JP2015060222A - アクティブ・ミラーを備える望遠鏡および前記アクティブ・ミラーを監視するための内部手段 - Google Patents

アクティブ・ミラーを備える望遠鏡および前記アクティブ・ミラーを監視するための内部手段 Download PDF

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Abstract

【課題】 アクティブ・ミラーを備える望遠鏡および前記アクティブ・ミラーを監視するための内部手段を提供する。【解決手段】 本発明の全般的な分野は、光学システム、および前記光学システムの焦点面に配置された波面解析手段(D)を備える望遠鏡の分野である。この光学システムは、集束光学系および拡大光学系(M3、M4、M6)を備え、この拡大光学系は可変鏡(M5)を備え、その変形が制御可能である。望遠鏡は、可変鏡を監視するための手段(M7、M8、M9)を備え、この監視手段は、前記光源の像が、可変鏡から反射された後に波面解析手段上に集束されるように配置された光源(S)を備える。本発明の実施形態では、この監視手段は、休止位置と監視位置の2つの位置を有する可動鏡を備える。光源は、集束光学系の中間焦点面に配置しても、監視用の鏡の焦点に配置しても、あるいは光学システムの焦点面の近傍に配置してもよい。【選択図】図3

Description

本発明の全般的な分野は、主鏡および主鏡の欠陥を修正するためのアクティブ・ミラーを備える望遠鏡の分野である。
望遠鏡は通常、サイズを大きくすることができる主鏡、および、複数の鏡を備えることができ、主鏡の焦点での中間像から光検出器上に2次像を形成する修正光学装置を備える。いくつかの用途では、修正光学装置は、主鏡での欠陥を修正できる可変鏡を備える。したがって、たとえば温度変動による欠陥を連続的に修正することが可能である。
可変鏡は、事前設定された法則に則ってその表面を変形することができるアクチュエータを備える。主鏡の2つの修正の間では、可変鏡に加えられる変形は、完全に安定していることが不可欠である。必要とされる安定性のオーダーは、約5ナノメートルである。しかし、宇宙望遠鏡のタイプによっては、2つの連続した修正間の時間の長さは、約1ヶ月と非常に長くなることがある。そうした長期間にわたって高い安定度を保証することは、困難であることが理解されよう。
可変鏡Mの表面を監視できるようにする手段が存在する。たとえば図1に示すように、この監視タスク専用で、可変鏡M用に使用される入射角とは異なる入射角で働く干渉計Iを使用することが可能である。しかし、このような手段を組み込むことは、必ずしも簡単ではない。次に、能動望遠鏡は、その光学系の総合品質を監視できるようにする内部手段を備える。これらの手段は一般に、波面解析装置を備える。本発明による望遠鏡は、これらの手段を使用し、やはり可変鏡だけを監視するようそれらを適応させる。
より正確には、本発明の主題は、少なくとも1つの光学システム、および前記光学システムの焦点面に配置された波面解析手段を備え、この光学システムが、集束光学系および拡大光学系を備え、この拡大光学系が可変鏡を備え、その変形は制御可能である望遠鏡において、この望遠鏡が可変鏡を監視する手段を備え、前記監視手段は、光源の像が少なくとも可変鏡から反射した後に波面解析手段上に集束するように配置された光源を備えることを特徴とする望遠鏡である。
