過し他の電磁波を反射する。副鏡
を透過した電磁波は、主鏡１の主焦点３に結像し同焦点
部には検出器が配置されている。副鏡で反射した電磁波
はカセグレン焦点に導かれ、ダイクロイックミラー４に
より、更に分けられる。一部の電磁波は透過して焦点部
５に結像し、他の電磁波は反射され焦点部６に結像す
る。各焦点部には検出器が配置されている。被写体から
の電磁波１０は、まず主鏡１に入射する。主鏡１は直径
３０ｃｍ、Ｆ値１の反射鏡であり、その鏡面には可視光
から赤外線の波長域に渡って反射率の高いＡｕ又はＡｌ
が蒸着され、可視光線及び赤外線の反射率を高くしてい
る。主鏡１で反射された可視光線及び赤外線は集束され
つつ副鏡２に向かう。副鏡２は赤外線を透過する材料に
ダイクロイック特性を有する薄膜が蒸着されている。赤
外線透過材料として、本実施例ではＧｅを用いた。勿
論、Ｇｅ以外の他の材料、例えばＺｎＳｅ，ＺｎＳ，Ｇ
ａＡｓ，ＢａＦ2 ，ＣａＦ2 、Ｓｉ、ＩｎＰも使用する
ことができる。図２は、副鏡にコーティングされた薄膜
のダイクロイック特性を示す。副鏡２のダイクロイック
特性として、本実施例では図２の曲線２２の特性を有す
る薄膜を用いた。つまりダイクロイック薄膜がコーティ
ングされた副鏡２は、波長約６μｍ以上の赤外線を透過
し、それ以下の波長の赤外線や可視光線を反射する。副
鏡２で反射した波長約６μｍ以下の電磁波は、ダイクロ
イックミラー４により、更に２つの波長帯に分けられ
る。本実施例では、ダイクロイックミラー４のダイクロ
イック特性として、図２の曲線２１の透過特性を持つ誘
電体多層薄膜を用いた。波長３μｍ以上で６μｍ以下の
赤外線は、ダイクロイックミラー４を透過して焦点部５
に結像する。波長３μｍ以下の赤外線や可視光線は、ダ
イクロイックミラー４で反射して焦点部６に結像する。
本発明の電磁波検出装置において、主焦点３、各焦点部
５及び６に配置することができるセンサの例を図３の表
にまとめて示す。その内本実施例では、副鏡２を透過し
た波長約６μｍ以上の赤外線は、副鏡２の裏側の焦点部
３には、ボロメータ型非冷却赤外センサを配置し、波長
８〜１４μｍの赤外線が主に検出するようにした。副鏡
の直径は１０ｃｍで、副鏡で反射された波長６μｍ以下
の赤外線や可視光線の合成Ｆ値は３．５である。焦点部
５では、波長３〜６μｍの赤外線を検出することがで
き、ここに電子冷凍型のＨｇＣｄＴｅセンサを配置し
た。また、焦点部６にＳｉ−ＣＣＤ可視光センサを配置
し、可視光線の検出を行った。可視光線ではなく、波長
０．８〜３μｍの短波長の近赤外線を検出したい場合
は、この波長領域において、より感度の高いＰｂＳやＩ
ｎＧａＡｓのようなセンサを配置しても構わない。
【０００８】以上、本実施例では、副鏡２に蒸着したダ
イクロイック薄膜の特性として図２の曲線２２のものを
用いたが、目的に応じて様々な波長特性を有するダイク
ロイック薄膜を用いても構わない。また本実施例では、
各焦点部に配置したセンサの種類を限定したが、図３に
示したように焦点部の空間が許す限り、目的に応じて他
のセンサを配置しても構わない。また、本実施例では、
反射鏡の構成を主鏡の反射面が放物面であり、副鏡の反
射面が双曲面である、いわゆるカセグレン型の反射鏡構
成の場合を述べたが、副鏡の反射面が楕円面である、い
わゆるグレゴリアン型の反射鏡構成であってもよい。ま
た、結像点に多少の収差が残っても作りやすくする場合
には、副鏡の反射面を球面に選んでもよい。また、本実
施例では、副鏡表面を曲面にしてＦ値を変換する構成と
したが、平面鏡を用いてＦ値を変えないようにしてもよ
い。
イクロイック薄膜の特性として図２の曲線２２のものを
用いたが、目的に応じて様々な波長特性を有するダイク
ロイック薄膜を用いても構わない。また本実施例では、
各焦点部に配置したセンサの種類を限定したが、図３に
示したように焦点部の空間が許す限り、目的に応じて他
のセンサを配置しても構わない。また、本実施例では、
反射鏡の構成を主鏡の反射面が放物面であり、副鏡の反
