JPH0814507B2 - 光学装置 - Google Patents
光学装置Info
- Publication number
- JPH0814507B2 JPH0814507B2 JP62248420A JP24842087A JPH0814507B2 JP H0814507 B2 JPH0814507 B2 JP H0814507B2 JP 62248420 A JP62248420 A JP 62248420A JP 24842087 A JP24842087 A JP 24842087A JP H0814507 B2 JPH0814507 B2 JP H0814507B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- lens
- optical system
- optical window
- condensing
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は航空機等高速移動体に搭載される光学装置
に関するものである。
に関するものである。
第２図は例えば米国特許，特許番号4,636,044に示さ
れた従来の光学装置を示す断面図であり，図において
（１）は航空機等高速移動体に固着される筐体の第１部
分，（２）はXX′軸回りに回転可能なように筐体の第１
部分（１）に取付けられた筐体の第２部分，（３）はX
X′軸に直交するYY′軸回りに回転可能なように取付け
られた筐体の第３部分，（４）は信号光，（５）は筐体
の第３部分（３）に固着され，信号光を透過する曲面状
の光学窓，（６）は筐体の第３部分（３）に固着された
集光光学系，（７）は筐体の第２部分に固着された検出
器である。
れた従来の光学装置を示す断面図であり，図において
（１）は航空機等高速移動体に固着される筐体の第１部
分，（２）はXX′軸回りに回転可能なように筐体の第１
部分（１）に取付けられた筐体の第２部分，（３）はX
X′軸に直交するYY′軸回りに回転可能なように取付け
られた筐体の第３部分，（４）は信号光，（５）は筐体
の第３部分（３）に固着され，信号光を透過する曲面状
の光学窓，（６）は筐体の第３部分（３）に固着された
集光光学系，（７）は筐体の第２部分に固着された検出
器である。
従来の光学装置は上記のように構成され，信号光
（４）は光学窓（５）を透過した後，集光光学系（６）
によつて検出器（７）に集光され検出される。光学窓
（５）は光学装置の空気力学的な特性を向上させるため
曲面状に成形されており，このため光学窓（５）はレン
ズ作用をもつ。遠方の目標から射出されて光学窓（５）
にほぼ平行に入射する信号光（４）は光学窓（５）を透
過した後，光学窓（５）の形状により発散光束あるいは
収束光束に変化する。したがつて，信号光（４）を検出
器（７）にボケることなく集光するために集光光学系
（６）は，光学窓（５）のレンズ作用を考慮して設計さ
れている。
（４）は光学窓（５）を透過した後，集光光学系（６）
によつて検出器（７）に集光され検出される。光学窓
（５）は光学装置の空気力学的な特性を向上させるため
曲面状に成形されており，このため光学窓（５）はレン
ズ作用をもつ。遠方の目標から射出されて光学窓（５）
にほぼ平行に入射する信号光（４）は光学窓（５）を透
過した後，光学窓（５）の形状により発散光束あるいは
収束光束に変化する。したがつて，信号光（４）を検出
器（７）にボケることなく集光するために集光光学系
（６）は，光学窓（５）のレンズ作用を考慮して設計さ
れている。
検出器（７）の視線方向は，筐体の第３部分（３）を
YY′軸回りに，筐体の第２部分（２）をXX′軸回りにそ
れぞれ回転させることにより設定される。
YY′軸回りに，筐体の第２部分（２）をXX′軸回りにそ
れぞれ回転させることにより設定される。
上記のような従来の光学装置では，曲面状の光学窓が
レンズ作用をもつので，レンズ作用をもつ光学窓の使用
を考慮していない汎用の集光光学系を用いることができ
ないから，光学窓のレンズ作用を考慮して集光光学系を
新規に設計・製造しなければならず，装置が高価にな
る，開発期間が長くなるという問題があつた。また，光
学装置が搭載される航空機等の機種が変更される等の理
由により光学窓の形状が変わる度に集光光学系を新規に
設計・製造しなければならないという問題があつた。
レンズ作用をもつので，レンズ作用をもつ光学窓の使用
を考慮していない汎用の集光光学系を用いることができ
ないから，光学窓のレンズ作用を考慮して集光光学系を
新規に設計・製造しなければならず，装置が高価にな
る，開発期間が長くなるという問題があつた。また，光
学装置が搭載される航空機等の機種が変更される等の理
由により光学窓の形状が変わる度に集光光学系を新規に
設計・製造しなければならないという問題があつた。
また、視線方向を設定するために、筐体の第２部分
（２）をXX′軸回りに回転させる必要があるが、筐体の
第２部分（２）は寸法、重量共に大きいため、視線方向
を迅速に設定できないという問題があった。
（２）をXX′軸回りに回転させる必要があるが、筐体の
第２部分（２）は寸法、重量共に大きいため、視線方向
を迅速に設定できないという問題があった。
この発明はかかる問題点を解決するためになされたも
ので，曲面形状の光学窓のレンズ作用による集光光学系
の結像性能の劣化がなく、視線方向を迅速に設定できる
光学装置を得ることを目的とする。
ので，曲面形状の光学窓のレンズ作用による集光光学系
の結像性能の劣化がなく、視線方向を迅速に設定できる
光学装置を得ることを目的とする。
この発明に係る光学装置は，光学窓と集光光学系との
間の光路中にレンズを設け，光学窓とレンズとでアフオ
ーカル光学系を構成すると共に、光学窓と集光光学系と
の間に反射部材を設け、回転部分に装荷するように構成
したものである。
間の光路中にレンズを設け，光学窓とレンズとでアフオ
ーカル光学系を構成すると共に、光学窓と集光光学系と
の間に反射部材を設け、回転部分に装荷するように構成
したものである。
この発明においては，光学窓とレンズとでアフオーカ
ル光学系が構成されるので，対象物体から射出されて光
学窓に入射する平行光束は，レンズから平行光束として
射出されるから，集光光学系の結像性能は劣下しない。
ル光学系が構成されるので，対象物体から射出されて光
学窓に入射する平行光束は，レンズから平行光束として
射出されるから，集光光学系の結像性能は劣下しない。
また、小形な反射部材を回転するように構成するの
で、視線方向を迅速に設定することができる。
で、視線方向を迅速に設定することができる。
第１図はこの発明の一実施例を示す断面図であり、
（１）、（４）〜（７）は上記従来装置と同様のもので
ある。（11）はYY′軸（第１の回転軸）回りに回転可能
な第１の回転部分、（９）はYY′軸と直交するＸ軸（第
２の回転軸）回りに回転可能なように、第１の回転部分
（11）に取付けられた第２の回転部分、（13）は第１の
回転部分（11）と第２の回転部分（９）を有する自在支
え装置、（14）は第２の回転部分（９）に取付けられ
て、光学窓（５）を透過した信号光（４）を反射して集
光光学系（６）へ入射させるための反射部材、（10）は
折返し鏡である。（12）は検出装置であり、集光光学系
（６）、検出器（７）、折返し鏡（10）、自在支え装置
（13）、及び反射部材（14）を有している。（８）は曲
面状の光学窓（５）と集光光学系（６）との間の光路中
に設けられたレンズであり、光学窓（５）と共にアフォ
ーカル光学系を構成している。光学窓（５）が凹レンズ
のレンズ作用をもつ場合はレンズ（８）を凸レンズに、
また光学窓（５）が凸レンズのレンズ作用をもつ場合は
レンズ（８）を凹レンズにすることでアフォーカル光学
系が構成できる。
（１）、（４）〜（７）は上記従来装置と同様のもので
ある。（11）はYY′軸（第１の回転軸）回りに回転可能
な第１の回転部分、（９）はYY′軸と直交するＸ軸（第
２の回転軸）回りに回転可能なように、第１の回転部分
（11）に取付けられた第２の回転部分、（13）は第１の
回転部分（11）と第２の回転部分（９）を有する自在支
え装置、（14）は第２の回転部分（９）に取付けられ
て、光学窓（５）を透過した信号光（４）を反射して集
光光学系（６）へ入射させるための反射部材、（10）は
折返し鏡である。（12）は検出装置であり、集光光学系
（６）、検出器（７）、折返し鏡（10）、自在支え装置
（13）、及び反射部材（14）を有している。（８）は曲
面状の光学窓（５）と集光光学系（６）との間の光路中
に設けられたレンズであり、光学窓（５）と共にアフォ
ーカル光学系を構成している。光学窓（５）が凹レンズ
のレンズ作用をもつ場合はレンズ（８）を凸レンズに、
また光学窓（５）が凸レンズのレンズ作用をもつ場合は
レンズ（８）を凹レンズにすることでアフォーカル光学
系が構成できる。
集光光学系（６）は光学窓（５）、レンズ（８）を無
視して設計されている。すなわち平行光束が入射したと
きの結像性能が良くなるように設計されている。レンズ
（８）は図には示していないが、第２の回転部分（９）
に取付けられており，反射部材（14）と一体となつてY
Y′軸回り,X軸回りに回転できる。Ｘ軸及びYY′軸は反
射部材（14）の表面上の１点で交り,YY′軸は折返し鏡
（10）によつて折返された集光光学系（６）の光軸と一
致している。光学窓は球殻状であり，その曲率中心がＸ
軸及びYY′軸の交点に一致するように第１の回転部分
（11）に取付けられている。折返し鏡（10），集光光学
系（６），検出器（７）は筐体に固着されている。信号
光（４）は光学窓（５），レンズ（８），反射部材（1
4），折返し鏡（10），集光光学系（６）を順次経て検
出器（７）に入射し，検出される。
視して設計されている。すなわち平行光束が入射したと
きの結像性能が良くなるように設計されている。レンズ
（８）は図には示していないが、第２の回転部分（９）
に取付けられており，反射部材（14）と一体となつてY
Y′軸回り,X軸回りに回転できる。Ｘ軸及びYY′軸は反
射部材（14）の表面上の１点で交り,YY′軸は折返し鏡
（10）によつて折返された集光光学系（６）の光軸と一
致している。光学窓は球殻状であり，その曲率中心がＸ
軸及びYY′軸の交点に一致するように第１の回転部分
（11）に取付けられている。折返し鏡（10），集光光学
系（６），検出器（７）は筐体に固着されている。信号
光（４）は光学窓（５），レンズ（８），反射部材（1
4），折返し鏡（10），集光光学系（６）を順次経て検
出器（７）に入射し，検出される。
上記のように構成された光学装置では，第１の回転部
分（11）をYY′軸回りに，第２の回転部分（９）をＸ軸
回りにそれぞれ回転することにより反射部材（14）が直
交する２軸回りに回転するので，検出器（７）の視線方
向を迅速に変化させることができる。このとき，球殻状
光学窓（５）の曲率中心が反射部材（14）の回転中心と
一致しているので，反射部材（14）が回転し信号光
（４）の通過する光学窓（５）の場所が変化しても光学
窓（５）のレンズ作用は変化せず，またレンズ（８）が
反射部材（14）と一体となつて回転するために反射部材
（14）の回転によりレンズ（８）のレンズ作用も変化し
ないので，光学窓（５）とレンズ（８）とによつてアフ
オーカル光学系を構成できる。
分（11）をYY′軸回りに，第２の回転部分（９）をＸ軸
回りにそれぞれ回転することにより反射部材（14）が直
交する２軸回りに回転するので，検出器（７）の視線方
向を迅速に変化させることができる。このとき，球殻状
光学窓（５）の曲率中心が反射部材（14）の回転中心と
一致しているので，反射部材（14）が回転し信号光
（４）の通過する光学窓（５）の場所が変化しても光学
窓（５）のレンズ作用は変化せず，またレンズ（８）が
反射部材（14）と一体となつて回転するために反射部材
（14）の回転によりレンズ（８）のレンズ作用も変化し
ないので，光学窓（５）とレンズ（８）とによつてアフ
オーカル光学系を構成できる。
したがって、レンズ作用をもつ光学窓（５）の使用を
考慮していない集光光学系を用いても良好な結像性能を
得ることができる。
考慮していない集光光学系を用いても良好な結像性能を
得ることができる。
また、光学窓（５）の形状が変更された場合は、設
計、製造に時間や費用のかかる集光光学形は変更せず
に、光学窓（５）と共にアフォーカル光学系を構成する
レンズ（８）のみ新規設計・製造すれば良いので、時間
や費用を節約できる。
計、製造に時間や費用のかかる集光光学形は変更せず
に、光学窓（５）と共にアフォーカル光学系を構成する
レンズ（８）のみ新規設計・製造すれば良いので、時間
や費用を節約できる。
またこの発明の他の実施例として，光学窓（５）を筐
体（１）に取付けても同様にアフオーカル光学系を構成
できる。
体（１）に取付けても同様にアフオーカル光学系を構成
できる。
またこの発明の他の実施例として，レンズ（８）を第
２の回転部分（９）に取付ける代りに第１図に破線で示
す如く，反射部材（14）の信号光反射側の光路中に位置
するよう，第１の回転部分（11）に取付けても良い。こ
の場合，第２の回転部分（９）を回転させるための駆動
装置（図には示していない）に余分な負荷を与えること
なく上記アフオーカル光学系を構成できる。
２の回転部分（９）に取付ける代りに第１図に破線で示
す如く，反射部材（14）の信号光反射側の光路中に位置
するよう，第１の回転部分（11）に取付けても良い。こ
の場合，第２の回転部分（９）を回転させるための駆動
装置（図には示していない）に余分な負荷を与えること
なく上記アフオーカル光学系を構成できる。
またこの発明の他の実施例として，反射部材（14）と
集光光学系（６）との間の光路中に位置するよう，レン
ズ（８）を検出装置（12）の不動部分に取付けても良
い。この場合，第１の回転部分（11），第２の回転部分
（９）を回転させるためのそれぞれの駆動装置に余分な
負荷を与えることなく上記アフオーカル光学系を構成で
きる。
集光光学系（６）との間の光路中に位置するよう，レン
ズ（８）を検出装置（12）の不動部分に取付けても良
い。この場合，第１の回転部分（11），第２の回転部分
（９）を回転させるためのそれぞれの駆動装置に余分な
負荷を与えることなく上記アフオーカル光学系を構成で
きる。
なお第１図においては簡単のためレンズ（８）を単レ
ンズで示したが，レンズ（８）は複数のレンズにより構
成されていても良い。
ンズで示したが，レンズ（８）は複数のレンズにより構
成されていても良い。
ところで上記説明では，信号光の波長帯について述べ
ていないが，この発明は光学窓等の光学材料，検出器を
選定することにより紫外線，可視光線，赤外線の何れに
も利用できることはいうまでもない。
ていないが，この発明は光学窓等の光学材料，検出器を
選定することにより紫外線，可視光線，赤外線の何れに
も利用できることはいうまでもない。
また上記説明では検出器の素子数についても述べてい
ないが，この発明は単素子,1次元アレイ素子,2次元アレ
イ素子の何れの検出器にも利用できることはいうまでも
ない。したがつてこの発明は，目標の画像を取得するた
めの撮像装置や，目標の分光特性を取得する分光装置に
も利用できる。
ないが，この発明は単素子,1次元アレイ素子,2次元アレ
イ素子の何れの検出器にも利用できることはいうまでも
ない。したがつてこの発明は，目標の画像を取得するた
めの撮像装置や，目標の分光特性を取得する分光装置に
も利用できる。
この発明は以上説明したとおり、小形な反射部材を回
転することで視線方向を設定するように構成したので、
回転部分を回転させるための駆動装置に余分な負荷を与
えることなく、迅速に動作させることができる。また、
曲面状の光学窓と集光光学系との間の光路中にレンズを
設け，光学窓とレンズとでアフオーカル光学系を構成す
るという簡単な構造により，集光光学系の結像性能に及
ぼす光学窓の影響を抑制するという効果がある。
転することで視線方向を設定するように構成したので、
回転部分を回転させるための駆動装置に余分な負荷を与
えることなく、迅速に動作させることができる。また、
曲面状の光学窓と集光光学系との間の光路中にレンズを
設け，光学窓とレンズとでアフオーカル光学系を構成す
るという簡単な構造により，集光光学系の結像性能に及
ぼす光学窓の影響を抑制するという効果がある。
第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第２図は従
来の光学装置を示す断面図である。 図において，（５）は曲面状の光学窓，（８）はレン
ズ，（６）は集光光学系，（７）は検出器，（12）は検
出装置である。 なお，各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
来の光学装置を示す断面図である。 図において，（５）は曲面状の光学窓，（８）はレン
ズ，（６）は集光光学系，（７）は検出器，（12）は検
出装置である。 なお，各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (5)
- 【請求項１】第１の回転軸回りに回転可能な第１の回転
部分と、前記第１の回転軸と直交する第２の回転軸回り
に回転可能なように前記第１の回転部分に取付けられた
第２の回転部分とを有する自在支え装置と、前記第２の
回転部分に装荷され、曲面状の光学窓を透過した信号光
を反射して集光光学系へ入射させるための反射部材と、
前記集光光学系と、この集光光学系によって集光された
前記信号光を検出する検出器とを有する検出装置とを備
えた光学装置において、前記光学窓と前記集光光学系と
の間の光路中にレンズを設け、前記光学窓と前記レンズ
とでアフォーカル光学系を構成したことを特徴とする光
学装置。 - 【請求項２】曲面状の光学窓を第１の回転部分に取付け
たことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の光
学装置。 - 【請求項３】反射部材の信号光入射側に位置するようレ
ンズを第２の回転部分に取付けたことを特徴とする特許
請求の範囲第（１）項または第（２）項記載の光学装
置。 - 【請求項４】集光光学系の光軸と第１の回転軸とを一致
せしめ、レンズを第１の回転部分に取付けたことを特徴
とする特許請求の範囲第（１）項または第（２）項記載
の光学装置。 - 【請求項５】反射部材の信号光反対側に位置するように
レンズを検出装置の不動部分に取付けたことを特徴とす
る特許請求の範囲第（１）項または第（２）項記載の光
学装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62248420A JPH0814507B2 (ja) | 1987-10-01 | 1987-10-01 | 光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62248420A JPH0814507B2 (ja) | 1987-10-01 | 1987-10-01 | 光学装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6491025A JPS6491025A (en) | 1989-04-10 |
| JPH0814507B2 true JPH0814507B2 (ja) | 1996-02-14 |
Family
ID=17177856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62248420A Expired - Fee Related JPH0814507B2 (ja) | 1987-10-01 | 1987-10-01 | 光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0814507B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5091646A (en) * | 1990-05-29 | 1992-02-25 | Kollmorgen Corporation | Integrated thermal imaging system |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62113079A (ja) * | 1985-11-08 | 1987-05-23 | ヒユ−ズ・エアクラフト・カンパニ− | 光学照準システム |
-
1987
- 1987-10-01 JP JP62248420A patent/JPH0814507B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6491025A (en) | 1989-04-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |