JP2866359B2 - カタジオプトリック１対１テレセントリック画像結合システム - Google Patents
カタジオプトリック１対１テレセントリック画像結合システムInfo
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- G02B17/08—Catadioptric systems
- G02B17/0804—Catadioptric systems using two curved mirrors
- G02B17/0812—Catadioptric systems using two curved mirrors off-axis or unobscured systems in which all of the mirrors share a common axis of rotational symmetry
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- G—PHYSICS
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/22—Telecentric objectives or lens systems
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- G—PHYSICS
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
- G02B17/08—Catadioptric systems
- G02B17/082—Catadioptric systems using three curved mirrors
- G02B17/0824—Catadioptric systems using three curved mirrors on-axis systems with at least one of the mirrors having a central aperture
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
- G02B17/08—Catadioptric systems
- G02B17/0856—Catadioptric systems comprising a refractive element with a reflective surface, the reflection taking place inside the element, e.g. Mangin mirrors
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- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
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- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
- G02B27/1006—Beam splitting or combining systems for splitting or combining different wavelengths
- G02B27/1013—Beam splitting or combining systems for splitting or combining different wavelengths for colour or multispectral image sensors, e.g. splitting an image into monochromatic image components on respective sensors
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- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
- G02B27/14—Beam splitting or combining systems operating by reflection only
- G02B27/145—Beam splitting or combining systems operating by reflection only having sequential partially reflecting surfaces
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- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
- G02B27/14—Beam splitting or combining systems operating by reflection only
- G02B27/149—Beam splitting or combining systems operating by reflection only using crossed beamsplitting surfaces, e.g. cross-dichroic cubes or X-cubes
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70216—Mask projection systems
- G03F7/70225—Optical aspects of catadioptric systems, i.e. comprising reflective and refractive elements
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は画像結合システム、
特に物体と画像空間との両者でテレセントリックである
システムに関する。
特に物体と画像空間との両者でテレセントリックである
システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的な１対１の屈折性中継レンズはレ
ンズの中心に位置する開口ストップに関して対称的であ
る。このクラスの光中継システムに関する欠点は有用な
スペクトル帯域が限定され、画像品質がフィールド湾
