JP2698242B2 - 反射鏡の形状矯正方法 - Google Patents

反射鏡の形状矯正方法

Info

Publication number
JP2698242B2
JP2698242B2 JP19611491A JP19611491A JP2698242B2 JP 2698242 B2 JP2698242 B2 JP 2698242B2 JP 19611491 A JP19611491 A JP 19611491A JP 19611491 A JP19611491 A JP 19611491A JP 2698242 B2 JP2698242 B2 JP 2698242B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
actuator
reflecting mirror
correction amount
main reflector
main
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP19611491A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0519181A (ja
Inventor
泉 三神
真毅 田畑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP19611491A priority Critical patent/JP2698242B2/ja
Publication of JPH0519181A publication Critical patent/JPH0519181A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2698242B2 publication Critical patent/JP2698242B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Telescopes (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、天体望遠鏡の主反射
鏡を強制変形させて球面収差を矯正する反射鏡の形状矯
正方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3は従来の反射鏡の形状矯正方法の工
程を示すフローチャートであり、詳細は後述する。図5
は従来の反射鏡の形状矯正方法が適用される天体望遠鏡
を示す断面図であり、図において、1は天体望遠鏡の主
反射鏡、1aは主反射鏡1の中心部、1bは主反射鏡1
の円周部、2は主反射鏡1に反射された光を集光して光
観測計(図示せず)に反射する副反射鏡、3はミラーセ
ル、4は主反射鏡1を支持する固定点、5は主反射鏡1
の下部に取り付けられ、その主反射鏡1の球面収差を矯
正すべく主反射鏡1を強制変形させるアクチュエータ、
5aは主反射鏡1を強制変形させるアクチュエータ5の
設置点である。
【0003】次に図3のフローチャートを用いて動作を
説明する。
【0004】まず、「収差」とは、一般に物体のある点
から出た光がその影像の対応する点に集束しないことで
あり、反射鏡の鏡面が理想形状から変位するなどによっ
て生じる。例えば、主反射鏡1の焦点位置を移動させる
べく副反射鏡2を移動させた場合等においては、もとも
との主反射鏡1の形状と新しい配置における主反射鏡1
の理想形状が異なるため、そのままでは新しい焦点位置
で球面収差と呼ばれる収差が生ずる。このような収差が
ある場合に、アクチュエータ5によって主反射鏡1を強
制的に変形させて収差を矯正しようとするものである。
以下、球面収差の矯正を例にとって説明する。
【0005】最初に、ステップST1にて、矯正する収
差を主反射鏡1上の動径方向の座標ρの関数で表現す
る。ここで、動径座標ρは主反射鏡1の半径で正規化さ
れているものとする(0≦ρ≦1)。この場合、矯正し
ようとする球面収差は動径座標ρの4次の項で表現する
ことができるため、次式の関数f(ρ)で表現すること
ができる。
【0006】
【数1】
【0007】ここで、aは矯正すべき球面収差の大きさ
から決定されるものである。数1の関数を図4(a)に
示す。また、以下に示すように、関数f(ρ)を二階微
分d2 f(ρ)/dρ2 したものは、主反射鏡1の各部
分の曲率を示し、グラフで表わすと図4(b)のような
曲線となり、円周部1b(ρ=1)にて曲げモーメント
が最大となることが分かる(曲げモーメントは曲率の絶
対値に比例する)。従って、大きな曲げモーメントを発
生させるためには、それに応じた、大きな矯正力が必要
であるため、円周部1b(ρ=1)にて、最大の矯正力
が必要となる。
【0008】
【数2】
【0009】次に、ステップST2にて、関数f(ρ)
に各アクチュエータ5が設置されている点の動径座標を
代入することにより、各アクチュエータ5の設置点5a
における矯正量を求める。ここで、図6に示すように、
i番目のアクチュエータ5の設置点における矯正量をu
i とする。
【0010】次に、ステップST3にて、ui を並べて
矯正量ベクトルUを作る。次に、ステップST4にて、
各アクチュエータ5の設置点5aに加える矯正力Fと矯
