JP2018525682A - デュアル瞳孔デュアルバンドの広視野再結像光学システム - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (19)
- デュアル瞳孔、デュアルスペクトル帯域、広視野の再結像屈折光画像化システムであって、
前記光画像化システムの視野にわたり電磁放射線を受け取り、前記光画像化システムの第1瞳孔を形成し、かつ、第1瞳孔を通じて前記電磁放射線を方向付けるように構成されているデュアルバンド前方対物レンズ群であり、前記電磁放射線はオーバーラップしていない第1スペクトル帯域および第2スペクトル帯域を含んでおり、前記視野は少なくとも45°×45°に広がっている、デュアルバンド前方対物レンズ群と、
前記第1瞳孔を介して前記電磁放射線を受け取り、少なくとも1つの中間画像面を形成し、かつ、少なくとも1つの第2瞳孔を介して少なくとも1つの最終画像面の上に前記電磁放射線をフォーカスするように構成されている再結像屈折光サブシステムであり、前記第1スペクトル帯域から第1画像および前記第2スペクトル帯域から第2画像を形成する、再結像屈折光サブシステムと、
を含む、光画像化システム。 - 前記少なくとも1つの中間画像面は単一の中間画像面であり、前記少なくとも1つの第2瞳孔は単一の第2瞳孔であり、かつ、
前記再結像屈折光サブシステムは、
前記第1瞳孔を介して前記電磁放射線を受け取り、かつ、前記中間画像面を形成するように構成されている第1デュアルバンドレンズ群であり、前記第1デュアルバンドレンズ群は、第1レンズおよび第2レンズを含み、前記第1瞳孔は、前記デュアルバンド前方対物レンズ群と前記第1レンズとの間に置かれており、かつ、前記中間画像面は、前記第1レンズと前記第2レンズとの間に置かれている、第1デュアルバンドレンズ群と、
前記第1デュアルバンドレンズ群の前記第2レンズから前記電磁放射線を受け取り、かつ、前記第2瞳孔を介して前記少なくとも1つの画像面の上に前記電磁放射線をフォーカスするように構成されている第2デュアルバンドレンズ群であり、前記第2瞳孔は、前記第2デュアルバンドレンズ群と前記少なくとも1つの画像面との間に置かれている、第2デュアルバンドレンズ群と、
を含む、請求項1に記載の光画像化システム。 - 前記第1スペクトル帯域は、中間波長赤外線(MWIR)スペクトル帯域を含み、かつ、
前記第2スペクトル帯域は、短波赤外線(SWIR)スペクトル帯域を含む、
請求項2に記載の光画像化システム。 - 前記光画像化システムは、さらに、
前記第2デュアルバンドレンズ群と前記第2瞳孔との間に置かれたチャンバ窓を有する冷却チャンバを含み、
前記少なくとも1つの画像面は、前記冷却チャンバの中に配置されている、
請求項3に記載の光画像化システム。 - 前記光画像化システムは、さらに、
調整可能な厚さを有し、かつ、前記第2デュアルバンドレンズ群と前記第2瞳孔との間に置かれたフィルタ、を含む、
請求項4に記載の光画像化システム。 - 前記少なくとも1つの画像面は、前記第2瞳孔から第1距離に置かれた第1画像面と前記第2瞳孔から第2距離に置かれた第2画像面とを含み、前記第1距離と前記第2距離とは異なるものであり、
前記光画像化システムは、さらに、
前記フィルタの調整可能な厚さを選択的に調整するように構成されているコントローラであり、前記MWIRスペクトル帯域を前記第1画像面の上にフォーカスするために第1厚さへ、および、前記SWIRスペクトル帯域を前記第2画像面の上にフォーカスするために第2厚さへと調整するコントローラ、を含む、
請求項5に記載の光画像化システム。 - 前記MWIRスペクトル帯域は、概ね3.4μm−5.0μmの第1波長範囲を含み、かつ、
前記SWIRスペクトル帯域は、概ね1.0μm−2.0μmの第2波長範囲を含む、
請求項3に記載の光画像化システム。 - 前記第1デュアルバンドレンズ群の前記第1レンズは硫化亜鉛から成り、かつ、
前記第1デュアルバンドレンズ群の前記第2レンズはセレン化亜鉛から成る、
請求項7に記載の光画像化システム。 - 前記デュアルバンド前方対物レンズ群は3個レンズのセットを含み、
セレン化亜鉛から成る第1対物レンズ、カルコゲナイドガラスから成る第2対物レンズ、および、セレン化亜鉛から成る第3対物レンズ、を含む、
