(57)【要約】  光学系の多重倍率反射望遠鏡が、ケースと、前記ケースに結合された共用主鏡と、前記ケースに結合された副鏡とを含む。共用主鏡は電磁放射ビームを拡大するように構成されており、副鏡は前記電磁放射ビームを前記共用主鏡に方向づけ、前記共用主鏡から反射されたターゲット画像を受信するように構成されている。当該多重倍率反射望遠鏡は、レーザの出力経路に沿って前記電磁放射ビームをターゲットに向けて方向づけ、同時に、ターゲット画像を画像化光路に沿って受信し、前記ターゲット画像を1つ以上の検出器へと方向づけるように構成されている。
2021505947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系であって：
ハウジング；
前記ハウジングに結合されたレーザであり、前記レーザは、電磁放射ビームを生成するように構成されているレーザ；
前記ハウジングに結合された多重倍率反射望遠鏡であり、レーザ出力経路に沿って前記電磁放射ビームをターゲットに向けて方向づけ、同時に、反射されたターゲット画像を画像化光路に沿って受信するように構成されている、多重倍率反射望遠鏡；及び
前記ハウジングに結合された1つ以上の検出器であり、各検出器は、前記多重倍率反射望遠鏡からターゲット画像を選択的に受信するように構成されている検出器；
を含む光学系。
【請求項２】
請求項１に記載された光学系であって、前記ハウジングは窓を有し、前記窓を通って前記電磁放射ビームが前記ターゲットに向け伝搬し、前記窓を通って前記ターゲット画像が受信される、光学系。
【請求項３】
請求項１に記載された光学系であって、前記1つ以上の検出器は、中波赤外線カメラ（MWIR）、短波赤外線カメラ（SWIR）及びデイテレビジョン（DTV）を含む、光学系。
【請求項４】
請求項１に記載された光学系であって、
前記多重倍率反射望遠鏡は、
ケース、
前記ケースに結合された共用主鏡であり、前記電磁放射ビームを拡大するように構成されている主鏡、及び
前記ケースに結合された副鏡であり、前記電磁放射ビームを前記共用主鏡に方向づけ、前記共用主鏡から前記ターゲット画像を受信するように構成されている副鏡；  
を含む、
光学系。
【請求項５】
請求項４に記載された光学系であって、前記多重倍率反射望遠鏡は、前記ケースに結合されたアイピース及びビームスプリッタであり、前記レーザから前記副鏡へと前記電磁放射ビームを方向づけるように構成されているアイピース及びビームスプリッタをさらに含む、光学系。
【請求項６】
請求項５に記載された光学系であって、前記アイピースは、前記電磁放射ビームの倍率を9Ｘから20Ｘに増加させるように選択される、光学系。
【請求項７】
請求項５に記載された光学系であって、前記多重倍率反射望遠鏡は、前記ケースに結合された三次ミラーであり、前記副鏡及び前記ビームスプリッタからのターゲット画像を方向づけるように構成されている三次ミラーを含む、光学系。
【請求項８】
請求項７に記載された光学系であって、前記三次ミラーは、前記ターゲット画像の倍率を12倍まで増大させるように選択される、光学系。
【請求項９】
請求項７に記載された光学系であって、前記多重倍率反射望遠鏡は、前記ケースに結合された高速ステアリングミラーであり、前記ターゲット画像を前記三次ミラーから前記1つ以上の検出器のうちの少なくとも1つへ方向づけるように構成されている高速ステアリングミラーをさらに含む、光学系。
【請求項１０】
電磁放射ビームを生成し、同時に、反射されたターゲット画像を受信する方法であって：
前記電磁放射ビームを発生させるステップと；
レーザの出力経路に沿ってターゲットへ向けて前記電磁放射ビームを方向づけるステップと；
反射されたターゲット画像を受信するステップと；
画像化光路に沿って、1つ以上の検出器のうちの少なくとも1つへと前記ターゲット画像を方向づけるステップであり、前記電磁放射ビームを導く方向づけるステップと同時に達成されるステップと；