曲、軸的色収差および斜めの球面収差等により限定され
ることである。さらに別の限定は、一般的な１対１の屈
折性中継レンズがいずれかの端部でテレセントリックで
ないことである。光学システムの主光線が画像空間の光
軸に平行であるとき、この光学システムは画像空間でテ
レセントリックである。同様に、光学システムはその主
光線が対物空間の光軸に平行であるとき対物空間でテレ
セントリックである。テレセントリック状態は、半導体
産業で使用されるフォトリソグラフシステム等の倍率に
非常に厳格な要求を有する多数の光学システムに対して
非常に臨界的である。小さい焦点エラーは倍率の変化を
起こさない。その主光線は画像平面に対して垂直である
ので、画像空間中のテレセントリック光学システムはよ
り均等な照射を有する。多数の高品質で高輝度の投影シ
ステムでは、液晶光バルブ画像源がより高いコントラス
ト比のテレセントリック空間で動作することを必要とさ
れる。
ンズの中心に位置する開口ストップに関して対称的であ
る。このクラスの光中継システムに関する欠点は有用な
スペクトル帯域が限定され、画像品質がフィールド湾
曲、軸的色収差および斜めの球面収差等により限定され
ることである。さらに別の限定は、一般的な１対１の屈
折性中継レンズがいずれかの端部でテレセントリックで
ないことである。光学システムの主光線が画像空間の光
軸に平行であるとき、この光学システムは画像空間でテ
レセントリックである。同様に、光学システムはその主
光線が対物空間の光軸に平行であるとき対物空間でテレ
セントリックである。テレセントリック状態は、半導体
産業で使用されるフォトリソグラフシステム等の倍率に
非常に厳格な要求を有する多数の光学システムに対して
非常に臨界的である。小さい焦点エラーは倍率の変化を
起こさない。その主光線は画像平面に対して垂直である
ので、画像空間中のテレセントリック光学システムはよ
り均等な照射を有する。多数の高品質で高輝度の投影シ
ステムでは、液晶光バルブ画像源がより高いコントラス
ト比のテレセントリック空間で動作することを必要とさ
れる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】多数のセンサ応用で
は、視野を横切る均等な被覆効率の厳格な要求をするた
めテレセントリック状況は非常に臨界的である。さらに
広スペクトル帯域幅の１対１中継能力は多数の多スペク
トル帯域センサ応用にきわめて重要である。残念なが
ら、通常の屈折性の１対１リレイは有用なスペクトル帯
域幅で限定されている。さらにフィールドレンズは屈折
レンズの開口ストップに瞳孔を中継することを必要とさ
れ、フィールド湾曲を悪化する。
は、視野を横切る均等な被覆効率の厳格な要求をするた
めテレセントリック状況は非常に臨界的である。さらに
広スペクトル帯域幅の１対１中継能力は多数の多スペク
トル帯域センサ応用にきわめて重要である。残念なが
ら、通常の屈折性の１対１リレイは有用なスペクトル帯
域幅で限定されている。さらにフィールドレンズは屈折
レンズの開口ストップに瞳孔を中継することを必要とさ
れ、フィールド湾曲を悪化する。
【０００４】典型的な１対１屈折性中継レンズの性能は
フィールド湾曲と色収差により限定される。それ故、ス
ペクトル帯域幅範囲と使用可能な視野との両者はそれ程
広くない。さらに、一般的な屈折中継システムはテレセ
ントリック状態を構成することが非常に困難である。屈
折性中継システムも複雑であり製造する費用が高価であ
る。
フィールド湾曲と色収差により限定される。それ故、ス
ペクトル帯域幅範囲と使用可能な視野との両者はそれ程
広くない。さらに、一般的な屈折中継システムはテレセ
ントリック状態を構成することが非常に困難である。屈
折性中継システムも複雑であり製造する費用が高価であ
る。
【０００５】米国特許第3,821,763 号明細書はオフナー
リレイとして知られている１対１リレイを記載してい
る。この全て反射素子による１対１リレイは前述の欠点
を克服するが、システムにＸプリズム、ビームスプリッ
タ、ウィンドウのような屈折理性の素子を付加すること
によって色収差および球面収差を誘発する。本発明はこ
れらの限界を克服する。
リレイとして知られている１対１リレイを記載してい
る。この全て反射素子による１対１リレイは前述の欠点
を克服するが、システムにＸプリズム、ビームスプリッ
タ、ウィンドウのような屈折理性の素子を付加すること
によって色収差および球面収差を誘発する。本発明はこ
れらの限界を克服する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のカタジオプティ
ック１対１光中継システムは球面の凹面１次ミラーと、
凸面２次ミラーと、軸的色補正用のゼロパワーダブレッ
トと、スペクトル分割用の光学手段を含んでいる。これ
らの光学素子は物体からの光が最初に１次ミラーにより
照準され、ダブレットを通過して２次ミラーから反射さ
れ、反射された光はダブレットを再度通過して、再度１
次ミラーに導かれ、１次ミラーは中継された画像を形成
するように再度光の焦点を結ばせ、光分割手段は中継さ
れた画像を第１、第２、第３のスペクトル帯域画像へ分
割するように中継された画像の正面に位置されるように
配置されている。
ック１対１光中継システムは球面の凹面１次ミラーと、
凸面２次ミラーと、軸的色補正用のゼロパワーダブレッ
トと、スペクトル分割用の光学手段を含んでいる。これ
らの光学素子は物体からの光が最初に１次ミラーにより
照準され、ダブレットを通過して２次ミラーから反射さ
れ、反射された光はダブレットを再度通過して、再度１
次ミラーに導かれ、１次ミラーは中継された画像を形成
するように再度光の焦点を結ばせ、光分割手段は中継さ
れた画像を第１、第２、第３のスペクトル帯域画像へ分
割するように中継された画像の正面に位置されるように
配置されている。
【０００７】ダブレットは光分割手段により発生された
色収差を補正し、これはＸプリズムまたは別々のダイク
ロイックビームスプリッタである。
色収差を補正し、これはＸプリズムまたは別々のダイク
ロイックビームスプリッタである。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明のこれらおよび他の特徴と
利点は、添付図面で示されている例示された実施形態に
ついての詳細な以下の説明から明白にあるであろう。本
発明にしたがったカタジオプトリック１対１中継レンズ
