JP2683463B2 - 超広帯域色消しレンズ - Google Patents

超広帯域色消しレンズ

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JP2683463B2
JP2683463B2 JP3175477A JP17547791A JP2683463B2 JP 2683463 B2 JP2683463 B2 JP 2683463B2 JP 3175477 A JP3175477 A JP 3175477A JP 17547791 A JP17547791 A JP 17547791A JP 2683463 B2 JP2683463 B2 JP 2683463B2
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シーザー・エー・セプルベダ
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サンタ・バーバラ・リサーチ・センター
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光学システムに関し、特
に色消しレンズに関する。
【0002】本発明は、特定の応用のための実施例に関
しここに記載されているが、本発明がそれに限定されな
いことを理解されるべきである。当業者は、本発明の技
術的範囲内の付加的な変化、応用、実施例および本発明
が非常に有効である付加的な分野を認識するであろう。
【0003】
【従来の技術】赤外線および可視光の光学システムは、
検出器の情景からのエネルギを集めるあるいは位置づけ
るレンズを必要とする。例えば、遠隔感知装置のような
応用において、単一の検出器上にの複数の波長からエネ
ルギを集めることを可能にする光学的配置を提供するこ
とが望ましい。例えば、可視および赤外線の光学的性能
の必要性は、ある種のミサイルシステムで認められてい
る。ミサイルは、単一の帯域(赤外線)動作に通常限定
されている。既知の技術に見られる複数の波長帯域の性
能を供給する幾つかの光学的材料と共に複雑な光学的配
置を使用するため、これらの配置は製造するのに費用が
かかり、維持することが難しい合成物で形成される光学
素子を通常使用する。合成物の多くは、研磨が困難で、
脆く、機械的な歪みでコールドフローあるいは変形しや
すく、温度の変化で破損しやすい。さらに、この方法は
同時には行われない。複数の波長帯域の動作は、時間を
浪費しまたさらに厳しい使命を容認できない順次的な方
法で通常実行される。
【0004】複数の波長帯域の動作の提供のそれより少
し劣る他の通常の方法は、曲面ミラーの使用を含む。し
かしながら、曲面ミラーの光学的配置は通常複雑であ
り、システムの視野を限定あるいは妨げやすい。それ
故、これらのシステムは使用される素子の数に限定さ
れ、そのためおよび故に限定された特性を提供する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】したがって、従来の屈
折システムは限定される波長の範囲、例えば0.4乃至
0.7ミクロン(可視)、3.5乃至5ミクロン(近赤
外線)あるいは8乃至12ミクロン(中間赤外線)での
み通常色消しされ、あるいは間にある波長で補正なしに
これらの2つの帯域にわたって自主的に色消しされる。
遠隔感知装置は、0.4乃至5ミクロンの連続的な範囲
の間、測定に依存する。このように、可視光からエネル
ギ分光の赤外線範囲の複数の波長の動作を供給すること
は代替的な技術に必要である。
【0006】
【課題を解決するための手段】このような技術の必要性
は、超広帯域色消しレンズを提供する本発明により満足
される。そのレンズは、光学的に整列して配置されたカ
ルシウムフッ化物あるいはマグネシウム酸化物の3つの
交互の素子で形成される。第1の実施例において、素子
はカルシウムフッ化物の第1の正(収束)の素子、マグ
ネシウム酸化物の第2の負(発散)の素子、およびカル
シウムフッ化物の第3の正の素子により構成され、クッ
クトリプレットで配置される。第2の実施例において、
広角トリプレットは、マグネシウム酸化物の第1の負の
素子、カルシウムフッ化物の第2の正の素子、およびマ
グネシウム酸化物の第3の負の素子により構成される。
カルシウムフッ化物の屈折率は波長4μにおいて1.4
1であり、アッベ数は21.8である。また、マグネシ
ウム酸化物の屈折率は波長4μにおいて1.668であ
り、アッベ数は12.1である。
【0007】両方の実施例において、本発明はエネルギ
スペクトルの可視光から近赤外線部分までの多く波長帯
域、すなわち0.5ミクロン乃至5ミクロンにわたって
色収差その他の収差に対して同時に補正される色消し光
学システムを提供する。
【0008】
【実施例】本発明の利点を明らかにするために添付図面
を参照して実施例を説明する。
【0009】図1は、本発明の超広帯域色消しレンズ系
10の第1の実施例であり図2は同様の第2の実施例であ
る。各実施例において、レンズ系10は3つの交互の光学
素子12,14 および16で形成される。光学エネルギ18の入
射光が検出器20に焦点を結ぶように素子12,14および16
は相対的に光学的に整列されている。
【0010】第1の実施例において、レンズ系10は収束
される(正)第1および第3の素子12および16と発散さ
れる(負)第2の素子14でクックトリプレットとして形
成される。本発明に従って、第1および第3の素子12お
よび16はカルシウムフッ化物で構成され、第2の素子14
はマグネシウム酸化物で構成される。
【0011】第2の実施例において、レンズ系10は発散
される(負)第1および第3の素子12および16および収
束される(正)第2の素子14で広角トリプレットとして
形成される。本発明に従って、第1および第3の素子12
および16はマグネシウム酸化物で構成され、第2の素子
14はカルシウムフッ化物で形成される。
【0012】最良の実施態様において、各実施例の素子
12,14 および16それぞれは、単結晶構造で形成される。
当業者に理解されるように、図1の実施例はさらに狭い
視野(FOV)の図2の実施例より通常は大口径であ
る。故に、図2の実施例は広いFOVが集光能力以上に
重視される応用にさらに適する。(これに関連して、集
光能力(speed)はレンズを通過する光学エネルギ
の収束率を言う。レンズが大口径であればあるほど、タ
ーゲット検出器に収束する出力エネルギは速い。集光能
力は通常レンズの直径に対する出力ビームの焦点距離の
割合であるレンズの”fナンバー”として表される。f
ナンバーが低ければ低いほど、レンズは大口径であ
る。)
【0013】両方の実施例において、本発明は色彩およ
び、エネルギスペクトルの可視から近赤外線部分までの
多重波長帯域、すなわち0.5ミクロン乃至5ミクロン
にわたる色その他の収差の同時に補正される色消し光学
システムを供給する。
【0014】上記の各レンズは、通常の方法で設計およ
び形成されている。実際に、レンズは第1にカリフォル
ニアのパサデナのオプチカルリサーチアソシエートのC
odeV、あるいはニューヨークのフィッシャーズの
サイエンティフィック カルキュレーション社よりAc
cosVのようなコンピュータの光学設計プログラムを
使用して設計される。各素子の通常の形は、各表面の曲
率半径、素子の材料選択および素子の厚さを特定するこ
とにより入力される。素子間の空間もまたここに特定さ
れる。システムの要求は所望のfナンバー、焦点距離、
および例示としてスポットサイズに関する映像の質に関
して入力される。次に、システムが良好な特性を与える
波長範囲が特定され入力される。可変パラメータが特定
される。(これらは、通常選択された材料の限定に決定
されるあるいはまた基づく機械的制限に通常基づく。)
最適のランが要求される光学的特性を得るために、通常
数回繰返し行われる。プログラムは、以下のものを出力
する。 1)以下のものの示された各表面の表における光学的規
範、 a)各表面の曲率半径、 b)各表面に伴う材料、 c)表面の厚さ 2)特定されるFOVにおける映像の品質に関する特性
(スポットサイズに関して測定される)。
【0015】次に所望ならば、プログラムは公差の分析
を実行する。制作あるいは製造図は、プログラムの出力
に基づく形および公差が使用される材料を特定するため
に提供される。最終的に、レンズは適格の光学的製造業
者による通常の方法で製造される。
【0016】このように、本発明は特定の応用のための
特定の実施例に関してここに記載される。当業者は本発
明の技術的範囲内の付加的な変形、応用および実施例を
認識するであろう。かなり多数のレンズは、本発明の技
術的範囲内から逸脱することなしに特定の応用の要求を
満たすために使用される。さらに、本発明は単結晶構造
に限定されない。多結晶構造もまた使用される。それ故
本発明の技術的範囲内のこのような応用、変化および実
施例を添付される特許請求の範囲によりカバーすること
を意図している。
【図面の簡単な説明】
【図1】カルシウムフッ化マグネシウム酸化カルシウム
フッ化物構造でクックトリプレットとして形成される本
発明の超広帯域色消しレンズの第1の実施例。
【図2】マグネシウム酸化カルシウムフッ化マグネシウ
ム酸化物構造で広角トリプレットとして形成される本発
明の超広帯域色消しレンズの第2の実施例。
【符号の説明】
10…レンズ系、12,14,16…光学素子。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−69711(JP,A) 特開 昭57−89715(JP,A) 久保田広外2名編 「光学技術ハンド ブック」 (昭43−10−25) 朝倉書店 PP.966〜967