請求項8に記載の光画像化システム。 - 前記第2デュアルバンドレンズ群は4個レンズのセットを含み、
カルコゲナイドガラスから成る第3レンズ、フッ化バリウムから成る第4レンズ、スピネル(SPINEL)から成る第5レンズ、および、フッ化バリウムから成る第6レンズ、を含む、
請求項9に記載の光画像化システム。 - 前記光画像化システムの光学速度はF/2.0である、
請求項10に記載の光画像化システム。 - 前記光画像化システムは、さらに、
前記第1瞳孔と前記再結像屈折光サブシステムとの間に置かれたビームスプリッタであり、前記電磁放射線を前記第1スペクトル帯域および前記第2スペクトル帯域へと分離するように構成されている、ビームスプリッタを含み、
前記第1スペクトル帯域は中間波長赤外線(MWIR)スペクトル帯域を含み、かつ、前記第2スペクトル帯域は短波赤外線(SWIR)スペクトル帯域を含み、
前記再結像屈折光サブシステムは、
前記第1瞳孔を介してMWIRスペクトル帯域を受け取り、MWIR中間画像面を形成し、かつ、前記第1画像を形成するために前記MWIRスペクトル帯域をMWIR第2瞳孔を介してMWIR最終画像面上にフォーカスする、ように構成されているMWIRサブシステムと、
前記第1瞳孔を介してSWIRスペクトル帯域を受け取り、SWIR中間画像面を形成し、かつ、前記第2画像を形成するために前記SWIRスペクトル帯域をSWIR第2瞳孔を介してSWIR最終画像面上にフォーカスする、ように構成されているSWIRサブシステムと、
を含む、
請求項1に記載の光画像化システム。 - 前記MWIRサブシステムは、第1ペアのレンズおよび第2ペアのレンズを含み、
前記MWIR中間画像面は、前記第1ペアのレンズの第1レンズと第2レンズとの間に置かれており、かつ、
前記第2ペアのレンズは、前記第1ペアのレンズと前記MWIR第2瞳孔との間に置かれている、
請求項12に記載の光画像化システム。 - 前記第1ペアのレンズの第1レンズと第2レンズはシリコンから成り、
前記第2ペアのレンズの第1レンズはゲルマニウムから成り、かつ、前記第2ペアのレンズの第2レンズはシリコンから成る、
請求項13に記載の光画像化システム。 - 前記MWIRサブシステムは、さらに、
前記MWIR第2瞳孔の近傍に置かれたチャンバ窓を有する冷却チャンバを含み、
前記チャンバ窓は前記MWIRスペクトル帯域に対して透明であり、かつ、
前記MWIR最終画像面は冷却チャンバの中に配置されている、
請求項14に記載の光画像化システム。 - 前記SWIRサブシステムは、第1レンズ群および第2レンズ群を含み、
前記第1レンズ群は、第1レンズおよび第2レンズを含み、
前記SWIR中間画像面は、前記第1レンズと前記第2レンズとの間に置かれており、かつ、
前記第2レンズ群は、前記第1レンズ群の前記第2レンズと前記SWIR第2瞳孔との間に置かれている、
請求項12に記載の光画像化システム。 - 前記第1レンズは硫化亜鉛から成り、かつ、前記第2レンズはセレン化亜鉛から成り、
前記第2レンズ群は、カルコゲナイドガラスから成る第3レンズ、フッ化バリウムから成る第4レンズ、および、第5複合レンズ、を含み、
前記第5複合レンズは、ガラスから成る第1レンズエレメントおよびフッ化バリウムから成る第2レンズエレメントを含む、
請求項16に記載の光画像化システム。 - 前記光画像化システムは、さらに、
少なくとも45°×45°に広がる第2視野を有する第2デュアルバンド前方対物レンズ群と、
前記第1瞳孔の近傍に配置されたビーム変更器であり、前記光画像化システムの視線を前記第2デュアルバンド前方対物レンズ群へ選択的に偏光させるように構成されている、ビーム変更器と、
を含む、請求項1に記載の光画像化システム。 - 前記光画像化システムは、さらに、
前記ビーム変更器に接続されたコントローラであり、前記デュアルバンド前方対物レンズ群と前記第2デュアルバンド前方対物レンズ群との間で前記視野を交互に切り替えるために前記ビーム変更器を駆動するように構成されている、コントローラ、
を含む、請求項18に記載の光画像化システム。
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