射面が双曲面である、いわゆるカセグレン型の反射鏡構
成の場合を述べたが、副鏡の反射面が楕円面である、い
わゆるグレゴリアン型の反射鏡構成であってもよい。ま
た、結像点に多少の収差が残っても作りやすくする場合
には、副鏡の反射面を球面に選んでもよい。また、本実
施例では、副鏡表面を曲面にしてＦ値を変換する構成と
したが、平面鏡を用いてＦ値を変えないようにしてもよ
い。
【０００９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による電磁
波検出装置を実現することにより、副鏡裏側のデッドス
ペースにセンサを配置することで装置全体の体積を小さ
くすることができる。
波検出装置を実現することにより、副鏡裏側のデッドス
ペースにセンサを配置することで装置全体の体積を小さ
くすることができる。
【図１】本発明による電磁波検出装置の実施の形態の構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図２】本発明による電磁波検出装置の副鏡に蒸着した
薄膜のダイクロイック特性を示す図である。
薄膜のダイクロイック特性を示す図である。
【図３】本発明の電磁波検出装置に用いるセンサの例を
示す図である。
示す図である。
【図４】従来の電磁波検出装置の構成を示す図である。
【図５】もう一つの従来の電磁波検出装置の構成を示す
図である。
図である。
１ 主鏡 ２ 副鏡 ３ 主焦点 ４ ダイクロイックミラー ５ 焦点部 ６ 焦点部 ７ 入射電磁波 ４９ 入射電磁波 ５０ 第１凹面鏡 ５１ 第１平面鏡 ５２ 第２凹面鏡 ５３ 第１ダイクロイックミラー ５４ 第１焦点面 ５５ 第２ダイクロイックミラー ５６ 第１レンズ群 ５７ 第２焦点面 ５８ 第２平面鏡 ５９ 第２レンズ群 ６０ 第３焦点面 ９９ 入射電磁波 １００ 走査平面鏡 １０１ 主鏡 １０２ 副鏡 １０３ ダイクロイックミラー １０４ ダイクロイックミラー １０５ 焦点面 １０６ 焦点面 １０７ ダイクロイックミラー １０８ 焦点面 １０９ 平面鏡 １１０ 焦点面
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 17/00 Ｇ０２Ｂ 17/00 Ｚ ５Ｆ０８８ 23/02 23/02 23/12 23/12 Ｈ０１Ｌ 31/0232 Ｈ０４Ｎ 5/33 Ｈ０４Ｎ 5/33 Ｈ０１Ｌ 31/02 Ｄ Ｆターム(参考） 2G065 AB02 AB04 BA02 BA04 BA06 BA11 BA12 BA13 BA14 BB13 BB14 BB27 2G066 BA01 BA08 BA09 BA11 BA14 BA25 BA44 BA60 2H039 AA02 AB03 AB22 2H087 KA15 NA03 RA04 TA00 TA04 TA06 5C024 AX01 AX06 EX41 5F088 AB02 AB07 AB09 BB03 JA13 LA01 LA03
Claims (11)
- 【請求項１】 主反射鏡と、前記主反射鏡の反射する電
磁波のうちの第１の波長帯域の電磁波を透過し前記主反
射鏡の反射する電磁波のうちの前記第１の波長帯域とは
波長帯域が異なる第２の波長帯域の電磁波を反射する分
波機能を備えた副反射鏡と、前記第１の波長帯域の電磁
波の集束点に配設した第１の電磁波検出器と、前記第２
の波長帯域の電磁波の集束点に配設した第２の電磁波検
出器を備えることを特徴とする電磁波検出装置。 - 【請求項２】 前記主反射鏡の反射面が放物面であり、
前記副反射鏡の反射面が双曲面であることを特徴とする
前記請求項１記載の電磁波検出装置。 - 【請求項３】 前記主反射鏡の反射面が放物面であり、
前記副反射鏡の反射面が楕円面であることを特徴とする
前記請求項１記載の電磁波検出装置。 - 【請求項４】 前記主反射鏡の反射面が放物面であり、
前記副反射鏡の反射面が球面であることを特徴とする前
記請求項１記載の電磁波検出装置。 - 【請求項５】 前記主反射鏡の反射面が放物面であり、
