Claims (22)
1. Инструмент (100) с множеством оптических каналов, имеющий поле зрения, которое является общим для указанных оптических каналов, оптические каналы расположены параллельно, каждый между оптическим входом (Е20) инструмента, общим для указанных оптических каналов, и матричным фотодетектором (14), тоже общим для оптических каналов, с участком (14а, 14b,…) указанного матричного фотодетектора, выделенным для каждого оптического канала инструмента отдельно от каждого другого оптического канала, 1. Tool (100) with a plurality of optical channels, having a field of view that is common to said optical channels, optical channels are arranged in parallel, each between the optical input (E 20 ) of the tool, common to said optical channels, and matrix photodetector (14) , also common for optical channels, with a section (14a, 14b, ...) of the specified matrix photodetector allocated for each optical channel of the instrument separately from each other optical channel,
при этом указанный инструмент (100) содержит многоканальный монолитный оптический компонент (1), который образован участком материала, прозрачного для используемого излучения, причем указанный участок заключен между двумя сторонами компонента, каждая из которых обращена в сторону, противоположную другой стороне, таким образом, что излучение, падающее на одну из двух сторон, проходит через указанный участок между двумя сторонами и выходит через другую сторону,wherein the specified tool (100) contains a multi-channel monolithic optical component (1), which is formed by a section of material that is transparent to the radiation used, and the specified section is enclosed between two sides of the component, each of which faces the side opposite to the other side, in such a way that radiation incident on one of the two sides passes through the specified area between the two sides and exits through the other side,
при этом первая из двух сторон компонента (1) образована первой преломляющей поверхностью (S1), которая имеет оптическую ось (А1),wherein the first of the two sides of the component (1) is formed by the first refractive surface (S 1 ), which has an optical axis (A 1 ),
другая сторона компонента (1), называемая второй стороной, содержит множество вторых преломляющих поверхностей (S2), которые расположены рядом друг с другом без перекрывания на указанной второй стороне, при этом каждая вторая преломляющая поверхность имеет другую оптическую ось (А2), отделенную от каждой другой второй преломляющей поверхности, при этом оптическая ось по меньшей мере одной из вторых преломляющих поверхностей смещена относительно оптической оси (А1) первой преломляющей поверхности (S1),the other side of the component (1), called the second side, contains a plurality of second refractive surfaces (S 2 ), which are located next to each other without overlap on the specified second side, while each second refractive surface has a different optical axis (A 2 ), separated from each other second refractive surface, wherein the optical axis of at least one of the second refractive surfaces is shifted relative to the optical axis (A 1 ) of the first refractive surface (S 1 ),
вторые преломляющие поверхности (S2) распределены на второй стороне компонента (1) таким образом, что световой луч, проходящий через первую преломляющую поверхность (S1), выходит из компонента через не более чем одну из вторых преломляющих поверхностей, при этом каждая вторая преломляющая поверхность образует с соответствующим участком первой преломляющей поверхности оптический канал пропускания, который отделен от каждой другой второй преломляющей поверхности,the second refractive surfaces (S 2 ) are distributed on the second side of the component (1) in such a way that the light beam passing through the first refractive surface (S 1 ) exits the component through no more than one of the second refractive surfaces, with every second refractive surface the surface forms with the corresponding section of the first refractive surface an optical transmission channel, which is separated from each other second refractive surface,
при этом соответствующие значения кривизны первой преломляющей поверхности (S1) и каждой второй преломляющей поверхности (S2) компонента (1) являются ненулевыми по меньшей мере в одной соответствующей точке каждой из первой и вторых преломляющих поверхностей, поэтому каждая из первой и вторых преломляющих поверхностей изменяет индивидуально схождение пучка излучения, проходящего через указанную первую или вторую преломляющую поверхность в соответствующей точке с ненулевой кривизной,wherein the respective curvature values of the first refractive surface (S 1 ) and each second refractive surface (S 2 ) of component (1) are non-zero at least at one corresponding point of each of the first and second refractive surfaces, therefore each of the first and second refractive surfaces changes individually the convergence of the radiation beam passing through the specified first or second refractive surface at the corresponding point with non-zero curvature,