有利には、この光源は、集束光学系の中間焦点面に配置される。
有利には、収差修正装置は、光源または波面解析手段のそばに備え付けられる。
有利には、監視手段は、2つの固定位置を有する可動鏡を備え、第1の固定位置が、光学システムの外側に配置され、監視用の第2の固定位置が、集束光学系から発した放射のうちの全てまたは一部を可動鏡が覆うようになっており、光源の像が、少なくとも可変鏡および可動鏡から反射した後に波面解析手段上に集束される。
有利には、可動鏡は球面凹面鏡であり、光源は光学システムの焦点面の近傍に配置される。
有利には、監視手段は固定鏡を備え、この固定鏡は、光学システムの外側に配置され、また可動鏡がその第2の位置に配置され、光源の像が、少なくとも可変鏡、可動鏡、および固定鏡から反射された後に、波面解析手段上に集束されるように配置される。
有利には、可動鏡は平面鏡であり、固定鏡は、たとえば楕円形でもよい凹面鏡である。
有利には、光源は、光学システムの焦点面の近傍に配置される。
有利には、固定鏡は、凹面鏡たとえば楕円凹面鏡であり、光源好ましくは点光源は、前記鏡の焦点に配置される。
有利には、集束光学系は、凹面主鏡および凸面副鏡を備える。
有利には、拡大光学系は、変形が制御可能な可変鏡、および少なくとも1つの平面鏡を備える。
非限定的な例として挙げられた以下の説明を読み、添付図を参照すれば、本発明がさらによく理解され、他の利点も明らかになろう。
従来技術による可変鏡を監視するための手段を示す。 従来技術による、可変鏡を備える望遠鏡の光学系を示す。 本発明による望遠鏡の監視手段の実施形態を示す。 本発明による望遠鏡の監視手段の実施形態を示す。 本発明による望遠鏡の監視手段の実施形態を示す。 本発明による望遠鏡の監視手段の実施形態を示す。 望遠鏡の中間焦点面での収差パターンの一例を示す。
一例として、図2には、光学監視手段を備えない望遠鏡の光学系が示してある。これは実質的に、一方で集束光学系、他方で拡大光学系を含む2つの部分を備える。集束光学系は、第1の大きい放物凹面鏡M1および凸面鏡M2を備え、これら2つの鏡がともに、無限遠の対象物について、その中間焦点面P1に像を形成する。
拡大光学系は、M3、M4、M5、およびM6の参照番号がついた4つの鏡を備え、これらの鏡はコンパクトな構造に折り畳まれている。鏡M3およびM6は平面鏡であり、鏡M4は非球面凹面鏡である。鏡M5は、実質的に平面の可変鏡であり、その変形は制御可能であり、すなわち形状がアクチュエータによって制御可能な鏡である。検出器Dが、望遠鏡の焦点面P2に配置される。この検出器は、波面解析を実行する。これは、専用の波面解析装置、または波面解析用に使用されるミッション検出器である。
本発明の目的は、可変鏡の光学品質の確認検査を可能にする監視手段を、前述の拡大光学系に配置することである。このために、監視手段は、光源の像が、可変鏡から反射された後に波面解析手段上に集束されるように配置された光源を備える。光源は、拡大光学系に直接配置してもよい。光ファイバによって、この光源を遠隔に配置することもできるようになる。この光源は、点光源または準点光源でよい。
一例として、監視手段の実現可能な4つの実施形態が図3〜6に示してある。これらの様々な図では、光源Sが白丸で表され、波面解析手段ASOが黒丸で表され、光源から発する光線が矢印線で表され、監視に特有の光学手段が二重線で表されている。
図3には、第1の実施形態が示してある。この例では、監視手段は、球面凹面鏡M7、および2つの位置を占めることができる移動可能な平面鏡M8を備える。光源Sは、望遠鏡の焦点面の近傍に配置される。第1の「休止」位置では、鏡M8は、望遠鏡の光学システムの外側に配置され、図3の点線によって示してあり、可変鏡M5は監視されず、光源Sはオフになっている。
「監視」位置と呼ばれる第2の位置では、鏡M8は、ステアリング・ミラーM4の前方に移動する。光源Sはオンになる。鏡M5、M6、M7、およびM8の配置は、光源Sの像が、M5、M6、M7、およびM8で連続して反射を繰り返して、波面解析手段ASO上に位置するようになっている。必要なのは、鏡M7およびM8の位置、その傾き、および球面鏡M7の曲率を正確に選ぶことだけである。
図4に示す第1の変形実施形態では、固定鏡M7が取り外され、移動可能な平面鏡M8が、移動可能な球面鏡M9で置き換えられる。光源Sは、望遠鏡の焦点面の近傍に配置されたままである。鏡M5、M6、およびM9の配置は、光源Sの像が、M5、M6、およびM9で連続して反射を繰り返して、波面解析手段ASO上に位置するようになっている。必要なのは、球面鏡M9の位置、傾き、および曲率を正確に選ぶことだけである。
図5に示す第2の変形実施形態では、凹面鏡M7および移動可能な平面鏡M8が残っているが、光源Sは鏡M7の焦点に配置され、この鏡は放物面鏡でもよい。放物面鏡をレンズで置き換えることが可能であり、この場合、光源Sは、このレンズの焦点に配置される。鏡M5、M6、M7、およびM8の配置は、光源Sの像が、M5、M6、M7、およびM8で連続して反射を繰り返して、波面解析手段ASO上に位置するようになっている。必要なのは、鏡M7およびM8の位置、その傾き、および球面鏡M7の曲率を正確に選ぶことだけである。
前述の実施形態では、可動鏡を使用する必要があり、この鏡は、平面鏡の場合には高度の配向精度で、また屈折力を伴う凹面鏡の場合には高度の配向精度および位置精度で、監視位置に配置可能でなければならない。したがって、図6に示す最後の実施形態では、監視手段はただ、中間焦点面の近傍および波面解析検出器の視野の近傍に配置された光源Sを備える。光源Sの像パターンは収差が大きいが、なぜならば、光源は、鏡M1およびM2からなる主望遠鏡の収差を修正する鏡M4の上流に配置されるからである。
これは、可変鏡の測定に決して悪影響を及ぼすものではなく、可変鏡は収差の大きい像を用いて良好に測定することができる。機器の焦点面における収差の大きい像パターンの形状の一例が、図7に示してある。図7でのパターンは対象形の房形状を有し、その干渉縞は回折によるものである。
有利には、収差を低減し、波面解析装置によって得られたパターンの拡散を制限するために、修正要素たとえば位相版を設けてもよい。この修正要素は、波面解析装置の入口に配置しても、光源のそばのステアリング・ミラー上に配置してもよい。
望遠鏡から発する像と光源の像の両方を通過させるために、波面解析検出器の光学場は、通常のものよりもわずかに大きくなければならない。
後者の解決策は、望遠鏡の光学系にわずかな変更しか必要とせず、鏡を移動する必要がなく、可変鏡を連続的に追尾することが可能になるという利点を有する。
ASO 波面解析手段
D 検出器
I 干渉計
M 可変鏡
M1〜M9 鏡
P1 中間焦点面
P2 焦点面
S 光源

Claims (13)

  1. 少なくとも1つの光学システム、および前記光学システムの焦点面に配置された波面解析手段(D)を備え、前記光学システムが、集束光学系(M1、M2)および拡大光学系(M3、M4、M5、M6)を備え、前記拡大光学系が可変鏡(M5)を備え、その変形が制御可能である望遠鏡において、前記拡大光学系が、単一の凹面鏡(M4)および2つの平面鏡(M3、M6)を備えることと、前記望遠鏡が、前記可変鏡を監視する手段(M7、M8、M9)を備え、前記監視手段は、前記光源の像が、少なくとも前記可変鏡から反射した後に、前記望遠鏡の前記焦点面(P2)に配置された前記波面解析手段上に集束するように配置された光源(S)を備えることとを特徴とする、望遠鏡。
  2. 前記光源(S)が、前記集束光学系の中間焦点面(P1)に配置されることを特徴とする、請求項1に記載の望遠鏡。
  3. 収差修正装置が、前記光源のそば、または前記波面解析手段のそばに備え付けられることを特徴とする、請求項2に記載の望遠鏡。
  4. 前記監視手段が、2つの固定位置を有する可動鏡(M8、M9)を備え、第1の固定位置が、前記光学システムの外側に配置され、監視用の第2の固定位置が、前記集束光学系から発した放射のうちの全てまたは一部を前記可動鏡が覆うようになっており、前記光源の前記像が、少なくとも前記可変鏡および前記可動鏡から反射した後に前記波面解析手段上に集束されることを特徴とする、請求項1に記載の望遠鏡。
  5. 前記可動鏡(M9)が凹面鏡であり、前記光源が、前記光学システムの前記焦点面の近傍に配置されることを特徴とする、請求項4に記載の望遠鏡。
  6. 前記凹面鏡が楕円形であることを特徴とする、請求項5に記載の望遠鏡。
  7. 前記監視手段が固定鏡(M7)を備え、前記固定鏡は、前記光学システムの外側に配置され、前記可動鏡がその第2の位置に配置され、前記光源の前記像が、少なくとも前記可変鏡、前記可動鏡、および前記固定鏡から反射された後に、前記波面解析手段上に集束されるように配置されることを特徴とする、請求項4に記載の望遠鏡。
  8. 前記可動鏡(M8)が平面鏡であり、前記固定鏡(M7)が凹面鏡であることを特徴とする、請求項7に記載の望遠鏡。
  9. 前記凹面固定鏡が楕円形であることを特徴とする、請求項8に記載の望遠鏡。
  10. 前記光源が、前記光学システムの前記焦点面の前記近傍に配置されることを特徴とする、請求項8または9に記載の望遠鏡。
  11. 前記光源が、前記凹面鏡の焦点に配置されることを特徴とする、請求項8または9に記載の望遠鏡。
  12. 前記集束光学系が、凹面主鏡(M1)および凸面副鏡(M2)を備えることを特徴とする、請求項1〜11のいずれか一項に記載の望遠鏡。
  13. 前記拡大光学系の前記凹面鏡(M4)が非球面であることを特徴とする、請求項1〜12のいずれか一項に記載の望遠鏡。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3074306B1 (fr) * 2017-11-28 2020-06-12 Thales Instrument d'observation comportant un autocollimateur a miroir monte sur viseur d'etoiles
CN112034611B (zh) * 2020-09-23 2022-04-19 航天科工微电子系统研究院有限公司 利用次镜变形镜进行快速调焦的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07140403A (ja) * 1993-11-18 1995-06-02 Hitachi Ltd マルチディザー方式補償光学装置
JPH09281315A (ja) * 1996-04-18 1997-10-31 Mitsubishi Electric Corp 反射鏡の鏡面形状制御装置
JP2002350730A (ja) * 2001-03-19 2002-12-04 Mitsubishi Electric Corp 結像光学系

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2615002B1 (fr) * 1987-05-06 1991-10-11 Onera (Off Nat Aerospatiale) Systeme optique de correction par reseau actif pour telescope
US6278100B1 (en) * 1999-05-04 2001-08-21 Ball Aerospace & Technologies Corp. Synthetic guide star for on-orbit assembly and configuration of large earth remote sensing optical systems
US7289736B1 (en) * 2003-01-13 2007-10-30 Aoptix Technologies Adaptive optics imaging system with object acquisition capability
US8076624B1 (en) * 2007-09-19 2011-12-13 Barchers Jeffrey D Non-cooperative laser target enhancement system and method
FR2924822B1 (fr) * 2007-12-11 2010-04-23 Thales Sa Dispositif d'imagerie stereoscopique compact
FR2936099A1 (fr) * 2008-09-12 2010-03-19 Thales Sa Dispositif de detection d'images ameliore pour un imageur multispectral et imageur multispectral comportant ce dispositif
WO2010043040A1 (en) * 2008-10-15 2010-04-22 Macdonald, Dettwiler And Associates Ltd. Optical alignment system, such as for an orbiting camera

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07140403A (ja) * 1993-11-18 1995-06-02 Hitachi Ltd マルチディザー方式補償光学装置
JPH09281315A (ja) * 1996-04-18 1997-10-31 Mitsubishi Electric Corp 反射鏡の鏡面形状制御装置
JP2002350730A (ja) * 2001-03-19 2002-12-04 Mitsubishi Electric Corp 結像光学系

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