KR20040026376A

KR20040026376A - 광분리기와 보정렌즈군이 부착된 선형스캐닝용반사-굴절식 광학구조

Info

Publication number: KR20040026376A
Application number: KR1020020057823A
Authority: KR
Inventors: 장홍술; 이승훈; 정대준
Original assignee: 한국항공우주연구원
Priority date: 2002-09-24
Filing date: 2002-09-24
Publication date: 2004-03-31

Abstract

본 발명은 넓은 파장 및 시야에 대한 선형 스캐닝 방식의 촬영시스템에 적용되는 반사-굴절식 광학계의 공간적 관측시야와 파장대역을 확보하는 구조에 관한 것으로, 기존 특수 재질의 보정렌즈군을 이용하는 방법과 달리 광분리기를 이용하여 파장대역을 분리시키고 광분리기 전후에 일반재질의 보정렌즈군을 배치하고 각각 초점면의 위치를 최적화 하여 만족할 만한 성능을 제공하도록 하는 광분리기와 보정렌즈군이 부착된 선형스캐닝용 반사-굴절식 광학구조에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 주면경(M1)과 부면경(M2)의 반사광학계 일측으로 보정렌즈(L1, L2, L3)로 이루어진 제1 보정렌즈군(L)과,

제1 보정렌즈군(L)의 일측으로 광분리기(BS)에 의해서 광을 분리시켜 초점면(FA, FB)을 채널별로 독립시켜 최적화 하도록 하는 광분리기 및 제2 보정렌즈군(G)으로 구성되도록 함을 특징으로 하는 것이다.

Description

광분리기와 보정렌즈군이 부착된 선형스캐닝용 반사-굴절식 광학구조 {Catadioptric system with beam splitter and corrector lens for linear scanning}

지구관측 등 넓은 지역을 원거리에서 선형 스캐닝 방식으로 촬영하는 대구경 광학계는 광학계의 좁은 시야를 확대시키고 관측 파장영역을 확보하기 위해 보정렌즈를 부착한 반사-굴절식 광학계를 이용하거나 근본적으로 색수차를 제거하는 반사경만으로 구성된 광학계를 이용한다.

또한 다채널 촬영을 위해서 다수의 초점면이 필요하므로 광분리기나 광필터를 이용해서 원하는 파장대역을 얻는다.

일반적으로 반사-굴절 광학계의 관측시야 확보를 위해서는 비점수차 보정이 필요하고 여러 채널 관측을 위한 파장대역 확보를 위해서는 색보정이 필수이다.

특히 색보정의 경우 파장대역이 넓을 경우 이상분산 특성을 가지는 특별한 광학재질을 이용해야 하는데, 이러한 재질은 가공이 어렵고 외부 환경에 약하며 가격이 비싼 단점이 있다.

또한 광분리기 없이 여러 채널에 대해 관측하기 위해 광학 필터만을 이용할 경우 각 채널의 독립적인 초점면 위치 최적화가 어렵다.

본 발명은 광분리기를 이용하여 선형스캐닝 방식하에서 여러 파장영역에 대해 촬영하는 반사-굴절 광학계의 효과적인 시야확보 및 색보정을 위해 일반 재질로 구성된 두개의 보정렌즈군을 광분리기 전후로 분리시켜 수차 보정 및 파장대역별 초점면 위치 최적화를 가능하게 하여 만족할 만한 성능을 제공하는 것이다.

본 발명은 주면경과 부면경의 반사광학계 일측으로 보정렌즈로 이루어진 제1 보정렌즈군과,

제1 보정렌즈군의 일측으로 광분리기에 의해서 광을 분리시켜 초점면을 채널별로 독립시켜 최적화 하도록 하는 광분리기 및 제2 보정렌즈군으로 구성되도록 함을 특징으로 하는 것이다.

도 1 은 본 발명의 일실시예를 나타낸 구성도

도 2 는 본 발명의 광분리기 및 제2 보정렌즈군의 사시도

도 3 은 본 발명의 광분리기 및 제2 보정렌즈군의 평면도

도 4 는 본 발명의 수차 특성도에 대한 그래프

도 5 는 본 발명의 수차 특성도에 대한 그래프

도 6 은 본 발명의 수차 특성도에 대한 그래프

도 7 은 본 발명의 수차 특성도에 대한 그래프

도 8 은 본 발명의 수차 특성도에 대한 그래프

도 9 는 본 발명의 수차 특성도에 대한 그래프

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

M1 : 주면경M2 : 부면경

L : 제1 보정렌즈군L1, L2 : 보정렌즈

G : 광분리기 및 제2 보정렌즈군

BS : 광분리기LA4, LA5, LB4, LB5 : 보정렌즈

FA, FB : 초점면

본 발명은 도 1 과 같이 주면경(M1)과 부면경(M2)이 일반적인 반사광학계를 구성하고, 반사광학계의 일측으로 제1 보정렌즈군(L)과 광분리기 및 제2 보정렌즈군(G)을 구성한다.

상기 제1 보정렌즈군(L)은 보정렌즈(L1, L2, L3)가 연속해서 설치되는 것이다.

상기 광분리기 및 제2 보정렌즈군(G)은 보정렌즈군(L)에서 공급되는 파장을분리하는 광분리기((BS)가 설치되며, 광분리기(BS)의 후방으로 시야확대 및 색보정을 위한 보정렌즈(LA4, LA5)가 초점면(FA)에 결상하는 광선이 형성되도록 한다.

또한 광분리기(BS)의 또다른 방향으로 보정렌즈(LB4, LB5)가 초점면(FB)에 결상하는 광선이 형성되도록 하는 것이다.

여기서 광분리기 및 제2 보정렌즈군(G)은 초점면(FA, FB)을 채널별로 분리시켜 독립적으로 최적화 하기 위하여 다수의 초점면으로 분리시킬 수 있는 것이다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 주면경(M1)과 부면경(M2)을 통하여 공급된 광은 제1 보정렌즈군(L)의 보정렌즈(L1, L2 L3)는 시야확대 및 색보정을 해주는 일반 재질의 렌즈를 사용하는 것이다.

제1 보정렌즈군(L)을 통과하면서 시야확대 및 색보정을 하며 광분리기(BS)에 이동된 후 파장대역별로 분리되어 보정렌즈(LA4) 또는 보정렌즈(LB4)로 공급된다.

보정렌즈(LA4)로 분리된 광은 보정렌즈(LA5)를 통과한 후 초점면(FA)에 결상되는 것이다.

또한 보정렌즈(LB4)로 분리된 광은 보정렌즈(LA5)를 통과한 후 초점면(FB)에 결상되는 것이다.

이와 같은 초점면(FA, FB)을 채널별로 분리시켜 독립적으로 결상되도록 하는 것이다.

본 발명은 이러한 일반 재질의 렌즈를 이용한 제1 보정렌즈군(L)과 광분리 및 제2 보정렌즈군(G)을 이용한 반사-굴절 광학계의 시야확보 및 색보정을 가능하게 하는 것이며, 각 채널의 파장 대역별 독립적 초점면(FA, FB) 위치를 최적화 할수 있는 것이다.

도 4 내지 도 9 와 같이 파장범위에 따른 수차 특성도가 나타남을 알 수 있다.

광분리기가 포함된 선형스캐닝용 반사-굴절 광학계의 설계예는 아래의 표1과 같다.

표면 번호	곡률반경(mm)	두께(mm)	재 표	표면 형태	형 태
1	무 한 대	886.0410		구 면
2	-2647.1482	-886.0410		비구면	반사경
3	-805.7262	1395.5055		비구면	반사경
4	9006.3463	50.9672	BASF2	구 면	렌 즈
5	-1222.4493	2.9306		구 면
6	401.7716	36.8439	BK7	구 면	렌 즈
7	318.2782	15.2103		구 면
8	-603.2867	30.0000	SF11	구 면	렌 즈
9	-906.0827	800.0000		구 면
10	무 한 대	25.0000	ZKN7	구 면	광분리기
11-A	무 한 대	5.0000		구 면
12-A	무 한 대	37.9386	FK5	구 면	렌 즈
13-A	-379.9698	81.4654		구 면
14-A	-247.5510	30.0000	SK16	구 면	렌 즈
15-A	483.4565	36.5047		구 면
16-A	무 한 대	0.0000			초점면A
11-B	무 한 대	5.0000		구 면
12-B	무 한 대	46.9703	F5	구 면	렌 즈
13-B	429.6707	72.9348		구 면
14-B	273.3654	47.9251	SF53	구 면	렌 즈
15-B	-482.3364	31.5333		구 면
16-B	무 한 대	0.0000			초점면

본 발명은 광분리기와 일반 재질의 렌즈를 이용한 반사-굴절 광학계의 시야확보 및 색보정이 가능하도록 하는 것이다.

본 발명은 각 채널의 파장 대역별 독립적 초점면 위치를 최적화 하여 만족할 만한 성능을 제공하는 것이다.

Claims

주면경(M1)과 부면경(M2)의 반사광학계 일측으로 보정렌즈(L1, L2, L3)로 이루어진 제1 보정렌즈군(L)과,

제1 보정렌즈군(L)의 일측으로 광분리기(BS)에 의해서 광을 분리시켜 초점면(FA, FB)을 채널별로 독립시켜 최적화 하도록 하는 광분리기 및 제2 보정렌즈군(G)으로 구성되도록 함을 특징으로 하는 광분리기와 보정렌즈군이 부착된 선형스캐닝용 반사-굴절식 광학구조.
제1항에 있어서, 광분리기(BS)의 전후로 시야확대 및 색보정을 위한 제1 보정렌즈군(L)과 제2 보정렌즈군(G)이 설치됨을 특징으로 하는 광분리기와 보정렌즈군이 부착된 선형스캐닝용 반사-굴절식 광학구조.
제1항에 있어서, 광분리기 및 제2 보정렌즈군(G)은 광분리기(BS)의 후반부에 설치된 보정렌즈(LA4, LA5)와 보정렌즈(LB4, LB5)에서 초점면(FA, FB)이 채널별로 분리되도록 함을 특징으로 하는 광분리기와 보정렌즈군이 부착된 선형스캐닝용 반사-굴절식 광학구조.
제1항 또는 제3항에 있어서, 보정렌즈는 일반 재질의 렌즈로 이루어짐을 특징으로 하는 광분리기와 보정렌즈군이 부착된 선형스캐닝용 반사-굴절식 광학구조.