при этом каждый оптический канал оптического компонента (1), в котором оптическая ось (А2) второй преломляющей поверхности (S2) смещена относительно оптической оси (А1) первой преломляющей поверхности (S1), показывает ненулевую силу призматического отклонения, которая является эффективной для пучка излучения, пропускаемого этим оптическим каналом между двумя сторонами компонента, и значение и/или ориентация указанной силы призматического отклонения различны по меньшей мере для двух оптических каналов компонента,wherein each optical channel of the optical component (1), in which the optical axis (A 2 ) of the second refractive surface (S 2 ) is shifted relative to the optical axis (A 1 ) of the first refractive surface (S 1 ), shows a non-zero prismatic deflection strength, which is effective for the radiation beam transmitted by this optical channel between the two sides of the component, and the value and/or orientation of the specified prismatic deflection force are different for at least two optical channels of the component,
при этом многоканальный монолитный оптический компонент (1) расположен таким образом, что каждый оптический канал пропускания указанного компонента выделен для одного из оптических каналов инструмента (100),at the same time, the multichannel monolithic optical component (1) is located in such a way that each optical transmission channel of the specified component is allocated to one of the optical channels of the tool (100),
инструмент (100) также содержит объектив (20) и модуль (10) детектирования с множеством оптических каналов (1а, 1b,…), при этом объектив содержит по меньшей мере одну линзу (21-23), общую для всех оптических каналов модуля детектирования, при этом модуль детектирования содержит оптический компонент (1) и матричный фотодетектор (14) и связан с объективом таким образом, что указанный оптический компонент находится в выходном зрачке объектива, и таким образом, что сцена, находящаяся в поле зрения инструмента, отображается через объектив и оптический компонент для каждого оптического канала на матричном фотодетекторе.the tool (100) also contains a lens (20) and a detection module (10) with a plurality of optical channels (1a, 1b, ...), while the lens contains at least one lens (21-23) common to all optical channels of the detection module , while the detection module contains an optical component (1) and a matrix photodetector (14) and is connected to the lens in such a way that the specified optical component is in the exit pupil of the lens, and in such a way that the scene in the field of view of the instrument is displayed through the lens and an optical component for each optical channel on the matrix photodetector.
2. Инструмент (100) по п. 1, в котором соответствующие значения кривизны первой преломляющей поверхности (S1) и каждой второй преломляющей поверхности (S2) монолитного оптического компонента (1) являются такими, что отдельно для каждого оптического канала компонент имеет ненулевую оптическую силу, которая является эффективной для пучка излучения, пропускаемого указанным оптическим каналом между двумя сторонами компонента.2. The tool (100) according to claim 1, wherein the respective curvature values of the first refractive surface (S 1 ) and each second refractive surface (S 2 ) of the monolithic optical component (1) are such that, separately for each optical channel, the component has a non-zero optical power, which is effective for the beam of radiation transmitted by the specified optical channel between the two sides of the component.
3. Инструмент (100) по п. 1 или 2, в котором по меньшей мере одна поверхность из первой преломляющей поверхности (S1) и вторых преломляющих поверхностей (S2) монолитного оптического компонента (1) является несвязанной поверхностью, то есть не имеет оси симметрии вращения и не имеет центра симметрии.3. The tool (100) according to claim 1 or 2, in which at least one surface of the first refractive surface (S 1 ) and the second refractive surfaces (S 2 ) of the monolithic optical component (1) is an uncoupled surface, i.e. does not have axis of symmetry of rotation and has no center of symmetry.
4. Инструмент (100) по любому из предыдущих пунктов, в котором два из оптических каналов оптического компонента (1), в которых соответствующие оптические оси (А2) вторых преломляющих поверхностей (S2) смещены симметрично относительно оптической оси (А1) первой преломляющей поверхности (S1), имеют равную оптическую силу, а сила призматического отклонения является равной по абсолютной величине, но ориентирована симметрично относительно указанной оптической оси первой преломляющей поверхности.4. Tool (100) according to any one of the preceding claims, wherein two of the optical channels of the optical component (1) in which the respective optical axes (A 2 ) of the second refractive surfaces (S 2 ) are shifted symmetrically with respect to the optical axis (A 1 ) of the first refractive surface (S 1 ), have equal optical power, and the power of the prismatic deflection is equal in absolute value, but oriented symmetrically about the specified optical axis of the first refractive surface.
5. Инструмент (100) по любому из предыдущих пунктов, в котором вторые преломляющие поверхности (S2) монолитного оптического компонента (1) расположены рядом друг с другом на второй стороне компонента, образуя матрицу 2×2, 2×3, 3×3, 3×4 или 4×4.5. Tool (100) according to any one of the preceding claims, wherein the second refractive surfaces (S 2 ) of the monolithic optical component (1) are located next to each other on the second side of the component, forming a matrix of 2x2, 2x3, 3x3 , 3×4 or 4×4.
6. Инструмент (100) по любому из предыдущих пунктов, также содержащий по меньшей мере один из следующих элементов:6. Tool (100) according to any of the previous paragraphs, also containing at least one of the following elements:
ограничитель (15) углового поля, выполненный с возможностью фильтровать световые лучи, проходящие через монолитный оптический компонент (1), в зависимости от их наклона по отношению к оптической оси (А1) первой преломляющей поверхности (S1) указанного компонента таким образом, чтобы наклоны световых лучей, падающих на указанный оптический компонент, были выборочно меньше порогового значения наклона, определенного ограничителем углового поля, an angular field limiter (15) configured to filter the light rays passing through the monolithic optical component (1), depending on their inclination with respect to the optical axis (A 1 ) of the first refractive surface (S 1 ) of said component, so that the slopes of the light rays incident on the specified optical component were selectively less than the slope threshold value determined by the angular field limiter,
по меньшей мере один набор разделительных стенок (19), расположенных между монолитным оптическим компонентом (1) и матричным фотодетектором (14), чтобы изолировать излучение, пропускаемое разными оптическими каналами (1а, 1b,…); иat least one set of dividing walls (19) located between the monolithic optical component (1) and the matrix photodetector (14) in order to isolate the radiation transmitted by different optical channels (1a, 1b, ...); and
маску (15’) с отверстиями, при этом указанная маска имеет одно отверстие на каждый оптический канал (1а, 1b,…), чтобы ограничивать поперечное сечение указанного оптического канала и/или чтобы закрывать зоны монолитного оптического компонента (1), которые не используются для функции инструмента (100) по формированию изображения, и/или чтобы исключить паразитные изображения, образованные излучением, не прошедшим через полезные зоны монолитного оптического компонента, и/или чтобы определить соответствующие зрачки оптических каналов инструмента.mask (15') with holes, said mask having one hole per optical channel (1a, 1b,...) to limit the cross-section of said optical channel and/or to cover areas of the monolithic optical component (1) that are not used for the imaging function of the tool (100), and/or to exclude spurious images formed by radiation that has not passed through the useful areas of the monolithic optical component, and/or to determine the corresponding pupils of the optical channels of the tool.
7. Инструмент (100) по любому из пп. 1-6, в котором по меньшей мере две из вторых преломляющих поверхностей (S2) монолитного оптического компонента несут на себе соответствующие спектральные фильтры, по одному фильтру на каждую вторую преломляющую поверхность, при этом указанные фильтры имеют спектральные характеристики фильтрации, различающиеся между двумя из указанных вторых преломляющих поверхностей.7. Tool (100) according to any one of paragraphs. 1-6, wherein at least two of the second refractive surfaces (S 2 ) of the monolithic optical component carry respective spectral filters, one filter for each second refractive surface, said filters having spectral filtering characteristics that differ between the two of said second refractive surfaces.
8. Инструмент (100) по любому из пп. 1-6, в котором каждый из оптических каналов указанного инструмента содержит по меньшей мере один фильтр (13а, 13b,…) в дополнение к соответствующему участку (14а, 14b,…) матричного фотодетектора (14) и к соответствующему каналу монолитного оптического компонента (1), при этом указанный фильтр определяет спектральную полосу пропускания указанного оптического канала инструмента, которая отличается от спектральной полосы пропускания по меньшей мере одного из других оптических каналов инструмента. 8. Tool (100) according to any one of paragraphs. 1-6, in which each of the optical channels of the specified tool contains at least one filter (13a, 13b, ...) in addition to the corresponding section (14a, 14b, ...) of the matrix photodetector (14) and to the corresponding channel of the monolithic optical component ( 1), wherein said filter determines a spectral bandwidth of said instrument optical channel that is different from the spectral bandwidth of at least one of the other optical channels of the instrument.
9. Инструмент (100) по п. 8, в котором две из вторых преломляющих поверхностей (S2), связанных с разными фильтрами (13а, 13b,…) в соответствующих оптических каналах, имеют разную кривизну, чтобы компенсировать эффективный продольный хроматизм между двумя длинами волны излучения, каждая из которых пропускается раздельно через один из указанных фильтров.9. The tool (100) according to claim 8, in which two of the second refractive surfaces (S 2 ) associated with different filters (13a, 13b, ...) in the respective optical channels have different curvatures to compensate for the effective longitudinal chromatism between the two wavelengths of radiation, each of which is passed separately through one of these filters.
10. Инструмент (100) по любому из предыдущих пунктов, также содержащий комбинацию криостата и холодильной машины, при этом внутри криостата матричный фотодетектор (14) расположен на опоре (16), связанной термически с холодильной машиной, а многоканальный монолитный оптический компонент (1) окружен сбоку экраном (17), который входит в термический контакт с опорой матричного фотодетектора.10. Tool (100) according to any of the previous paragraphs, also containing a combination of a cryostat and a refrigerator, while inside the cryostat, the matrix photodetector (14) is located on a support (16) thermally connected to the refrigerator, and a multi-channel monolithic optical component (1) surrounded on the side by a screen (17), which comes into thermal contact with the support of the matrix photodetector.
11. Инструмент (100) по любому из предыдущих пунктов, который образует устройство получения многоспектральных изображений, или часть спектрометра, или часть системы получения трехмерных изображений.11. An instrument (100) according to any one of the preceding claims, which forms a multispectral imaging device, or part of a spectrometer, or part of a 3D imaging system.