を含む方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載された方法であって、前記1つ以上の検出器は、中波赤外線カメラ（MWIR）、短波赤外線カメラ（SWIR）及びデイテレビジョン（DTV）を含む、方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載された方法であって、前記電磁放射ビームを方向づけるステップ及び前記ターゲット画像を方向づけるステップは、多重倍率反射望遠鏡によって達成され、
前記多重倍率反射望遠鏡は、
ケース、
前記ケースに結合された共用主鏡であり、前記電磁放射ビームを拡大するように構成されている主鏡、及び
前記ケースに結合された副鏡であり、前記電磁放射ビームを前記共用主鏡に方向づけ、前記共用主鏡から前記ターゲット画像を受信するように構成されている副鏡；  
を含む、
方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載された方法であって、前記多重倍率反射望遠鏡は、前記ケースに結合されたアイピース及びビームスプリッタであり、前記レーザから前記副鏡へと前記電磁放射ビームを方向づけるように構成されているアイピース及びビームスプリッタをさらに含む、方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載された方法であって、前記多重倍率反射望遠鏡は、前記ケースに結合された三次ミラーであり、前記副鏡及び前記ビームスプリッタからのターゲット画像を方向づけるように構成されている三次ミラーを含む、方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載された方法であって、前記多重倍率反射望遠鏡は、前記ケースに結合された高速ステアリングミラーであり、前記ターゲット画像を前記三次ミラーから前記1つ以上の検出器のうちの少なくとも1つへ方向づけるように構成されている高速ステアリングミラーをさらに含む、方法。
【請求項１６】
光学系の多重倍率反射望遠鏡であって：
ケース、
前記ケースに結合された共用主鏡であり、電磁放射ビームを拡大するように構成されている主鏡、及び
前記ケースに結合された副鏡であり、前記電磁放射ビームを前記共用主鏡に方向づけ、前記共用主鏡から反射されたターゲット画像を受信するように構成されている副鏡；を含み、
当該多重倍率反射望遠鏡は、レーザの出力経路に沿って前記電磁放射ビームをターゲットに向けて方向づけ、同時に、反射されたターゲット画像を画像化光路に沿って受信し、前記ターゲット画像を1つ以上の検出器のうちの少なくとも1つへと方向づけるように構成されている、
多重倍率反射望遠鏡。
【請求項１７】
請求項１６に記載された多重倍率反射望遠鏡であって、前記ケースに結合されたアイピース及びビームスプリッタであり、前記レーザから前記副鏡へと前記電磁放射ビームを方向づけるように構成されているアイピース及びビームスプリッタをさらに含む多重倍率反射望遠鏡。
【請求項１８】
請求項１７に記載された多重倍率反射望遠鏡であって、前記ケースに結合された三次ミラーであり、前記副鏡及び前記ビームスプリッタからのターゲット画像を方向づけるように構成されている三次ミラーを含む多重倍率反射望遠鏡。
【請求項１９】
請求項１８に記載された多重倍率反射望遠鏡であって、前記ケースに結合された高速ステアリングミラーであり、前記ターゲット画像を前記三次ミラーから前記1つ以上の検出器のうちの少なくとも1つへ方向づけるように構成されている高速ステアリングミラーをさらに含む多重倍率反射望遠鏡。
【請求項２０】
請求項１８に記載された多重倍率反射望遠鏡であって、前記アイピースは、前記電磁放射ビームの倍率を9Ｘから20Ｘに増加させるように選択され、前記三次ミラーは、前記ターゲット画像の倍率を12倍まで増大させるように選択される、多重倍率反射望遠鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学の多重倍率反射望遠鏡、及び多重倍率反射望遠鏡を用いて電磁放射ビームを生成し、同時に、反射されたターゲット画像を受信する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現代の戦術航空機は、シーンを見たり、シーン内のターゲットを選んだり、選んだターゲットに武器を向けたりする際に、乗組員を支援するために、多数の画像支援装置を使用する。可視、赤外及び／又は特定のスペクトルバンド画像デバイスが、シーンの画像を形成するために様々な用途で使用される。画像スペクトルのタイプは、ミッション、気象条件、シーンの性質、及び他の要因に依存する。
【０００３】
光学システムの一形態は、変化する倍率を有するいくつかのレンズを含む。レンズは、レンズ取り付けアセンブリによる所望の効果を達成するために、光路に沿って位置決め機構によって適切な位置に配置される。該位置決め機構によって、レンズを適切に位置合わせすることが重要であるが、位置決め機構はレンズを調整するためにアクセスすることが困難なことが多い。現在、少なくとも２つの同時倍率を有する反射望遠鏡を含む光学システムが必要とされている。１つの倍率は入射光を撮像する目的のためであり、１つ又は２つの倍率は、レーザが中間画像面を通過することのないパルスレーザ及び／又は連続波照明レーザなどの出射光のためである。
【０００４】
光学系内で同時倍率を提供する２つのアプローチが知られている。１つのアプローチは、撮像システムと、同じ望遠鏡光学系を使用するレーザシステムとを有する同軸システムであるが、撮像モードとレーザモードの両方において低い光透過率を犠牲にする。別のアプローチは、埋め込みシステム上に、各機能専用の開口を有する個別開口システムを含む開口分離であるが、開口分離により埋め込みシステムが視野の問題を引き起こす。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一特徴に従った光学系は、ハウジング；及び前記ハウジングに結合されたレーザを含む。前記レーザは、電磁放射ビームを生成するように構成されている。光学系はさらに、前記ハウジングに結合された多重倍率反射望遠鏡を含む。多重倍率反射望遠鏡は、レーザ出力経路に沿って前記電磁放射ビームをターゲットに向けて方向づけ、同時に、反射されたターゲット画像を画像化光路に沿って受信するように構成されている。光学系はさらに、前記ハウジングに結合された1つ以上の検出器を含む。各検出器は、前記多重倍率反射望遠鏡からターゲット画像を選択的に受信するように構成されている。
【０００６】
光学系の実施態様はさらに、前記ハウジングは窓を有し、前記窓を通って前記電磁放射ビームが前記ターゲットに向け伝搬し、前記窓を通って前記ターゲット画像が受信されるように構成されている。前記1つ以上の検出器は、中波赤外線カメラ（MWIR）、短波赤外線カメラ（SWIR）及びデイテレビジョン（DTV）を含む。前記多重倍率反射望遠鏡は、ケース、前記ケースに結合された共用主鏡及び前記ケースに結合された副鏡を含む。共用主鏡は、前記電磁放射ビームを拡大するように構成されている。副鏡は、前記電磁放射ビームを前記共用主鏡に方向づけ、前記共用主鏡から前記ターゲット画像を受信するように構成されている。
前記多重倍率反射望遠鏡は、前記ケースに結合されたアイピース及びビームスプリッタであり、前記レーザから前記副鏡へと前記電磁放射ビームを方向づけるように構成されているアイピース及びビームスプリッタをさらに含む。前記アイピースは、前記電磁放射ビームの倍率を9Ｘから20Ｘに増加させるように選択される。前記多重倍率反射望遠鏡は、前記ケースに結合された三次ミラーであり、前記副鏡及び前記ビームスプリッタからのターゲット画像を方向づけるように構成されている三次ミラーを含む。前記三次ミラーは、前記ターゲット画像の倍率を12倍まで増大させるように選択される。前記多重倍率反射望遠鏡は、前記ケースに結合された高速ステアリングミラーであり、前記ターゲット画像を前記三次ミラーから前記1つ以上の検出器のうちの少なくとも1つへ方向づけるように構成されている高速ステアリングミラーをさらに含む。
【０００７】
他の特徴は、電磁放射ビームを生成し、同時に、反射されたターゲット画像を受信する方法に向けられている。一実施形態において、当該方法は、前記電磁放射ビームを発生させるステップと；レーザの出力経路に沿ってターゲットへ向けて前記電磁放射ビームを方向づけるステップと；反射されたターゲット画像を受信するステップと；画像化光路に沿って、1つ以上の検出器のうちの少なくとも1つへと前記ターゲット画像を方向づけるステップであり、前記電磁放射ビームを導く方向づけるステップと同時に達成されるステップと；を含む。
【０００８】
本方法の実施態様によれば、前記1つ以上の検出器は、中波赤外線カメラ（MWIR）、短波赤外線カメラ（SWIR）及びデイテレビジョン（DTV）を含む。前記電磁放射ビームを方向づけるステップ及び前記ターゲット画像を方向づけるステップは、多重倍率反射望遠鏡によって達成される。前記多重倍率反射望遠鏡は、ケース、前記ケースに結合された共用主鏡、及び前記ケースに結合された副鏡；を含む。共用主鏡は、前記電磁放射ビームを拡大するように構成されており、副鏡は、前記電磁放射ビームを前記共用主鏡に方向づけ、前記共用主鏡から前記ターゲット画像を受信するように構成されている。前記多重倍率反射望遠鏡は、前記ケースに結合されたアイピース及びビームスプリッタであり、前記レーザから前記副鏡へと前記電磁放射ビームを方向づけるように構成されているアイピース及びビームスプリッタをさらに含む。前記多重倍率反射望遠鏡は、前記ケースに結合された三次ミラーであり、前記副鏡及び前記ビームスプリッタからのターゲット画像を方向づけるように構成されている三次ミラーを含む。前記多重倍率反射望遠鏡は、前記ケースに結合された高速ステアリングミラーであり、前記ターゲット画像を前記三次ミラーから前記1つ以上の検出器のうちの少なくとも1つへ方向づけるように構成されている高速ステアリングミラーをさらに含む。
【０００９】
さらに他の特徴は、光学系の多重倍率反射望遠鏡に向けられている。一実施形態において、多重倍率反射望遠鏡は、ケース、前記ケースに結合された共用主鏡、及び前記ケースに結合された副鏡；を含む。共用主鏡は、電磁放射ビームを拡大するように構成されており、副鏡は、前記電磁放射ビームを前記共用主鏡に方向づけ、前記共用主鏡から反射されたターゲット画像を受信するように構成されている。当該多重倍率反射望遠鏡は、レーザの出力経路に沿って前記電磁放射ビームをターゲットに向けて方向づけ、同時に、反射されたターゲット画像を画像化光路に沿って受信し、前記ターゲット画像を1つ以上の検出器のうちの少なくとも1つへと方向づけるように構成されている。
【００１０】
多重倍率反射望遠鏡の実施形態は、前記ケースに結合されたアイピース及びビームスプリッタを含み、アイピース及びビームスプリッタは、前記レーザから前記副鏡へと前記電磁放射ビームを方向づけるように構成されている。多重倍率反射望遠鏡は、前記ケースに結合された三次ミラーであり、前記副鏡及び前記ビームスプリッタからのターゲット画像を方向づけるように構成されている三次ミラーをさらに含む。多重倍率反射望遠鏡は、前記ケースに結合された高速ステアリングミラーであり、前記ターゲット画像を前記三次ミラーから前記1つ以上の検出器のうちの少なくとも1つへ方向づけるように構成されている高速ステアリングミラーをさらに含む。前記アイピースは、前記電磁放射ビームの倍率を9Ｘから20Ｘに増加させるように選択され、前記三次ミラーは、前記ターゲット画像の倍率を12倍まで増大させるように選択される。
【００１１】
少なくとも１つの実施形態の種々の態様が添付の図面を参照して後述されるが、これらは、縮尺通りに描かれることを意図されていない。図面、詳細な説明又はクレームの技術的特徴の後に参照符号が付されている場合、それら参照符号は、図面、詳細な説明及びクレームの理解を容易にすることのみを目的として含まれている。したがって、参照符号の存在もその不存在も、クレーム要素の範囲に限定的な効果を及ぼすことを意図したものではない。図において、種々の図に示されている同一又はほぼ同一の各構成要素は、同様の数字で表されている。明瞭にするために、全ての構成要素が全ての図においてラベル付けされているわけではない。図面は、例示及び説明のために提供されるものであり、本発明の限定の定義として意図されたものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本開示の実施形態の共用主鏡を利用する同時多重倍率反射望遠鏡の概略ブロック図である。
【図２】反射望遠鏡の構成要素を示す、多重倍率反射望遠鏡の断面立面図である。
【図３】反射望遠鏡の構成要素を示す、多重倍率反射望遠鏡の断面斜視図である。
【図４】レーザ出力光路の光線トレース及び撮像光路の光線トレースを示す多重倍率反射望遠鏡の断面立面図である。
【図５】2.5Ｘレーザを用いた12Ｘ画像化を用いた画像化光路の光線トレースである。
【図６】4Ｘレーザを用いた10Ｘ画像化を用いたレーザ出力光路及び撮像光路の光線トレースである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本開示の実施形態は、共用主鏡を利用する同時多重倍率反射望遠鏡を対象とする。一実施形態では、多重倍率反射望遠鏡は、追加の屈折アイピース及び／又は副鏡を含み、これは、３つのミラーアナスチグマット（anastigmat）設計に追加される。アナスチグマットレンズは、乱視及び視野の湾曲の収差を補正する複合レンズである。光は、中間画像を有さないガリレイ望遠鏡を形成する追加の副鏡又は屈折アイピースへと折り返される。二次望遠鏡は、元の望遠鏡よりもはるかに小さい、又は大きい拡大率を有する。屈折性アイピース設計は、より高い倍率を有し、同時に、共用主鏡を画像化光学系と共に使用することができる。さらなる二次設計は、より低い倍率を有し、画像化光学的使用から副鏡の一部を不明瞭にする。望遠鏡は、アナスチグマット望遠鏡と同時に使用することを意図している。
【００１４】
本明細書において使用される用語及び用語は、説明の目的のためのものであり、限定的であるとみなされるべきではない。本明細書中で単数形で言及されるシステム及び方法の実施形態又は要素又は行為への言及はまた、複数のこれらの要素を含む実施形態を包含してもよく、また、本明細書中で任意の実施形態又は要素又は行為への複数の言及は、単一の要素のみを含む実施形態を包含してもよい。単数形又は複数形の引例は、現在開示されているシステム又は方法、それらの構成要素、作用又は要素を限定することを意図していない。本明細書における「含む」、「備える」、「有する」、「含有する」、「包含する」及びそれらの変形の使用は、その後に列挙される項目及びそれらの同等物ならびに追加の項目を包含することを意味する。「又は」への言及は、「又は」を使用して記載される用語が単一の、複数の、及び記載される用語のすべてを示すことができるように、「又は」への言及は包括的であると解釈され得る。前後、左右、上下、上下、垂直及び水平への言及は、説明の便宜のために意図されたものであり、本光学系及び方法又はそれらの構成要素を、いずれか1つの位置又は空間方向に限定するものではない。
【００１５】
図面、特に図１を参照すると、光学システムが、全体的に10で示される。一実施形態では、光学システム10は、光学システム10の構成要素を収容し取り付けるように構成されたハウジング12を含む。光学システム10は、ハウジング12に結合された、14で概示される同時多重倍率反射望遠鏡をさらに含む。多重倍率反射望遠鏡14は、以下により詳細に説明する、共用される主鏡を利用する。図示のように、光学システム10は、ハウジング12に結合されたレーザ16をさらに含む。レーザ16は、レーザ出力経路に沿って多重倍率反射望遠鏡14に電磁放射のビーム18を生成するように構成される。光学システム10は、ハウジング12内に設けられた窓20をさらに含み、この窓を通って、動作中、電磁放射のビーム18が伝搬する。光学的画像が、多重倍率反射望遠鏡14を通る画像化光路に沿って反射ターゲット画像22の形態で、ハウジング12の窓20を通って戻ってくる。このターゲット画像22は、光学システム10に設けられたいくつかの検出器のうちの１つに送られることができ、これには、中波赤外線カメラ（mid-wave  infrared  (MWIR)  camera）24、短波赤外線カメラ（short-wave  infrared  (SWIR)  camera）26、及びデイテレビジョン（day  television  (DTV)）28が含まれるが、これらに限定されない。
【００１６】
図２及び図３を参照して以下により詳細に説明するように、多重倍率反射望遠鏡14は、ハウジング12の窓20から出射する前に電磁放射のビーム18を拡張するように構成された共用主鏡30を含む。多重倍率反射望遠鏡14は、電磁放射のビーム18を共用主鏡30に向けて電磁放射のビーム18を方向付け、共用主鏡30からターゲット画像22を受信するように構成された副鏡（secondary  mirror）32をさらに含む。多重倍率反射望遠鏡14は、さらに、アイピース34とビームスプリッタ36を含み、これらは、ミラー38、40を介してレーザからの電磁放射のビーム18を副鏡32に向けるように構成されている。アイピース34は、共用主鏡30及び副鏡32のレイアウト設計に基づいて、9Ｘから20Ｘの任意の条件で電磁放射のビーム18の倍率を増加させるように選択される。一実施形態では、アイピース34は、電磁放射12Ｘのビームを拡大するように構成される。
【００１７】
ビームスプリッタ36はさらに、ターゲット画像22を副鏡32から多重倍率反射望遠鏡14の三次ミラー42へと向けるように構成される。多重倍率反射望遠鏡14はさらに、ターゲット画像22を三次ミラー42からビームスプリッタ46及びミラー48を介して、検出器、例えば、MWIRカメラ24、SWIRカメラ26及びDTV  28に向けるように構成された多軸高速ステアリングミラー44を含む。図示された実施形態の多重倍率反射望遠鏡14の多軸高速ステアリングミラー44は、ターゲット画像22を、図示された３つの検出器のうちの1つに向けるように構成されているが、光学システム10は、任意の数の検出器を収容するように構成することができることを理解されたい。また、多重倍率反射望遠鏡14の多軸高速ステアリングミラー44は、多軸高速ステアリングミラー44に対する検出器の位置に基づいてターゲット画像22の方向を変化させるように構成することができる。
【００１８】
図２及び図３を参照すると、多重倍率反射望遠鏡14の構成要素は、コンパクトな画像化及び照明システム（CIIS）を具現化するケース又はハウジング50内に固定されている。一実施形態では、コンパクトCIISは、軍事的及び民間的作戦を支援する可視及び赤外スペクトルからの詳細な情報データを提供する。コンパクトなCIISは、長距離監視、標的獲得、トラッキング、範囲発見、及びレーザ指定を提供するように構成することができる。
【００１９】
図示のように、ケース50は、共用主鏡30、副鏡32、及び三次ミラー42を、動作中、固定位置に支持するように形成及び構成される。一実施形態では、ケース50は、主鏡30、副鏡32及び三次ミラー42と同じ熱膨張係数を有するアルミニウム合金のような適切な金属材料から製造される。図示のように、共用主鏡30は、副鏡32からレーザ出力経路に沿って電磁放射のビーム18を受け取り、電磁放射のビームをハウジング12の窓20（図1）に向けるような角度で、ケース50に固定又は結合される。上述のように、共用主鏡30は、電磁放射のビーム18を拡大するように構成される。副鏡32は、共用主鏡30、アイピース34及びビームスプリッタ36から亘った位置にケース50に固定又は結合される。アイピース34及びビームスプリッタ36のそれぞれはケース50に結合される。上述したように、アイピース34は、共用主鏡30及び副鏡32のレイアウトに基づいて選択されて、多重倍率反射望遠鏡14の所望の倍率を達成することができる。三次ミラー42は、ケースの底部においてケース50上に取り付けられているか、或いはケース50に結合されている。三次ミラー42は、画像化検出器によってのみ使用され、例えば、3Ｘから12Ｘの範囲の倍率のターゲット画像22の倍率を提供することができる。
【００２０】
図３は、アイピース34の前に配置され、ケース50に結合された単一軸高速ステアリングミラー52を含む、多重倍率反射望遠鏡14を示す。単軸高速ステアリングミラー52の各高速ステアリングミラーの実施形態は、反射表面を含んでもよく、反射表面からレーザによって生成された電磁放射のビーム18の反射方向を制御するように反射表面を操作するように構成されてもよい。各単一軸高速ステアリングミラーは、固定ベース、反射表面をベースに結合するピボットフレクシャ又はベアリング、及び各々が反射表面をベースに対して移動させるように構成された数個のアクチュエータをさらに含んでもよい。各単一軸高速ステアリングミラーは、反射表面を操作して、反射表面から離して、光及び赤外光を含む電磁放射のビームの反射方向を制御し、反射表面をユニットとして操縦するように構成されてもよい。
【００２１】
多重倍率反射望遠鏡14はさらに、単一軸高速ステアリングミラー52の前に配置されたビーム減少器光学系54を含んでもよい。ビーム減少器光学系54は、レーザ16によって発生された電磁放射のビーム18を制御されたレーザビームに適合させるために設けられている。
【００２２】
図４を参照すると、レーザ出力経路に沿った電磁放射のビーム18のトレース・パターンは実線で表され、画像化光路に沿ったターゲット画像22のトレース・パターンは破線で表されている。図示のように、レーザ16によって生成された電磁放射のビーム18は、図１に示す鏡38、40を介して多重倍率反射望遠鏡14に入射する。具体的には、電磁放射は、アイピース34及びビームスプリッタ36を通して多重倍率反射望遠鏡14に入射する。アイピース34は、レーザ経路出力の倍率を所望の倍率まで増加させるように選択することができる。次に、電磁放射のビーム18が副鏡32に向けられ、副鏡は電磁放射のビーム18を共用主鏡30へと反射する。次に、電磁放射のビーム18が、図1に示す光学システム10のハウジング12の窓20に方向づけられ、視野ターゲットに向けられる。電磁放射のビーム18が、多重倍率反射望遠鏡14内でレーザ出力経路に沿って進行するにつれ、レーザビームは、それが視野ターゲットに向けられて方向づけられる際に拡大される。
【００２３】
レーザ出力経路に沿った電磁放射のビーム18の透過と同時に、ターゲット画像22は、多重倍率反射望遠鏡14へと反射され、窓20を通って共用主鏡30に向かって戻される。ターゲット画像22は、共用主鏡30によって副鏡32に向かって反射され、副鏡32は、次に、ターゲット画像22をビームスプリッタ36に向ける。ビームスプリッタ36は、ターゲット画像22を三次ミラー42へ向ける。三次ミラー42は、ターゲット画像22の倍率を増加させるように選択することができる。ターゲット画像22は、三次ミラー42によって多軸高速ステアリングミラー44に向かって反射される。多軸高速ステアリングミラー44は、次に、ターゲット画像22をビームスプリッタ46及びミラー48に向かって方向づける（図1）。次に、ターゲット画像22は、ビームスプリッタ46及びミラー48を構成することによって、３つの検出器24、26及び28のうちの1つへと向けられる。
【００２４】
いくつかのケースの実施形態が、多重倍率反射望遠鏡の構成要素を収容するために使用され得る。例えば、１つの例示的なケースは、不明瞭ではない自由開口、より高い倍率のCIIS設計の構成要素を確保するように構成することができる。別の例では、ケースは、中央で不明瞭にされた、自由開口、より高い倍率のCIIS設計の構成要素を固定するように構成することができる。
【００２５】
上述したように、多重倍率反射望遠鏡14の三次ミラー42は、共用主鏡30及び副鏡32のレイアウトに基づいて、検出器24、26及び28に向けられたターゲット画像22の倍率を変化させるように構成することができる。
【００２６】
例えば、別の実施形態では、図５は、電磁放射のビームが2.5Ｘ拡大された、実線によって表されるレーザ出力経路に沿った電磁放射のビーム18のトレース・パターンを示す。図５は、さらに、画像化光路に沿ったターゲット画像22のトレース・パターンを示し、このトレース・パターンは、ターゲット画像が12Ｘで拡大され、破線によって表される。図示の実施形態では、レーザ16によって生成された電磁放射のビーム18は、挿入ミラー60及び代替の副鏡62を通して多重倍率反射望遠鏡14に入射する。次に、電磁放射のビーム18は、共用主鏡30に向けられ、窓20を通って視野ターゲットに向けられる。レーザ出力経路に沿った電磁放射のビーム18の透過と同時に、ターゲット画像22は、多重倍率反射望遠鏡14に反射され、窓20を通って共用主鏡30に向けられる。ターゲット画像22は、共用主鏡30によって、副鏡32、折り返しミラー64、66、及び三次ミラー42に向かって反射される。次いで、ターゲット画像22は、多軸高速ステアリングミラー44、ビームスプリッタ46及びミラー48に向かって反射され、最終的には、３つの検出器24、26、28のうちの1つ以上に向けられる。
【００２７】
別の例では、図６は、電磁放射のビームが4Ｘで拡大された、実線によって表されるレーザ出力経路に沿った電磁放射のビーム18のトレース・パターンを示す。図６はさらに、画像化光路に沿ったターゲット画像22のトレース・パターンを示しており、このトレース・パターンは、ターゲット画像が10Ｘ拡大され、破線によって表される。
【００２８】
光学システム10の多重倍率反射望遠鏡14を使用して、電磁材料のビームの生成と、ターゲット画像の受信を同時に行う方法を実行することができる。この方法は、レーザ16を用いて電磁放射のビーム18を生成することを含む。この方法はさらに、挿入ミラー60、代替の副鏡62、及び共用主鏡30を含むが、これらに限定されない、多重倍率反射望遠鏡14の構成要素を通過させることによって、ビームをターゲットに向けてレーザ出力経路に沿って電磁放射のビーム18を導くことを含む。次に、この方法は、光学システム10の多重倍率反射望遠鏡14によってターゲット画像22を受信し、画像化光学経路に沿って、反射望遠鏡の共用主鏡30、副鏡32、折り返しミラー68、三次ミラー42及び多軸高速ステアリングミラー44を介して、ターゲット画像を複数の検出器、例えば、検出器24、26及び28のうちの少なくとも1つに向けることを含む。ターゲット画像22の方向付けは、電磁放射のビーム18の方向付けと同時に達成することができる。
【００２９】
共用主鏡30及び副鏡32のレイアウト、並びに光学系10の他の構成要素に基づいて、任意の数の構成が達成され得ることを理解されたい。
【００３０】
したがって、少なくとも1つの実施形態のいくつかの態様を説明してきたが、当業者には、種々の変更、修正、及び改良が容易に生じることが理解されるであろう。このような変更、修正、及び改良は、本開示の一部であることが意図されており、本発明の範囲内であることが意図されている。したがって、前述の説明及び図面は、単なる例示であり、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物の適切な構成から決定されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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