JPH05127085A

JPH05127085A - 反射光学系

Info

Publication number: JPH05127085A
Application number: JP3313043A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Araki; 信博荒木; Akira Senpuku; 明仙福; Masaki Kondo; 昌樹近藤
Original assignee: KANKIYOUCHIYOU CHOKAN
Current assignee: KANKIYOUCHIYOU CHOKAN
Priority date: 1991-11-02
Filing date: 1991-11-02
Publication date: 1993-05-25
Anticipated expiration: 2010-05-15
Also published as: JPH0743459B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】物体または天体から放射される光線を集光し
て視野測定を行ない、物体または天体の投影を行なうた
めの同軸型反射集光光学系において、凸面反射鏡で吸収
される光線を減らして、熱による変形を防止する。【構成】駆動反射鏡３と、透孔41を有する凹面反射鏡
４と、凸面反射鏡５と、受光素子９とよりなる投影用光
学系を備え、さらに、凸面反射鏡５の前方に配置された
反射鏡６と、この反射鏡６で反射された光線を集光する
集光レンズ７と、位置検出用の受光素子８とよりなる測
定用光学系を備えている。発光物体１から入射した光線
２は、駆動反射鏡３によって反射されて受光素子９上に
投影され、同時に一部の入射光は、受光素子８上に結像
される。このとき、集光レンズ７の焦点距離および位置
検出用受光素子８上における集光スポットの重心位置の
移動量に基づいて反射光学系に入射した光線２の入射角
が算出できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、物体または天体から放
射される光線を集光して、物体または天体の視野測定を
行ない、物体または天体の投影を行なうための同軸型反
射集光光学系に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の同軸型反射集光光学系としては、
例えば、１９６４年、岩波書店発行、久保田広著、「光
学」(初版)の第２３１〜２３３頁に記載された光学系が
知られている。

【０００３】この光学系は、同軸型カセグレイン反射光
学系として知られているもので、図３に示すように、透
孔41を有し、正のパワーを有する凹面反射鏡４と、負の
パワーを有する凸面反射鏡５とを備えており、物体また
は天体からの入射光線２は、凹面反射鏡４および凸面反
射鏡５により反射されて集光位置11に結像される。な
お、この光学系における入射光線２の入射瞳像20は、図
５に示すように、凸面反射鏡５によって入射光中心部が
遮蔽21された形状になる。

【０００４】また、反射光学系に入射する光線の視野を
測定しながら、同軸型反射光学系により天体像を投影す
る光学系として、１９８９年、日本赤外線技術研究会発
行、「赤外線技術」第１６号、第２〜１８頁に記載され
た光学系が知られている。

【０００５】この光学系は、図４に示すように、透孔41
を有する凹面反射鏡４と、凸面反射鏡５とよりなる第１
の投影用光学系の他に、集光レンズ12および位置測定機
能を有する受光素子13よりなる第２の測定用光学系を備
えている。

【０００６】図４に示す第１の投影用光学系において
は、物体または天体からの入射光線２は、凹面反射鏡４
および凸面反射鏡５によって反射されて集光位置11に結
像され、この入射光線２の入射瞳像20は、図５に示すよ
うに、凸面反射鏡５によって入射光中心部が遮蔽21され
た形状になる。

【０００７】第２の測定用光学系は、第１の投影用光学
系に隣接して配置されており、第２の測定用光学系の集
光光学系光軸ｂは、第１の投影用光学系の反射光学系光
軸ａと平行に配置されており、第２の測定用光学系に入
射する入射光線21は、集光光学系光軸ｂに垂直な受光素
子13の受光面に集光される。受光素子13の受光面は、位
置測定機能を有しているので、集光レンズ12の焦点距離
および入射光線21の入射角が算出される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の光学系において、物体または天体からの入射光線の
強度が著しく強い場合には、凸面反射鏡５の裏面で吸収
される入射光量が増大して、凸面反射鏡５の温度が上昇
し、凸面反射鏡５の熱による変形量が増加するという問
題があった。

【０００９】そこで、本発明は、物体または天体からの
入射光線の強度が著しく強い場合でも、凸面反射鏡５に
吸収される入射光量を少なくし、さらに、小さい口径で
入射光結像機能と入射光線の位置測定機能とを備えた反
射光学系を得ることを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の反射光学系は、入射光線を反射する正のパ
ワーを有する凹面反射鏡と、この凹面反射鏡で反射され
た集束光を反射する負のパワーを有する凸面反射鏡と、
この凸面反射鏡に対して入射側に配置され、入射光線を
側方に反射する反射鏡と、この反射鏡によって反射した
光線を集光する集光光学系と、この集光光学系の集光位
置に配置され、集光スポットの位置を観測する機能を備
えた受光素子とにより構成される。

【００１１】また、本発明の反射光学系は、入射光線を
反射する正のパワーを有する第１の凹面反射鏡と、この
第１の凹面反射鏡で反射された集束光を反射する負のパ
ワーを有する凸面反射鏡と、この凸面反射鏡に対して入
射側に配置され、入射光線を側方に反射する正のパワー
を有する第２の凹面反射鏡と、この第２の凹面反射鏡の
集光位置に配置され、集光スポットの位置を観測する機
能を備えた受光素子とにより構成することもできる。

【００１２】

【作用】このように、凸面反射鏡に対して、入射側に反
射鏡を配置するという構成により、凸面反射鏡で吸収さ
れる光線を減らして、凸面反射鏡の熱による変形を防止
することができるとともに、凸面反射鏡で遮蔽されるべ
き入射光線が、側方に反射されて物体または天体位置計
測に利用できる。

【００１３】

【実施例】

（第１の実施例）図１の光路断面図に示すように、発光
物体１からの入射光線２の方向を変える駆動反射鏡３
と、透孔41を有する凹面反射鏡４と、凸面反射鏡５と、
入射側にスリットを配置した分光器を有する濃度検出用
の受光素子９とよりなる第１の投影用光学系を備え、さ
らに、一部の光線を横方向に反射する反射鏡６と、この
反射鏡６で反射された光線を集光する集光レンズ７と、
位置検出用の受光素子８とよりなる第２の測定用光学系
を備えている。なお、濃度検出用の受光素子９に配置さ
れたスリットの代わりに、所望の波長領域の濃度を検出
するためのバンドパス・フィルタを使用してもよい。

【００１４】第１の投影用光学系によって、発光物体１
から入射した光線２は、駆動反射鏡３によって反射さ
れ、凹面反射鏡４および凸面反射鏡５により反射され、
透孔41を経て受光素子９上に結像される。同時に、第２
の測定用光学系によって、駆動反射鏡３で反射された一
部の入射光は、凸面反射鏡５の前方に配置された反射鏡
６により横方向に反射され、集光レンズ７により集光さ
れて位置検出用受光素子８上に結像される。

【００１５】このとき、集光レンズ７の焦点距離および
位置検出用受光素子８上における集光スポットの重心位
置の移動量に基づいて、反射光学系に入射した光線２の
入射角が算出できる。また、濃度検出用の受光素子９の
出力信号から得られる濃度分布に基づいて、発光物体１
と駆動反射鏡３との間に存在する大気中の成分の濃度が
検出できる。

【００１６】さらに、第１の投影用光学系における光軸
の中央部の光線が、第２の測定用光学系において使用さ
れているので、両光学系の光軸を一致させることができ
るから、発光物体１が、無限遠にあっても有限距離にあ
っても、第１の投影用光学系における入射角と第２の測
定用光学系における入射角とを等しいものとみなすこと
ができる。

【００１７】したがって、位置検出用受光素子８上にお
ける集光スポットの重心位置から算出した入射光線２の
入射角は、第１の投影用光学系における入射角に対応し
ている。

【００１８】また、凸面反射鏡５で遮蔽される入射光
が、凸面反射鏡５の前方において反射鏡６により第２の
測定用光学系に反射させられるので、凸面反射鏡５で吸
収される入射光量を減らすことができ、凸面反射鏡５の
熱による変形を防止できる。

【００１９】（第２の実施例）図２の光路断面図に示す
ように、発光物体１からの入射光線２の方向を変える駆
動反射鏡３と、透孔41を有する凹面反射鏡４と、凸面反
射鏡５と、受光素子９とよりなる第１の投影用光学系を
備え、さらに、一部の光線を横方向に反射し、正のパワ
ーを有する凹面反射鏡10と、位置検出用の受光素子８と
よりなる第２の測定用光学系を備えている。

【００２０】このように、正のパワーを有する凹面反射
鏡10を使用することにより、第１の実施例における集光
レンズ７を排除している。

【００２１】第１の投影用光学系によって、発光物体１
から入射した光線２は、第１の実施例と同様に、駆動反
射鏡３によって反射され、凹面反射鏡４および凸面反射
鏡５により反射され、透孔41を経て受光素子９上に結像
される。また、同時に、第２の測定用光学系によって、
駆動反射鏡３で反射された一部の入射光は、凸面反射鏡
５の前方に配置された正のパワーを有する凹面反射鏡10
により横方向に反射されて位置検出用受光素子８上に結
像される。

【００２２】そして、凹面反射鏡10の焦点距離および位
置検出用受光素子８上における集光スポットの重心位置
の移動量に基づいて反射光学系に入射した光線２の入射
角が算出できる。

【００２３】なお、前記各実施例において、濃度検出用
の受光素子９を２次元のビデコン・カメラまたはＣＣＤ
等に置換することにより、発光物体１の追尾カメラとし
て使用することができる。

【００２４】

【発明の効果】以上の実施例に基づく説明から明らかな
ように、本発明の反射光学系によると、凸面反射鏡に対
して入射側に、反射鏡または凹面反射鏡を配置する構成
により、凸面反射鏡で吸収される光線を減らして、凸面
反射鏡の熱による変形を防止することができるととも
に、凸面反射鏡で遮蔽されるべき入射光線が、側方に反
射されて物体または天体位置計測に利用される。

【００２５】さらに、投影用光学系における光軸の中央
部の光線が、測定用光学系において使用されているの
で、両光学系の光軸を一致させることができるから、発
光物体が無限遠にあっても有限距離にあっても、投影用
光学系における入射角と測定用光学系における入射角と
を等しいものとみなせる。

【００２６】したがって、位置検出用受光素子上におけ
る集光スポットの重心位置から算出した入射光線の入射
角は、投影用光学系における入射角に対応している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の反射光学系の一実施例を示す光路断面
図、

【図２】本発明の反射光学系の他の実施例を示す光路断
面図、

【図３】従来の反射光学系の一例を示す光路断面図、

【図４】従来の反射光学系の他の例を示す光路断面図、

【図５】本発明および従来の反射光学系における入射瞳
像を示す図である。

【符号の説明】１発光物体２、21 入射光線３駆動反射鏡４凹面反射鏡 41 透孔５凸面反射鏡６反射鏡７集光レンズ８位置検出用受光素子９受光素子 10 凹面反射鏡

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入射光線を反射する正のパワーを有する
凹面反射鏡と、該凹面反射鏡で反射された集束光を反射
する負のパワーを有する凸面反射鏡と、該凸面反射鏡に
対して入射側に配置され、入射光線を側方に反射する反
射鏡と、該反射鏡によって反射した光線を集光する集光
光学系と、該集光光学系の集光位置に配置され、集光ス
ポットの位置を観測する機能を備えた受光素子とを具備
することを特徴とする反射光学系。
【請求項２】反射鏡の口径が凹面反射鏡の口径よりも
小さいことを特徴とする請求項１に記載の反射光学系。
【請求項３】入射光線を反射する正のパワーを有する
第１の凹面反射鏡と、該第１の凹面反射鏡で反射された
集束光を反射する負のパワーを有する凸面反射鏡と、該
凸面反射鏡に対して入射側に配置され、入射光線を側方
に反射する正のパワーを有する第２の凹面反射鏡と、該
第２の凹面反射鏡の集光位置に配置され、集光スポット
の位置を観測する機能を備えた受光素子とを具備するこ
とを特徴とする反射光学系。
【請求項４】反射鏡の口径が凹面反射鏡の口径よりも
小さいことを特徴とする請求項３に記載の反射光学系。