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光学的に整列して配置された第1、第
    2、第3の素子よりなり、第1の素子がカルシウムフッ
    化物で形成される収束される(正)素子であり、第2の
    素子がマグネシウム酸化物で形成される発散される
    (負)素子であり、第3の素子がカルシウムフッ化物で
    形成される収束される(正)素子であることを特徴とす
    る超広帯域色消しレンズ。
  2. 【請求項2】 光学的に整列して配置された第1、第
    2、第3の素子よりなり、第1の素子がマグネシウム酸
    化物で形成される発散される(負)素子であり、第2の
    素子がカルシウムフッ化物で形成される収束される
    (正)素子であり、第3の素子がマグネシウム酸化物で
    形成される発散される(負)素子であることを特徴とす
    る超広帯域色消しレンズ。
JP3175477A 1990-07-16 1991-07-16 超広帯域色消しレンズ Expired - Lifetime JP2683463B2 (ja)

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US55297390A 1990-07-16 1990-07-16
US552973 1990-07-16

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DE (1) DE69105062T2 (ja)
GR (1) GR3015016T3 (ja)
IL (1) IL98514A (ja)
NO (1) NO301306B1 (ja)

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久保田広外2名編 「光学技術ハンドブック」 (昭43−10−25) 朝倉書店 PP.966〜967

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EP0467240A1 (en) 1992-01-22
IL98514A0 (en) 1992-07-15
DE69105062T2 (de) 1995-03-09
GR3015016T3 (en) 1995-05-31
IL98514A (en) 1995-06-29
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NO912708L (no) 1992-01-17
CA2044571C (en) 1996-01-09
JPH04234013A (ja) 1992-08-21
EP0467240B1 (en) 1994-11-09
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