JPS59124311A - 反射光学系 - Google Patents

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】 この発明は小型、軽量、低価格化が実現できる反射光学
系に関するものである。

反射光学系として従来よく用いられるものとして、第１
次鏡に回転放物面、第２次鏡に回転双曲面を用いたもの
があった。しかし、これら側曲面とも非球面である光学
系を製作するのは容易でなく、高価なものとならざるを
得ない難点がある。

一般に球面は製作が容易で、かつ９球心から出た光線が
球心に戻る性質を利用して容易に検査できる利点がある
が９両面とも球面とすれば球面収差が発生し、特に大口
径の光学系においてこの収差が非常に大きくなるため、
許容できる小収差の範囲で明るい、短焦点の光学系を実
現しにくい欠点がある。この欠点を解決する方法として
、第１次鏡を製作容易な球面、第２次鏡を非球面とする
光学系が考えられるが、第１次鏡を球面、第２次鏡を非
球面とした場合、入射光線の高さがある値を超えたとこ
ろで第２次鏡曲面に折り返しが生じ。

それより低い高さの入射光線に対する曲面をおおってし
まうことになるので、入射光線の高さは前記入射光線高
さ以下に制限され、あまり大きな口径をもつ反射光学系
を実現できない欠点があった。

そこでこの発明においては、第２次鏡を製作。

検査の容易な球面鏡、第１次鏡を非球面鏡とし。

さらに、これらの反射鏡の少なくとも一方を熱膨張係数
の小さいＣＦＲＰで形成することにより。

従来の反射光学系の欠点を除去する手段を提供するもの
である。

以下、この発明を図を用いて詳細に説明する。

第１図は、この発明による光学系の構成および諸元を示
す図で、（１）は第１次鏡、（２）は第２次鏡。

（３）はｙ軸、（４）は原点、（５）はｙ軸、（６）は
光線である。

第１次鏡（１）と第２次鏡（２）の回転中心軸はｙ軸（
３）で。

第２次鏡の球面の半径はＲ９第１次鏡の頂点の座標はＨ
（ｈ、ｏ）である。

ｙ軸（３）に平行に入射する光線（６）は第１次鏡上の
点Ｂで反射し、第２次鏡上の点Ｃで再び反射して。

ｙ軸（３）上の点Ｄ（ｄ、ｏ）に収れんする。

ＬＣＱＤ−θとすると、すべてのθに対し光線が点りに
収れんするためには、ＡＢ＋ＢＣ＋ＣＤが一定であ′る
ことか必要で、これを満たす第１次鏡の曲面は第１図に
示す量γ（ｄ）、　　ｇ（ｃｔ））を用いて。

ｇ（α）−γ、−γ（α）房ａ　　　　　　　　・・・
（６）であられされる。ただし、、α、　　ｒ＋、ｒ＊
は式ｆ１）〜式（４）であられされる。

第１図が示すように、　　ｒ（α）は第１次鏡（２）の
曲率半径で９　ｇ（α）はその曲率中心ＥのＸ座標であ
る。

第２図は曲率半径ｒ（α）のｄに対する変化を示す図で
ある。曲率半径がαとともに増加、つまり曲率がｄとと
もに小さくなるので鏡面加工が容易であることがわかる
。

式（５）（６１が示す第１次鏡曲面を実現するには、金
属を鏡面素材とし、これを直接、数値制御加工し。

加工後の面に１例えば、ニッケルを主成分とする硬度の
大きいカニゼンナッキを施して光学研磨し。

研磨後、アルミニウム等を真空蒸着して鏡面とすること
ができるが、この方法だと、製品ごとの工程が多く高価
なものとなるだけでなく１口径が大きくなると重量が非
常に大きくなる欠点がある。

第３図は、この様な欠点を解決するため１例えば、ＣＦ
ＲＰを鏡面構造体として鏡面を構成する方法を示す図で
、（７）は第１次鏡曲面母型、（８）はＣＦＲＰ、（９
）は第１次鏡曲面である。

第３図（ａ）において、金属を数値制御加工することに
より１式（５）（６）で示される第１次鏡曲面（９）を
有する凸型の第１次鏡曲面母型（７）が最初に作られる
。

第１次鏡曲面（９）は、数値制御加工精度が、扱う光線
の波長に比べ十分良ければ、加工後の曲面をそのまま用
いることができ、そうでなければ、加工面の上にカニゼ
ンナッキを施し、これを光学研磨することにより、十分
精度の良い鏡面母型を得ることができる。

第１次鏡曲面母型（７）が得られたならば９第３図（ｂ
）に示すように、ＣＦＲＰ（８）を凸型の第１次鏡曲面
（９）に層状に塗り重ね、必要な強度を有する厚さにし
た後、ＣＦＲＰ（３１を第１次鏡曲面母型（７）から分
離することにより、第３図（ｃ）に示すような１式（５
１＋６＋で示される第１次鏡曲面（９）を有する凹型の
ＣＦ　ＲＰ　（３）が得られる。このＣＦ　ＲＰ　Ｃ８
）の曲面は。

第１次鏡曲面母型（７）のレプリカであり、鏡面がその
まま転写された。精度の高い第１次鏡曲面となっている
。従って、この曲面に、直接、アルミニウム等を蒸着す
ることにより、ただちに、第１次鏡曲面として用いるこ
とができる。

なお、この例においては、第１次鏡をＣＦＲＰで構成す
る場合について示したが１球面鏡である第２次鏡もＣＦ
ＲＰで構成することができる。

このように、この発明によれば、第２次鏡を加工、検査
の容易な球面鏡とし、第１次鏡のみを非球面鏡とし、少
なくとも一方を熱膨張係数の小さいＣＦＲＰ等の繊維強
化プラスチックで構成するので９反射光学系を、小型、
軽量、安価に構成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による光学系の構成および諸元を示す
図、第２図は曲率半径γ（ｄ）のαに対する変化を示す
図、第３図は鏡面を構成する方法を示す図であって、（
１）は第１次鏡、（２）は第２次鏡、（３）はＸ軸、（
４）は原点、（５）はｙ軸、（６）は光線、（７）は第
１次鏡曲面母型、（８）はＣＰＲＰ、ｊｇｌは第１次鏡
曲面である。 なお１図中、同一あるいは相当部分には、同一符号を付
して示しである。 代理人　葛　野　信　− 第１図 第２図 第 （α）　　　　　　　（

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１次鏡と第２次鏡とを構成要素にもつ反射光学
   系において１球面反射面を有する第２次鏡と、前記第２
   次鏡球心を原点、光軸をＸ軸、これに垂直にｙ軸をとり
   、第２次鏡半径なＲ１第１次鏡頂点座標なＨ（ｈ、ｏ）
   、結像点座標なり（ｄ。 ｏ）、０を媒介変数として。 γ、＝Ｒｓｉｎθ／５ＬｒＩ２（α−θ＞　　　　　　
   　−＝　（２１を用いて９次式で表わされる曲率半径γ
   （α）１曲率中心（９（α）、０） ｇ（ｃｔ）−γ・−γ（α）■α　　　　　　　　　　
   　・・・（６）を有する回転曲面を反射面とする第１次
   鏡とを備えたことを特徴とする反射光学系。
2. （２）第１次鏡および第２次鏡の少なくとも一方を繊維
   強化プラスチック（以下、ＣＦＲＰとよぶ）で形成した
   ことを特徴とする特許請求範囲第（１）項記載の反射光
   学系。