50が図１の概略図で示されている。中継レンズ50は３つ
のモジュール、即ち球面１次ミラー60、軸方向色補正用
のゼロパワーダブレット76を有する非球面２次ミラー7
0、スペクトル分割用のＸプリズム80を含んでいる。２
次ミラーは代りに非球面ミラーを有する球面ミラーとし
て製造され、システムの球面収差は非常に良好に補正さ
れることができる。それ故、使用可能な開口数が大きく
なり、中継システムの速度は速くなり、使用可能な視野
が大きくなる。
利点は、添付図面で示されている例示された実施形態に
ついての詳細な以下の説明から明白にあるであろう。本
発明にしたがったカタジオプトリック１対１中継レンズ
50が図１の概略図で示されている。中継レンズ50は３つ
のモジュール、即ち球面１次ミラー60、軸方向色補正用
のゼロパワーダブレット76を有する非球面２次ミラー7
0、スペクトル分割用のＸプリズム80を含んでいる。２
次ミラーは代りに非球面ミラーを有する球面ミラーとし
て製造され、システムの球面収差は非常に良好に補正さ
れることができる。それ故、使用可能な開口数が大きく
なり、中継システムの速度は速くなり、使用可能な視野
が大きくなる。
【０００９】２次ミラー70が図２の分解側面図で示され
ており、開口ストップを形成している。光補正フィルタ
72がミラー70とゼロパワーダブレット76との間に挟まれ
ている。このフィルタは１実施形態では透過性液晶装置
であってもよい。
ており、開口ストップを形成している。光補正フィルタ
72がミラー70とゼロパワーダブレット76との間に挟まれ
ている。このフィルタは１実施形態では透過性液晶装置
であってもよい。
【００１０】ゼロパワーダブレット76は（ＢＫ７、ＳＫ
１６等の）高いアッベ（Abbe）数を有する１つのレンズ
と、（Ｆ２、ＳＦ１１等の）低いアッベ数を有する１つ
のレンズを具備している。総合ゼロの光パワーまたは非
常に小さい光パワーを維持するが、種々の量の色収差が
各レンズの光パワーを変化することにより発生されるこ
とができる。例えば、ＳＫ１６およびＦ２レンズで１．
０と−１．０の光パワーを有するＳＫ１６−Ｆ２のゼロ
パワーダブレットの色収差はそれぞれＳＫ１６−Ｆ２ダ
ブレットの０．９と−０．９の光パワーの色収差と異な
っている。ダブレット76はＸプリズム80により生成され
る色収差を補償するために使用されている。
１６等の）高いアッベ（Abbe）数を有する１つのレンズ
と、（Ｆ２、ＳＦ１１等の）低いアッベ数を有する１つ
のレンズを具備している。総合ゼロの光パワーまたは非
常に小さい光パワーを維持するが、種々の量の色収差が
各レンズの光パワーを変化することにより発生されるこ
とができる。例えば、ＳＫ１６およびＦ２レンズで１．
０と−１．０の光パワーを有するＳＫ１６−Ｆ２のゼロ
パワーダブレットの色収差はそれぞれＳＫ１６−Ｆ２ダ
ブレットの０．９と−０．９の光パワーの色収差と異な
っている。ダブレット76はＸプリズム80により生成され
る色収差を補償するために使用されている。
【００１１】システムは２次ミラー70に位置される開口
ストップを含んでいる。開口ストップは光システムの速
度を限定するための機械的または光学的手段であり、開
口が大きい程、光システムが集光する光が多くなる。開
口ストップは２次ミラーの位置またはその付近にあるべ
きであり、したがって１対１のリレイは２次ミラーに関
して対称的である。
ストップを含んでいる。開口ストップは光システムの速
度を限定するための機械的または光学的手段であり、開
口が大きい程、光システムが集光する光が多くなる。開
口ストップは２次ミラーの位置またはその付近にあるべ
きであり、したがって１対１のリレイは２次ミラーに関
して対称的である。
【００１２】図３はさらに詳細にＸプリズム80を示して
いる。Ｘプリズム80は多重層帯域通過フィルタ被覆で被
覆されている２つのビーム分割表面80Ａと80Ｂを有す
る。表面80Ａは短波長帯域λ1 を反射し、中間波長λ2
および長波長帯域λ3 を透過する。同様に、表面80Ｂは
長波長帯域λ3 を反射し、中間および短波長帯域λ2 、
λ1 をそれぞれ透過する。このようにしてＸプリズムに
入射する放射は３つの異なったスペクトル帯域に分割さ
れ、対応する検出組立て構造体に送られる。帯域の波長
範囲は非常に広くすることも狭くすることもできる。例
えば、スペクトル帯域全体は１実施形態では、可視スペ
クトル（０．４５μｍ−０．７μｍ）、中間範囲の赤外
線（３．０μｍ−５．０μｍ）、長波長の赤外線（８．
０μｍ−１２．０μｍ）を含むことができる。他方で、
別の実施形態のスペクトル帯域全体はそれぞれ青色、緑
色、赤色帯域を含んでいる可視スペクトル帯域である。
いる。Ｘプリズム80は多重層帯域通過フィルタ被覆で被
覆されている２つのビーム分割表面80Ａと80Ｂを有す
る。表面80Ａは短波長帯域λ1 を反射し、中間波長λ2
および長波長帯域λ3 を透過する。同様に、表面80Ｂは
長波長帯域λ3 を反射し、中間および短波長帯域λ2 、
λ1 をそれぞれ透過する。このようにしてＸプリズムに
入射する放射は３つの異なったスペクトル帯域に分割さ
れ、対応する検出組立て構造体に送られる。帯域の波長
範囲は非常に広くすることも狭くすることもできる。例
えば、スペクトル帯域全体は１実施形態では、可視スペ
クトル（０．４５μｍ−０．７μｍ）、中間範囲の赤外
線（３．０μｍ−５．０μｍ）、長波長の赤外線（８．
０μｍ−１２．０μｍ）を含むことができる。他方で、
別の実施形態のスペクトル帯域全体はそれぞれ青色、緑
色、赤色帯域を含んでいる可視スペクトル帯域である。
【００１３】その代りに、Ｘプリズムは図４で示されて
いる２つの別々のダイクロイックビームスプリッタ、例
えばビームスプリッタキューブ81、83によって置換され
ることができる。ビームスプリッタ81は中間波長λ2 と
長波長λ3 との両者を反射し、短波長λ1 を透過する。
第２のビームスプリッタキューブ83は長波長λ3 を反射
し、中間波長λ2 を透過する。
いる２つの別々のダイクロイックビームスプリッタ、例
えばビームスプリッタキューブ81、83によって置換され
ることができる。ビームスプリッタ81は中間波長λ2 と
長波長λ3 との両者を反射し、短波長λ1 を透過する。
第２のビームスプリッタキューブ83は長波長λ3 を反射
し、中間波長λ2 を透過する。
【００１４】物対平面Ｏ（図１）からの放射は最初に１