正量ベクトルUとを結びつける剛性マトリクス(剛性マ
トリクスは有限要素法により求めることができる)をK
とすると、矯正力Fと矯正量ベクトルUの間には以下に
示す関係式が成立し、この関係式にステップST2で求
めた矯正量ベクトルUを代入して各アクチュエータ5の
矯正力を求める。
【0011】
【数3】
【0012】最後に、ステップST5にて、求めた矯正
力Fで各アクチュエータ5が主反射鏡1を強制変形させ
て球面収差を矯正する。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】従来の反射鏡の形状矯
正方法は以上のように構成されているので、矯正量の曲
率が大きくなる場合があり、その場合には曲げモーメン
ト(曲率の絶対値に比例)が極めて大きくなり、その結
果、極めて大きな矯正力を有するアクチュエータが必要
となるとともに、場合によってはアクチュエータの力精
度が悪くなり、主反射鏡の鏡面精度が劣化するなどの問
題点があった。また、固定点は主反射鏡1を枠に固定す
るため、通常非常に高い剛性を有しているが、その固定
点も強制変形させなければいけないため、非常に大きな
矯正力が必要となるなどの問題点があった。
【0014】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、最大曲げモーメント(主反射
鏡にかかる曲げモーメントのなかで最も大きい曲げモー
メント)を小さくし、かつ、固定点の矯正量をゼロとす
ることによりアクチュエータに必要な矯正力を低く抑え
ることができる反射鏡の形状矯正方法を得ることを目的
とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明に係
る反射鏡の形状矯正方法は主反射鏡にかかる曲げモーメ
ントの最大値と最小値の絶対値が等しくなり、かつ、そ
の固定点におけるその主反射鏡の矯正量が零になるよう
に各アクチュエータの矯正力を決定すべく、その主反射
鏡の矯正量を表す関数に動径座標の2次の項及び0次の
項を付加し、その関数に各アクチュエータの設置位置を
示す座標データを代入することにより、各アクチュエー
タの設置点における矯正量を求め、その求めた矯正量に
基づいて各アクチュエータにその主反射鏡を矯正させる
ものである。
【0016】請求項2記載の発明に係る反射鏡の形状
方法は、主反射鏡の中心部と円周部にかかる曲げモー
メントが等しくなり、かつ、その固定点におけるその主
反射鏡の矯正量が零になるように各アクチュエータの矯
正力を決定すべく、その主反射鏡の矯正量を動径座標の
4次の項、2次の項及び0次の項からなる関数で表現
し、その関数に各アクチュエータの設置位置を示す座標
データを代入することにより、各アクチュエータの設置
点における矯正量を求め、その求めた矯正量に基づいて
各アクチュエータにその主反射鏡を矯正させるものであ
る。
【0017】
【作用】請求項1記載の発明における反射鏡の形状矯正
方法は、曲げモーメントの最大値と最小値の絶対値が等
しくなり、かつ、固定点の矯正量が零となるように、収
差の関数に動径座標の2次の項及び0次の項を付加して
矯正量の関数を決定するようにしたことにより、矯正量
の曲げモーメントがプラス側とマイナス側でバランスす
るため、曲げモーメントの絶対値が小さくなり、また、
固定点の矯正量が零となる。
【0018】請求項2記載の発明における反射鏡の形状
矯正方法は、主反射鏡の中心部と円周部にかかる曲げモ
ーメントが等しくなり、かつ、固定点の矯正量が零とな
るように各アクチュエータの矯正力を決定すべく、その
主反射鏡の変形量を動径座標の4次の項、2次の項及び
0次の項からなる関数で表現するようにしたことによ
り、主反射鏡の円周部での曲率がプラス側で、中心部で
の曲率がマイナス側となるため、円周部での曲げモーメ
ントが小さくなる。また、固定点の矯正量が零となる。
【0019】
【実施例】
実施例1.以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1はこの発明の一実施例による反射鏡の形状矯
正方法の工程を示すフローチャートであり、図におい
て、従来のものと同一符号は同一又は相当部分を示す。
図5は従来のものと同様にこの発明の一実施例による反
射鏡の形状矯正方法が適用される天体望遠鏡を示す断面
図である。
【0020】次に図1のフローチャートを用いて動作を
球面収差の矯正を例にとって説明する。
【0021】まず、従来のものと同様に、ステップST
1にて、矯正する収差を主反射鏡面上の座標の関数で表
現する。球面収差の場合は前出のように数1のようにな
る。
【0022】次に、ステップST11にて、最大曲げモ
ーメント(主反射鏡1にかかる曲げモーメントのなかで
最も大きい曲げモーメント)を小さく抑えるためには曲
率の絶対値、即ち関数f(ρ)の2階微分の絶対値|d
2 f(ρ)/dρ2 |を小さくすれば達成されることに
着目し、その際、主反射鏡1の中心部1aと円周部1b
における曲率の絶対値が等しい(曲率の最大値と最小値
の絶対値が等しい)とき最大曲げモーメントが最も小さ
くなることに着目し、かつ、固定点4における矯正量が
零となるように主反射鏡1の目標形状に強制変形させる