前記副反射鏡の反射面が平面であることを特徴とする前
記請求項１記載の電磁波検出装置。 - 【請求項６】 前記副反射鏡の母材が前記第１の波長帯
域の電磁波を透過する電磁波透過特性を有し、前記副反
射鏡の反射面のもつ分波機能が誘電体多層膜によるもの
であることを特徴とする前記請求項１乃至５記載の電磁
波検出装置。 - 【請求項７】 前記副反射鏡が反射する第２の波長帯域
の電磁波を、さらに複数の波長帯域の電磁波に分波する
複数の分波手段と、前記分波されたそれぞれの電磁波を
検出する複数の電磁波検出器を備えることを特徴とする
請求項１記載の電磁波検出装置。 - 【請求項８】 前記第１の波長帯域が中赤外線より波長
の長い波長帯域であり、前記第２の波長帯域が中赤外線
より波長の短い波長帯域であることを特徴とする前記請
求項１記載の電磁波検出装置。 - 【請求項９】 前記母材が、Ｇｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、
ＣａＦ2 、ＢａＦ2、ＧａＡｓ、Ｓｉ、ＩｎＰのいずれ
かであり、且つ前記第１の波長帯域と前記第２の波長帯
域とが帯域の境を接し、前記帯域の境の波長が６〜７μ
ｍであることを特徴とする前記請求項６記載の電磁波検
出装置。 - 【請求項１０】 前記第１の電磁波検出器が、波長８〜
１４μｍの範囲を検出する赤外センサであり、前記分波
されたそれぞれの電磁波を検出する複数の電磁波検出器
が、可視光線を検出するセンサと波長０．８〜５μｍの
範囲の赤外線を検出するセンサを含むことを特徴とする
前記請求項７記載の電磁波検出装置。 - 【請求項１１】 前記波長８〜１４μｍの範囲を検出す
る赤外センサが、ボロメ−タ型、焦電型、熱電対型を含
む熱型センサまたはＨｇＣｄＴｅセンサであり、前記可
視光線を検出するセンサが、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセ
ンサであり、前記波長０．８〜５μｍの範囲の赤外線を
検出する赤外センサが、ＩｎＳｂ、ＨｇＣｄＴｅ、Ｉｎ
ＧａＡｓ、ＩｎＡｓ、ＰｂＳ、ＰｂＳｅを用いたセンサ
であることを特徴とする前記請求項１０記載の電磁波検
出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001126065A JP2002318157A (ja) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | 電磁波検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001126065A JP2002318157A (ja) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | 電磁波検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002318157A true JP2002318157A (ja) | 2002-10-31 |
Family
ID=18975168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001126065A Pending JP2002318157A (ja) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | 電磁波検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002318157A (ja) |
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-
2001
- 2001-04-24 JP JP2001126065A patent/JP2002318157A/ja active Pending
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040113 |