次ミラー60により照準され、ダブレット76を通過し、２
次ミラー70（ダブレットの最後の表面）から反射し、ダ
ブレットを再度通過し、最終的にそれぞれの画像平面Ｉ
1 、Ｉ2 、Ｉ3 （図１）に中継された画像を形成するよ
うに同じ球面１次ミラー60により再度焦点を結ばれる。
次ミラー60により照準され、ダブレット76を通過し、２
次ミラー70（ダブレットの最後の表面）から反射し、ダ
ブレットを再度通過し、最終的にそれぞれの画像平面Ｉ
1 、Ｉ2 、Ｉ3 （図１）に中継された画像を形成するよ
うに同じ球面１次ミラー60により再度焦点を結ばれる。
【００１５】Ｘプリズム80は中継された画像を３つのス
ペクトル帯域の画像に分割するように画像の正面に位置
される。Ｘプリズム80と、検出器組立て構造体に関係す
る任意の屈折材料により発生される色収差はゼロパワー
ダブレット補正装置により補償される。ＣＣＤまたは赤
外線検出器アレイ等の検出器組立て構造体はこのシステ
ムと共に使用されることができる。
ペクトル帯域の画像に分割するように画像の正面に位置
される。Ｘプリズム80と、検出器組立て構造体に関係す
る任意の屈折材料により発生される色収差はゼロパワー
ダブレット補正装置により補償される。ＣＣＤまたは赤
外線検出器アレイ等の検出器組立て構造体はこのシステ
ムと共に使用されることができる。
【００１６】図１の１対１のカタジオプトリック中継レ
ンズ50は幾つかの利点を有する。レンズは物体および画
像空間との両者においてテレセントリックであり、Ｘプ
リズムと検出器組立て構造体に関連する被覆を簡単にす
る。１次および２次ミラー60、70は全て球面である。そ
れ故、製造価格は比較的廉価であり、許容公差はゆる
く、画像品質は優れている。さらに別の利点は色収差補
正が、通常のアレイで可能であるよりもはるかに広いス
ペクトル帯域幅で非常に良好であることである。
ンズ50は幾つかの利点を有する。レンズは物体および画
像空間との両者においてテレセントリックであり、Ｘプ
リズムと検出器組立て構造体に関連する被覆を簡単にす
る。１次および２次ミラー60、70は全て球面である。そ
れ故、製造価格は比較的廉価であり、許容公差はゆる
く、画像品質は優れている。さらに別の利点は色収差補
正が、通常のアレイで可能であるよりもはるかに広いス
ペクトル帯域幅で非常に良好であることである。
【００１７】本発明にしたがった中継レンズ50の可能な
応用の中には１対１カタジオプトリックリレイを有する
望遠鏡がある。図５は３つのミラーの望遠鏡110 と１対
１のカタジオプトリック中継システム50を具備する光学
システム100 の概略図である。望遠鏡110 はミラー112
、114 、116 を含んでいる。遠距離の物体は望遠鏡110
により中間画像平面118 上で焦点を結ばれ、ここには
十字線120 が典型的に位置される。十字線および中間画
像がさらにカタジオプトリック１対１中継システム50に
より中継される。図１のように、システム50は球面１次
ミラー60、ダブレット76を有する球面２次ミラー70、Ｘ
プリズムを含んでいる。画像の異なったスペクトル帯域
は最終的にＸプリズム80により空間的に分離され、検出
器組立て構造体上にミラー82と84により反射され、この
検出器組立て構造体は３つの異なったスペクトル帯域用
の３つの異なった検出器アレイ92、94、96を含んでい
る。画像処理応用では、フィルタは画像強調または補正
のいずれかのために中間画像平面に位置されることがで
きる。フィルタは図５の十字線の位置等の中間画像平面
にあるか、またはフィルタ72は図２で示されているよう
に１対１リレイの２次ミラーの位置等の瞳孔面に位置さ
れている。十字線はボアサイト標準を与えるためのフィ
ルタである。フィルタが図２のフィルタ72で示されてい
るように、２次ミラーと１対１リレイのダブレット補正
装置との間の瞳孔位置にあるとき、例えば文献（Introd
uction to Fourier Optics、J.W. Goodman、７章、マグ
ローヒル社、1964年）に記載されているように（Vander
Lugt ）フィルタに類似の光補正機能を行うことができ
る。本発明の１対１リレイを使用して光補正を行うこと
の利点は、リレイが非常に広いスペクトル帯域補正と、
非常に良好な収差補正をすることができ、対物および瞳
孔空間との両者でテレセントリックであることである。
応用の中には１対１カタジオプトリックリレイを有する
望遠鏡がある。図５は３つのミラーの望遠鏡110 と１対
１のカタジオプトリック中継システム50を具備する光学
システム100 の概略図である。望遠鏡110 はミラー112
、114 、116 を含んでいる。遠距離の物体は望遠鏡110
により中間画像平面118 上で焦点を結ばれ、ここには
十字線120 が典型的に位置される。十字線および中間画
像がさらにカタジオプトリック１対１中継システム50に
より中継される。図１のように、システム50は球面１次
ミラー60、ダブレット76を有する球面２次ミラー70、Ｘ
プリズムを含んでいる。画像の異なったスペクトル帯域
は最終的にＸプリズム80により空間的に分離され、検出
器組立て構造体上にミラー82と84により反射され、この
検出器組立て構造体は３つの異なったスペクトル帯域用
の３つの異なった検出器アレイ92、94、96を含んでい
る。画像処理応用では、フィルタは画像強調または補正
のいずれかのために中間画像平面に位置されることがで
きる。フィルタは図５の十字線の位置等の中間画像平面
にあるか、またはフィルタ72は図２で示されているよう
に１対１リレイの２次ミラーの位置等の瞳孔面に位置さ
れている。十字線はボアサイト標準を与えるためのフィ
ルタである。フィルタが図２のフィルタ72で示されてい
るように、２次ミラーと１対１リレイのダブレット補正
装置との間の瞳孔位置にあるとき、例えば文献（Introd
uction to Fourier Optics、J.W. Goodman、７章、マグ
ローヒル社、1964年）に記載されているように（Vander
Lugt ）フィルタに類似の光補正機能を行うことができ
る。本発明の１対１リレイを使用して光補正を行うこと
の利点は、リレイが非常に広いスペクトル帯域補正と、
非常に良好な収差補正をすることができ、対物および瞳
孔空間との両者でテレセントリックであることである。
【００１８】本発明を実施するリレイの別の応用は図６
で示されているようにセンサ保護組立て構造体160 を有
する光学システム150 である。センサ保護は多数の開発
されたセンサの重要な要求である。多数のセンサ保護装
置は液体セルまたはブロックＥ−Ｏ装置である。センサ
に対する主な脅威のうちの１つは高パワーのコヒーレン
トな放射で照射されることである。高パワーレーザがセ
ンサに向けられるとき、検出器はセンサ光学系により焦
点を結ばれる大きなパワー密度により損傷を受ける。セ
ンサを保護する１方法は、前部光学系画像面にセンサ保
護装置を付加し、リレイ光学系システムがさらに検出器
へ画像を中継することである。高エネルギレーザビーム
がセンサに向けられるとき、エタノール等の保護セルの
液体は瞬時に蒸発される。セルは透明になり、入来する
レーザビームエネルギを吸収する。これらの装置160 に
より発生された色収差は典型的に屈折性中継光学系によ
り補償され、それ故、システムのスペクトル帯域幅は中
継レンズにより限定され、これは通常２次色収差のため
に狭い。画像品質は主としてフィールド湾曲と２次色収
差により限定される。付加的に、２次カラーを最小にす
るためにスペクトルガラス材料を使用すると、システム
にさらに多大な費用がかかる。センサ保護用の屈折性中
継レンズに関する欠点はカタジオプトリック屈折性中継
光学系により克服されることができる。
で示されているようにセンサ保護組立て構造体160 を有
する光学システム150 である。センサ保護は多数の開発
されたセンサの重要な要求である。多数のセンサ保護装
置は液体セルまたはブロックＥ−Ｏ装置である。センサ
に対する主な脅威のうちの１つは高パワーのコヒーレン
トな放射で照射されることである。高パワーレーザがセ
ンサに向けられるとき、検出器はセンサ光学系により焦
点を結ばれる大きなパワー密度により損傷を受ける。セ
ンサを保護する１方法は、前部光学系画像面にセンサ保
護装置を付加し、リレイ光学系システムがさらに検出器
へ画像を中継することである。高エネルギレーザビーム
がセンサに向けられるとき、エタノール等の保護セルの
液体は瞬時に蒸発される。セルは透明になり、入来する
レーザビームエネルギを吸収する。これらの装置160 に
より発生された色収差は典型的に屈折性中継光学系によ
り補償され、それ故、システムのスペクトル帯域幅は中
継レンズにより限定され、これは通常２次色収差のため
に狭い。画像品質は主としてフィールド湾曲と２次色収
差により限定される。付加的に、２次カラーを最小にす
るためにスペクトルガラス材料を使用すると、システム
にさらに多大な費用がかかる。センサ保護用の屈折性中
継レンズに関する欠点はカタジオプトリック屈折性中継
光学系により克服されることができる。
【００１９】図６で示されているように、システム150
はミラー112 、114 、116 を具備する３個のミラーの望
遠鏡110 を含んでいる。センサ保護セルを設けるため、
センサ中間画像はセルを始動するため入来する放射のパ
ワー密度を最大にするように良好な画像品質を必要とす
る。それ故、前部光学系と中継光学系との収差は独立し
て補正される必要がある。望遠鏡は画像平面118 に中間
画像の焦点を結び、そこにセンサ保護組立て構造体160
が配置される。画像は組立て構造体160 を通過して中継
組立て構造体50へ通過され、これは画像をＸプリズム80
に中継し、ここで画像を異なったスペクトル帯域に分割
し、ミラー82、84を通って異なったスペクトル帯域は検
出器組立て構造体に焦点を結び、これは３つの異なった
スペクトル帯域用の３つの異なった検出器アレイ92、9
4、96を含んでいる。
はミラー112 、114 、116 を具備する３個のミラーの望
遠鏡110 を含んでいる。センサ保護セルを設けるため、
センサ中間画像はセルを始動するため入来する放射のパ
ワー密度を最大にするように良好な画像品質を必要とす
る。それ故、前部光学系と中継光学系との収差は独立し
て補正される必要がある。望遠鏡は画像平面118 に中間
画像の焦点を結び、そこにセンサ保護組立て構造体160
が配置される。画像は組立て構造体160 を通過して中継
組立て構造体50へ通過され、これは画像をＸプリズム80
に中継し、ここで画像を異なったスペクトル帯域に分割
し、ミラー82、84を通って異なったスペクトル帯域は検
出器組立て構造体に焦点を結び、これは３つの異なった
スペクトル帯域用の３つの異なった検出器アレイ92、9
4、96を含んでいる。
【００２０】本発明のリレイの別の応用は図７で示され
ているようなカラーＣＣＤ組立て構造体200 にある。大
部分の改良された高解像度のＣＣＤアレイはプリズム組
立て構造体218 と共に結合されている３つのＣＣＤチッ
プ212 、214 、216 を有する。各画素に対して３つのサ
ブ画素（青色、赤色、緑色）からなる旧式のカラーＣＣ
Ｄと比較して、新しいカラーＣＣＤ組立て構造体は非常
に小さい画素サイズを有する。それ故、システム解像度
は増加され、システムのパッケージサイズはしばしば減
少されることができる。残念ながら、プリズム組立て構
造体218 は幾つかの色収差および３次収差を発生する。
結果として、カラーＣＣＤ組立て構造体は自己補正され
たモジュールではない。これによってシステムの集積を
より複雑にする。さらに、多数の光学系はプリズム組立
て構造体を収納するほどの十分な後方焦点距離を持たな
い。図４で示されているようにカラーＣＣＤ組立て構造
体210 とカタジオプトリック１対１中継システム50の結
合により、これらの欠点が克服されることができる。中
継システム50は球面１次ミラー60と、球面２次ミラー70
と、ダブレット76とを含んでおり、これは物体を直接プ
リズム組立て構造体218 上へ焦点を結ばせる。それによ
って中継システム50はＸプリズムを含まず、そのスペク
トル分離機能はこの実施形態ではプリズム組立て構造体
218 により行われる。図８で示されているＫプリズム21
8 がＸプリズム80と置換されている点を除いて、図７の
１対１中継光学システムの動作は基本的に図１のものと
同一である。それ故、ＲＧＢ物体はスペクトルにより分
離され、Ｋプリズムを通ってＣＣＤ組立て構造体210 に
中継される。
ているようなカラーＣＣＤ組立て構造体200 にある。大
部分の改良された高解像度のＣＣＤアレイはプリズム組
立て構造体218 と共に結合されている３つのＣＣＤチッ
プ212 、214 、216 を有する。各画素に対して３つのサ
ブ画素（青色、赤色、緑色）からなる旧式のカラーＣＣ
Ｄと比較して、新しいカラーＣＣＤ組立て構造体は非常
に小さい画素サイズを有する。それ故、システム解像度
は増加され、システムのパッケージサイズはしばしば減
少されることができる。残念ながら、プリズム組立て構
造体218 は幾つかの色収差および３次収差を発生する。
結果として、カラーＣＣＤ組立て構造体は自己補正され
たモジュールではない。これによってシステムの集積を
より複雑にする。さらに、多数の光学系はプリズム組立
て構造体を収納するほどの十分な後方焦点距離を持たな
い。図４で示されているようにカラーＣＣＤ組立て構造
体210 とカタジオプトリック１対１中継システム50の結
合により、これらの欠点が克服されることができる。中
継システム50は球面１次ミラー60と、球面２次ミラー70
と、ダブレット76とを含んでおり、これは物体を直接プ
リズム組立て構造体218 上へ焦点を結ばせる。それによ
って中継システム50はＸプリズムを含まず、そのスペク
トル分離機能はこの実施形態ではプリズム組立て構造体
218 により行われる。図８で示されているＫプリズム21
8 がＸプリズム80と置換されている点を除いて、図７の
１対１中継光学システムの動作は基本的に図１のものと
同一である。それ故、ＲＧＢ物体はスペクトルにより分
離され、Ｋプリズムを通ってＣＣＤ組立て構造体210 に
中継される。
【００２１】スペクトル分離用のＫプリズム原理が図８
で示されており、それにおいて入来するＲＧＥ放射の青
色放射Ｂはビーム分割表面213 と217 から反射され、Ｃ
ＣＤ212 上に焦点を結ばれる。ビーム分割表面213 を透
過した後、緑色ＣＣＤ214 に焦点を結ぶ前にＲＧの緑色
放射はビーム分割表面215 、213 により反射される。ビ
ーム分割表面215 を透過した後、赤色放射は赤色ＣＣＤ
216 に焦点を結ばれる。
で示されており、それにおいて入来するＲＧＥ放射の青
色放射Ｂはビーム分割表面213 と217 から反射され、Ｃ
ＣＤ212 上に焦点を結ばれる。ビーム分割表面213 を透
過した後、緑色ＣＣＤ214 に焦点を結ぶ前にＲＧの緑色
放射はビーム分割表面215 、213 により反射される。ビ
ーム分割表面215 を透過した後、赤色放射は赤色ＣＣＤ
216 に焦点を結ばれる。
【００２２】前述の実施形態は本発明の原理を表す可能
な特別の実施形態の単なる例示であることが理解されよ
う。本発明の技術的範囲を逸脱することなく当業者によ
りこれらの原理にしたがって他の装置が容易に構成され
てもよい。
な特別の実施形態の単なる例示であることが理解されよ
う。本発明の技術的範囲を逸脱することなく当業者によ
りこれらの原理にしたがって他の装置が容易に構成され
てもよい。
【図１】本発明にしたがった中継レンズの好ましい実施
形態の概略図。
形態の概略図。
【図２】図１のシステムを構成する２次ミラー組立て構
造体の分解側面図。
造体の分解側面図。
【図３】図１のシステムのＸプリズムのさらに詳細な
図。
図。
【図４】図１のシステムのＸプリズムの代りに選択的に
使用されることができる２つのダイクロイックビームス
プリッタを示している概略図。
使用されることができる２つのダイクロイックビームス
プリッタを示している概略図。
【図５】１対１のカタジオプトリック中継システムを使
用する望遠鏡の光学系の概略図。
用する望遠鏡の光学系の概略図。
【図６】１対１のカタジオプトリック中継システムを具
備したセンサ保護システムの光学系の概略図。
備したセンサ保護システムの光学系の概略図。
【図７】１対１のカタジオプトリック中継システムを具
備したカラーＣＣＤ組立て構造体の光学系の概略図。
備したカラーＣＣＤ組立て構造体の光学系の概略図。
【図８】図７の組立て構造体を有するＫプリズムの光学
系の概略図。
系の概略図。
Claims (1)
- 【請求項１】 カタジオプトリック１対１光中継システ
ムにおいて、 球面の凹面１次ミラーと、 凸面２次ミラーと、 軸的色補正用のゼロパワーダブレットと、 スペクトル分割光学手段とを具備し、 前記１次ミラーと前記２次ミラーと前記ダブレットと前
記スペクトル分割光学手段は、物体からの光が最初に１
次ミラーにより照準され、ダブレットを通過して２次ミ
ラーから反射され、反射された光が再度ダブレットを通
過し、１次ミラーに再度導かれ、１次ミラーは中継され
た画像を構成するために光を再度焦点を結ばせ、光分割
手段は中継された画像を第１、第２、第３のスペクトル
帯域の画像に分割するため中継された画像の正面に配置
されていることを特徴とするカタジオプトリック１対１
光中継システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US621572 | 1996-03-26 | ||
| US08/621,572 US5748365A (en) | 1996-03-26 | 1996-03-26 | Catadioptric one-to-one telecentric image combining system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1031158A JPH1031158A (ja) | 1998-02-03 |
| JP2866359B2 true JP2866359B2 (ja) | 1999-03-08 |
Family
ID=24490706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9074121A Expired - Lifetime JP2866359B2 (ja) | 1996-03-26 | 1997-03-26 | カタジオプトリック１対１テレセントリック画像結合システム |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5748365A (ja) |
| EP (1) | EP0798585B1 (ja) |
| JP (1) | JP2866359B2 (ja) |
| CA (1) | CA2198952C (ja) |
| DE (1) | DE69714328T2 (ja) |
Families Citing this family (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6512631B2 (en) * | 1996-07-22 | 2003-01-28 | Kla-Tencor Corporation | Broad-band deep ultraviolet/vacuum ultraviolet catadioptric imaging system |
| GB9622253D0 (en) * | 1996-10-25 | 1997-10-01 | Council Cent Lab Res Councils | Camera system |
| US6493159B1 (en) * | 1996-11-01 | 2002-12-10 | Unaxis Balzers Aktiengesellschaft | Optical element and its manufacturing process |
| US6573990B1 (en) * | 2000-02-21 | 2003-06-03 | Tektronix, Inc. | Optical system providing concurrent detection of a calibration signal and a test signal in an optical spectrum analyzer |
| US7136159B2 (en) | 2000-09-12 | 2006-11-14 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Excimer laser inspection system |
| US6842298B1 (en) | 2000-09-12 | 2005-01-11 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Broad band DUV, VUV long-working distance catadioptric imaging system |
| US7136234B2 (en) | 2000-09-12 | 2006-11-14 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Broad band DUV, VUV long-working distance catadioptric imaging system |
| FR2818757B1 (fr) * | 2000-12-22 | 2003-03-21 | Cit Alcatel | Architecture optique de telescope d'observation et en particulier pour observation de la terre a partir d'un satellite |
| US8027848B2 (en) * | 2001-04-06 | 2011-09-27 | Patient Keeper, Inc | Context managing mobile computing framework for enterprise application |
| DE10123050A1 (de) * | 2001-05-11 | 2002-11-14 | Bodenseewerk Geraetetech | Optische Anordnung für einen Dual-Mode-Suchkopf |
| US20040246595A1 (en) * | 2001-05-15 | 2004-12-09 | Beach Allan David | Optical imaging system with aberration correcting means |
| KR20040026376A (ko) * | 2002-09-24 | 2004-03-31 | 한국항공우주연구원 | 광분리기와 보정렌즈군이 부착된 선형스캐닝용반사-굴절식 광학구조 |
| US7180658B2 (en) | 2003-02-21 | 2007-02-20 | Kla-Tencor Technologies Corporation | High performance catadioptric imaging system |
| US7646533B2 (en) | 2003-02-21 | 2010-01-12 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Small ultra-high NA catadioptric objective |
| US7639419B2 (en) | 2003-02-21 | 2009-12-29 | Kla-Tencor Technologies, Inc. | Inspection system using small catadioptric objective |
| US7672043B2 (en) | 2003-02-21 | 2010-03-02 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Catadioptric imaging system exhibiting enhanced deep ultraviolet spectral bandwidth |
| US7884998B2 (en) | 2003-02-21 | 2011-02-08 | Kla - Tencor Corporation | Catadioptric microscope objective employing immersion liquid for use in broad band microscopy |
| EP2701194B1 (en) | 2004-06-07 | 2018-08-29 | Fluidigm Corporation | Method and apparatus for imaging a microfluidic device under temperature control |
| US8665536B2 (en) | 2007-06-19 | 2014-03-04 | Kla-Tencor Corporation | External beam delivery system for laser dark-field illumination in a catadioptric optical system |
| FR2943801B1 (fr) * | 2009-03-24 | 2015-06-26 | Ayrton | Melangeur optique de faisceaux |
| WO2012122062A1 (en) * | 2011-03-04 | 2012-09-13 | Raytheon Company | Wide angle thin-profile zoom |
| DE102012217329B4 (de) | 2012-09-25 | 2024-03-21 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Projektionsvorrichtung |
| CN104297910A (zh) * | 2014-09-03 | 2015-01-21 | 长春理工大学 | 多波长复合光束分光接收装置 |
| JP2017049438A (ja) * | 2015-09-02 | 2017-03-09 | 株式会社目白６７ | 観察装置 |
| EP3444675A1 (en) * | 2017-08-14 | 2019-02-20 | ASML Netherlands B.V. | Optical detector |
| US11287635B2 (en) * | 2018-06-27 | 2022-03-29 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Multi-channel folded optical system |
| JP2020052342A (ja) * | 2018-09-28 | 2020-04-02 | キヤノン株式会社 | 光学機器 |
| US11698526B2 (en) * | 2019-02-08 | 2023-07-11 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Multi-channel optical system |
| US10948702B2 (en) * | 2019-07-02 | 2021-03-16 | Northrop Grumman Systems Corporation | Unobscured two-mirror catadioptric optical system for a multispectral imaging apparatus |
| CN114637103B (zh) * | 2022-02-25 | 2023-08-18 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种长焦距光学镜头及成像装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS5342370B2 (ja) * | 1973-07-02 | 1978-11-10 | ||
| JPS5890610A (ja) * | 1981-11-24 | 1983-05-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | カタデイオプトリツク光学系 |
| US4711535A (en) * | 1985-05-10 | 1987-12-08 | The Perkin-Elmer Corporation | Ring field projection system |
| US4743112A (en) * | 1986-07-18 | 1988-05-10 | Santa Barbara Research Center | Imaging spectrometer |
| US5073016A (en) * | 1990-08-27 | 1991-12-17 | Medical Concepts, Inc. | Lens system for compact camera |
| JP2642555B2 (ja) * | 1991-01-17 | 1997-08-20 | 株式会社トプコン | カラー撮影用光学系 |
| FR2685788B1 (fr) * | 1991-12-31 | 1994-02-11 | Thomson Csf | Camera infrarouge a systeme optique auto-athermalise. |
| US5559629A (en) * | 1994-08-19 | 1996-09-24 | Tamarack Scientific Co., Inc. | Unit magnification projection system and method |
-
1996
- 1996-03-26 US US08/621,572 patent/US5748365A/en not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-03-04 CA CA002198952A patent/CA2198952C/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-03-19 DE DE69714328T patent/DE69714328T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1997-03-19 EP EP97301846A patent/EP0798585B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-03-26 JP JP9074121A patent/JP2866359B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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|---|---|
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| JPH1031158A (ja) | 1998-02-03 |
| US5748365A (en) | 1998-05-05 |
| CA2198952A1 (en) | 1997-09-26 |
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