ための矯正量を動径座標ρの4次の項、2次の項及び0
次の項からなる関数f(ρ)で表現したものである。
【0023】
【数4】
【0024】このように、動径座標ρの2次の項を加え
ることによって最大曲げモーメントを小さく抑えられる
理由を説明する。
【0025】まず、関数f(ρ)を二階微分すると以下
のようになり、グラフで表わすと図2(b)のような曲
線となる。
【0026】
【数5】
【0027】ここで、数5の式に着目すると、数5の式
は二次方程式であり、“12aρ2”が放物線の形状を
決定し、“2b”が放物線の上下方向の移動に係わって
いる。逆に言えば、この“2b”の値を変れば放物線を
上下に移動することができるのである。故に、図2
(b)からも明らかなように、曲率が最小となる主反射
鏡1の中心部1aと曲率が最大となる円周部1bで曲率
の符合が逆で、かつ、絶対値が等しくなるように“2
b”の値を決定すれば、最大曲げモーメントが最小とす
ることができる。以上から明らかなように、曲げモーメ
ントの値は“2b”、即ち動径座標ρの2次の項“bρ
2 ”に依存しており、この2次の項を加えることによっ
て最大曲げモーメントを小さく抑えられる。
【0028】但し、このままの関数では、円周部1b
(最外周ρ=1)にある固定点1bが移動してしまうた
め、球面収差に関係のない動径座標ρの0次の項(定数
項c)を加えて固定点の移動を防ぐ。
【0029】なお、2次の項を加えると、焦点を移動さ
せる収差を生じさせることになるが、結像性能には影響
しないため、移動点後の焦点で観測すれば問題はない。
また、副反射鏡2を微少量移動してもその収差を解消で
きるので問題ない。
【0030】また、ステップST2以降の動作について
は従来のものと同様であるため説明を省略する。
【0031】最後に、数6の定数b,cの求め方につい
て説明する。まず、主反射鏡1の中心部1aと円周部1
bの曲率を等しくするという条件から以下の関係式が成
立する。
【0032】
【数6】
【0033】
【数7】
【0034】従って、b=−3a が求ま
る。
【0035】次に、cは円周部1b(ρ=1)にある固
定点4で矯正量が零になるとして求めることができる。
即ち、ρ=1を関数f(ρ)に代入し、f(ρ)=0と
すると、 f(1)=a×14 −3a×12 +c=0 ∴c=2a となり、cが求まる。従って、数6は以下に示すように
表現でき、図2(a)にその曲線を示す。
【0036】
【数8】
【0037】実施例2. 上記実施例1では、球面収差を矯正する場合について説
明したため、主反射鏡1の中心部1aと外周部1bで曲
率の符号が逆で絶対値が等しくなるように動径座標の2
次の項の係数を決定したが、矯正する収差は球面収差に
限らず、どのような収差でもよい。その場合は曲率が最
大になる点で、曲率の符号が逆で絶対値が等しくなるよ
うに2次の項係数を決めれば良い。また上記実施例1
では、固定点4が円周部1bにあったが、円周部1bで
なくてもよく、その場合は固定点4の位置で矯正量が零
となるように0次の項の係数を決めればよい。
【0038】
【発明の効果】以上のように、請求項1記載の発明によ
れば主反射鏡にかかる曲げモーメントの最大値と最小値
の絶対値が等しくなるように、かつ固定点の矯正量が零
となるように、収差関数に動径座標の2次の項及び0次
の項を付加して矯正量の関数を決定するようにしたの
で、矯正量の曲率がプラス側とマイナス側でバランスす
るため、曲率の絶対値の最大値が小さくなり、その結果
として、最大曲げモーメント、即ち主反射鏡にかかる曲
げモーメントのなかで最も大きい曲げモーメントが小さ
くなり、アクチュエータに必要な矯正力を低く抑えるこ
とができるなどの効果がある。
【0039】また、請求項2記載の発明によれば主反射
鏡の中心部と円周部にかかる曲げモーメントが等しくな
り、かつ固定点におけるその主反射鏡の矯正量が零とな
るように各アクチュエータの矯正力を決定すべく、その
主反射鏡の変形量を動径座標の4次の項、2次の項及び
0次の項からなる関数で表現するようにしたので、主反
射鏡の内周部での矯正量の曲率がプラス側で、中心部で
の曲率がマイナス側となるため、内周部での曲げモーメ
ントが小さくなり、その結果として、最大曲げモーメン
ト、即ち主反射鏡にかかる曲げモーメントのなかで最も
大きい曲げモーメントが小さくなり、アクチュエータの
必要な矯正力を低く抑えることができるなどの効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による反射鏡の形状矯正方
法の工程を示すフローチャートである。
【図2】この発明の一実施例による反射鏡の形状矯正方
法によって決定された主反射鏡の矯正量及び曲率を示す
特性図である。
【図3】従来の反射鏡の形状矯正方法の工程を示すフロ
ーチャートである。
【図4】従来の反射鏡の形状矯正方法によって決定され
た主反射鏡の矯正量及び曲率を示す特性図である。
【図5】天体望遠鏡を示す断面図である。
【図6】天体望遠鏡の主反射鏡を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 主反射鏡 1a 中心部 1b 円周部 4 固定点 5 アクチュエータ 5a 設置点

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 天体望遠鏡の主反射鏡の下部に取り付け
    た複数のアクチュエータと3点以上の固定点によりその
    主反射鏡を強制変形させて収差を矯正させる際、その主
    反射鏡にかかる曲げモーメントの最大値と最小値の絶対
    値が等しくなり、かつ、その固定点におけるその主反射
    鏡の矯正量が零になるように各アクチュエータの矯正力
    を決定すべく、その主反射鏡の矯正量を表す関数に動径
    座標の2次の項及び0次の項を付加し、その関数に各ア
    クチュエータの設置位置を示す座標データを代入するこ
    とにより、各アクチュエータの設置点における矯正量を
    求め、その求めた矯正量に基づいて各アクチュエータに
    その主反射鏡を矯正させる反射鏡の形状矯正方法。
  2. 【請求項2】 天体望遠鏡の主反射鏡の下部に取り付け
    た複数のアクチュエータと3点以上の固定点によりその
    主反射鏡を強制変形させて球面収差を矯正させる際、そ
    の主反射鏡の中心部と円周部にかかる曲げモーメントが
    等しくなり、かつ、その固定点におけるその主反射鏡の
    矯正量が零になるように各アクチュエータの矯正力を決
    定すべく、その主反射鏡の矯正量を動径座標の4次の
    項,2次の項及び0次の項からなる関数で表現し、その
    関数に各アクチュエータの設置位置を示す座標データを
    代入することにより、各アクチュエータの設置点におけ
    る矯正量を求め、その求めた矯正量に基づいて各アクチ
    ュエータにその主反射鏡を矯正させる反射鏡の形状矯正
    方法。
JP19611491A 1991-07-11 1991-07-11 反射鏡の形状矯正方法 Expired - Fee Related JP2698242B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19611491A JP2698242B2 (ja) 1991-07-11 1991-07-11 反射鏡の形状矯正方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19611491A JP2698242B2 (ja) 1991-07-11 1991-07-11 反射鏡の形状矯正方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0519181A JPH0519181A (ja) 1993-01-29
JP2698242B2 true JP2698242B2 (ja) 1998-01-19

Family

ID=16352475

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19611491A Expired - Fee Related JP2698242B2 (ja) 1991-07-11 1991-07-11 反射鏡の形状矯正方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2698242B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103341806A (zh) * 2013-07-09 2013-10-09 中国科学院光电技术研究所 一种加工弯月型薄镜镜面的柔性支撑系统

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3206862B1 (en) * 2014-10-15 2024-01-17 Media Lario s.r.l. Process for forming an article with a precision surface
JP6853659B2 (ja) * 2016-12-09 2021-03-31 キヤノン株式会社 決定方法、光学装置、投影光学系、露光装置及び物品の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103341806A (zh) * 2013-07-09 2013-10-09 中国科学院光电技术研究所 一种加工弯月型薄镜镜面的柔性支撑系统
CN103341806B (zh) * 2013-07-09 2015-07-29 中国科学院光电技术研究所 一种加工弯月型薄镜镜面的柔性支撑系统

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0519181A (ja) 1993-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4885573B2 (ja) 光走査装置および画像形成装置
JP4516114B2 (ja) 撮像光学系
US8659744B2 (en) Method for correcting a lithography projection objective, and such a projection objective
Wilson et al. Active optics: IV. Set-up and performance of the optics of the ESO new technology telescope (NTT) in the observatory
JP2007013179A5 (ja)
US10444612B2 (en) Projection optical system and image projection device for projecting an image light flux onto a projection surface
JPS6113205B2 (ja)
JP2698242B2 (ja) 反射鏡の形状矯正方法
US5583559A (en) Light beam optical scanning system having an fθ mirror
JPH1039208A (ja) 投影光学系
JP3224046B2 (ja) 投影レンズ
CN114815199A (zh) 一种大视场离轴五反非轴向变焦成像光学系统
US8331040B2 (en) Method of manufacturing a photographic lens having multiple lens groups to correct a focus deviation, photographic lens manufactured using the method, and photographic apparatus including the photographic lens
JPH07113950A (ja) 光ビーム走査装置及び結像レンズ
JP4212721B2 (ja) 広角反射光学系
CN113126289A (zh) 一种基于高斯径向基函数曲面的成像系统设计方法
CN114994859B (zh) 基于cnn的tma望远镜面形、位姿误差在轨校正方法
JP5201979B2 (ja) 露光装置およびデバイス製造方法
JP3713085B2 (ja) 反射型走査光学系
CN110007457B (zh) 一种控制变形像差的光学设计方法
JP2002287032A (ja) 反射型撮像装置
JP3290349B2 (ja) 波面変形測定装置及び波面変形測定方法
GB2131569A (en) Astigmatism compensated optical scanning refractive polygon
CN117130172B (zh) 一种拼接式空间望远镜全局装调方法、装置、设备及介质
CN113093361B (zh) 空间相机在轨调节方法

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees