JPS58202421A - 光学要素 - Google Patents

光学要素

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JPS58202421A
JPS58202421A JP58073095A JP7309583A JPS58202421A JP S58202421 A JPS58202421 A JP S58202421A JP 58073095 A JP58073095 A JP 58073095A JP 7309583 A JP7309583 A JP 7309583A JP S58202421 A JPS58202421 A JP S58202421A
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optical element
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JP58073095A
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ヒラリ−・ギル・シリツト
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Ferranti PLC
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光学要素に関し、詳しくいえば、小さなＦ数
（北口径）を有する短焦点距離の光学装置に関するもの
である。
本発明は１０．６　ミクロンの波長のレーザ光に感する
検出器とともに用いる光学系に特に関係している。残念
ながら、そのような光に感する検出器はまた。約３００
にの温度、すなわち全く普通の周囲温度にあるあらゆる
物体によって発せられる光にも感する。検出器の光学系
の外で発生するそのような光はどれも検出器の中の雑音
を構成し。
これを低減するための手段をとら゛なければならない。
これを行う一つの方法は、検出器と周囲の材料すべて’
１（３００によりずっと下の温度まで冷却することであ
る。大きな容積のもの全冷却するのは可成り間−がある
。代る方法としては、検出器そのものを冷却し、光学系
の開口の外の諸表面が検出器の方へ完全に反射すること
を確実にすることである。これらの表面が検出器と同心
であれば、検出器はそれ自身の反射光だけを見るし、検
出器が冷却されるので、検出器は、それ自身の温度にあ
る材料だけを見る。この後者の解決法は、冷却される質
量が比較的小さいので、達成し易い。
この問題は、検出器の小室の外に非球面単レンズ要素を
用いること、および検出器に物理的遮へいまたは反射性
冷遮へいをつけることによって解決できる。検出器が小
さく、光学系に小さなＦ数を必要とする場合、単非球面
レンズは、製作が非常に難しく、ビーム拡大器と合せて
大形レンズを用いることがおそらく必要であろう。その
ような装置は、心合せが難しい。
本発明によれば、光源と光の検出器との間に置き５開口
全通過する光を検出器に焦点を結ばせ、前記開口の外に
検出器のための反射性膜へいを作るように構成された光
学要素であり、入射光に対して透明な中央領域および検
出器の方向から入射する光に対して反射性の周囲領域を
有する第１の光学面と、第１の光学面から検出器の方へ
離れており、第１の光学面の中央領域を通った光を第１
の光学面の反射性面の方へ反射するように構成された第
１の中央領域、前記第１の中央領域を囲み前記第１の光
学面の反射性領域から反射する前記光が検出器の方へ通
過する第２の領域および検出器の方へ反射性で、検出器
と同心で検出器に反射性膜へいとなる外側領域を有する
第２の光学面とを備えた光学要素が提供される。
好ましくは、前記光学要素は光学的に透過性の材料の単
一片で形成される。
本発明を次に添付図面を参照して説明する。
さて、第１図を参照すると、この図は、中実ブロック材
料で形成された光学要素金示している。
この材料の性質は要素の機能によって変る。この要素を
赤外波長で用いる必要のある場合は、セレン化亜鉛また
はゲルマニウムが適当であるが、可視波長では、ガラス
を使用できる。この光学要素は、それぞれ複雑な形の二
つの光学面を持っている・第１の光学面１０は、光源に
近い方のもの、で、要素の光学開口を定める中央平面部
１１を持っている。この中央領域は光に対して透明であ
るが、第１の光学面の周囲領域１２は、検出器１５の方
向からそれに入射する光を反射するように作られている
。これは、光学面１２の外側を適当な反射性膜で被覆す
ることによってなされる。光学面１２は２曲率の中心１
１４全光学要素の光学軸上に要素の実効焦点に近接して
もっている。
この光学要素の第２の光学面１５は、検出器１３に近い
方の表面であり、点ｉｋｌに非常に近接した曲率の中心
を有する部分球面中央領域１もをもっている。この中央
領域は、開口１１を通過する光が表面１２の方へ反射し
て返されるように反射性膜で被覆されている。第２の光
学面の残りの部分１７は、検出器１５の有効領域と同心
に形成されている。光学面１７の内側帯域１８は、光学
面１２から検出器に向って反射される光に対して透明の
ままにされておりこの帯域の幅は、光学要素の開口によ
って決まる。光学面１７の外側部分は、検出器１３の周
りに反射性膜へいを形成するように反射性膜で被覆され
ている。
平面１１を通って光学要素に入る光の進路が図に示され
ている。光学要素の外では、検出器１５は、それ自身の
反射だけケ見る。検出器が適当な高度まで冷却されてい
れば、検出器は、上に述べた種類の光雑音をそれ自身は
発生しない。
上述の形式の要素は、多くの用途をもつことができるが
、小さな寸法と小さなＦ数の光学系を必要とする用途に
特に適する。例としてだけであるが、５ｍの開口と５■
の焦点距離を有する要素がｌのＦ数を持っている。その
ような光学装置は。
他のものと普通の方法では１作るのが難しいであろう。
両屈折面１１．１８は、それらを通る光線に対して垂直
なのでこの光学要素に用いた材料の屈折率は、との光学
要素の性能に影響を与えない。同じ理由で、これらの二
つの光学面は、球面収差およびコマ状差がない。この光
学面は１反射防止膜で被覆されるのが好ましい。二つの
反射面１２．と１６は、最適球面収差補正をできるよう
にほとんど同心になっており、また事実上コマ収差もな
い。
屈折が全く起らないので、この光学要素は、長さ方向の
色収差および屈折率の温度による変化に由来する焦点移
動もない。後者は、普通の小Ｆ数で屈折性の赤外光学装
置の主な問題であり、特にゲルマニウムを用いるものが
当てはまる。
屈折のないために、光学要素を、どんな波長でもそれに
対して材料が透明であれば、その波長で試験をして焦点
を結ばせることができる。
上述の光学要素を中実体から形成するには、可成り複雑
な機械類が必要であるが、その代りに、それを鏡の組立
体から構成することが可能である。
そのような構成が第２図に示されており、不必要な波長
の光を除くたぬにフィルターを備えている。
第２図を参照すると、第１の光学面は、中央開口２１を
有する球面鏡２０によって形成される。
鏡２０の開放端に対向してフィルタ２２が置かれ。
このフィルタは、赤外光を用いるときは、セレン化亜鉛
またはゲルマニウム製のものになる。フィルタ２２は第
２の光学面の中央反射体２５を支承する。検出器２４の
周りの反射性膜へいは検出器と同心の反射体２５によっ
て行われる。反射体２うと反射体２５との間には半径方
向のすきまが残されて１反射した光が鏡２０から検出器
２１１の方へ通過できるようになっている。
第２図の実施例は、第１図のものと全く同じ具合に動作
し、フィルタ内の分散が少量の長さ方向の色収差を生ず
ることを除けば、同じ光学的特性を持っている。なお、
光がフィルタ２２を通過するだけであるから、光の減衰
の生ずるのが少なくなる。フィルタ２２を省略すること
もできるが、そのときは中央反射体２うに対して何らか
の形の支承物が必要である。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の第１の実施例による光学要素の側断
面図。 第２図は、第２の実施例の側断面図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １　光源と光の検出器との間に位置し、開口を通過した
    光を検出器に焦点を結び、前記開口の外に検出器に対す
    る反射性遮へいを作るように構成された光学要素であっ
    て、 入射光に対して透明な中央領域および検出器の方向から
    入射する光に対して反射性の周囲領域を有する第１の光
    学面と； 第１の光学面から検出器の方へ離れており。 第１の光学面の中央領域を通った光を第１の光学面の反
    射性領域の方へ反射するように構成された第１の中央領
    域、前記第１の中央領域を囲み、前記第１の光学面の反
    射性領域から反射する前記光が検出器の方へ通過する第
    ２の領域および検出器の方へ反射性で検出器と同心で検
    出器に反射性遮へいとなる外側領域を有する第２の光学
    面と。 全備えることを特徴とする光学要素。 ２　前記第１の光学面の前記反射性領域と前記第２の光
    学面の前記第１の中央領域が事実上同心であることを特
    徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光学要素。 ユ　前記第１および第２の光学面は、光に透明な材料の
    中実体の対向面であシ１反射機構は。 中実体の適当な領域を光反射膜で被覆することによって
    形成されることを特徴とする特許請求の範囲第１項また
    は第２項に記載の光学要素。 ４、　前記中実体がセレン化亜鉛製であることを特徴と
    する特許請求の範囲第５項に記載の光学要素。 へ　前記中実体がゲルマニウム製であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第５項に記載の光学要素。 Ｇ　前記第１および第２の光学面の反射領域が別々の反
    射面からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
    たは第２項に記載の光学要素。 Ｌ　必要な波長の光のみを通過させるように構成された
    フィルタを含むことを特徴とする特許請求の範囲第６項
    に記載の光学要素。 ８、　前記フィルタがセレン北面鉛製であることを特徴
    とする特許請求の範囲第７項に記載の光学要素。 ８　前記フィルタがゲルマニウム製であることを特徴と
    する特許轟衆の範囲第７項に記載の光学要素。 １０、　　前記第２の光学面の中央反射領域が前記フィ
    ルタによって支承されることを特徴とする特許請求の範
    囲第７項、第８項、または第９項に記載の光学要素。
JP58073095A 1982-04-27 1983-04-27 光学要素 Pending JPS58202421A (ja)

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GB08211818A GB2119112B (en) 1982-04-27 1982-04-27 Optical elements
GB8211818 1982-04-27

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JPS58202421A true JPS58202421A (ja) 1983-11-25

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